Модели и алгоритмы поддержки принятия решений при управлении инвестициями с использованием структурированных финансовых продуктов

Актуальность исследования.

Развитая система рынков является важнейшим показателем эффективности рыночной экономики в любой стране, где финансовый рынок занимает одно из ключевых мест. Правительства практически всех государств уделяют особое внимание усовершенствованию финансового рынка в целях ускорения социально-экономического развития страны.

В рамках финансового рынка осуществляется аккумуляция и перераспределение денежных средств. Сделки, осуществляемые на таком рынке, могут исполняться как одномоментно (спотовый рынок), так и в определенную сторонами дату (срочный рынок). В настоящее время срочный рынок превосходит спотовый по объему торгов и оказывает существенное влияние на современную экономику всех развитых стран.

Нестабильная экономическая система (мировые экономические кризисы, дефолты крупных компаний и др.) приносит новые риски, хеджирование (страхование рисков) которых становится невозможным при использовании стандартных финансовых инструментов. В таких условиях появляются структурированные финансовые продукты, которые позволяют инвесторам не только хеджировать риски, но и извлекать прибыль даже при падающем рынке.

Мировой рынок структурированных финансовых продуктов бурно развивается, в то время как в России он находится на стадии зарождения, его история начинается только с 2005 г. Связано это, в первую очередь, с низким уровнем развития российского финансового рынка и экономики в целом.

В 1991 г. вновь созданное правительство РФ преступило к проведению ряда реформ по переходу к рыночной экономике. Данный процесс продолжается и в настоящее время, примером тому является вступление России 22 августа 2012 г. в ВТО. Этот факт существенно повлияет на развитие экономики страны и принесет новые возможности и риски на финансовые рынки.

Мировые экономические кризисы, дефолты крупных компаний, нестабильная политическая обстановка в стране, вступление России в ВТО заставляют инвесторов использовать новые финансовые инструменты при управлении капиталом — структурированные продукты.

Исследования российского рынка структурированных продуктов показали низкий уровень его развития и выявили основные причины, тормозящие рост: законодательные, технические, а также проблемы спроса и предложения [1−8].

В диссертационной работе рассматривается актуальная научная проблема создания эффективной системы поддержки принятия решений при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов.

Актуальность исследования обусловлена тем, что подавляющее большинство научных публикаций в области управления капиталом с использованием структурированных продуктов содержит лишь теоретические и методические аспекты, а также критерии выгодного инвестирования в такие инструменты [1−14]. Значительно реже появляются работы, содержащие методики оценки структурированных продуктов и формирования математически обоснованных рекомендаций по управлению инвестиционным капиталом.

Кроме того, актуальной является задача ценообразования структурированных продуктов в условиях неполного и неликвидного российского финансового рынка.

Степень научной разработанности проблемы.

Степень научной разработанности проблемы управления инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов является недостаточной не только в России, но и за рубежом.

Теоретические аспекты управления капиталом с использованием структурированных продуктов исследованы в трудах Г. Кэт [9], К. Алмэна [10],.

Э. Банкса [11], Д. Брэдока [8], Я. J1. Шляпочника [1], В. В. Омельченко [2−3], М. Ю. Глухова [4−8] и других авторов.

Управление инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов включает в себя модели ценообразования и оценки структурированных продуктов, рассмотренные в работах М. Вхэма [13], А. Крахмэла [14], В. В. Омельченко [3], Ю. Глухова [8] и других.

Ценообразование структурированных продуктов основано на моделях справедливой оценки стоимости опционов. Теория ценообразования опционов рассмотрена в трудах Ф. Блэка, М. Шоулза [15], Н. Бингхэма [16], Т. Бьорка [17], В Шутенса [18], Р. Мертона [19], Д. Кокса, С. Росса [20], Д. Халла [21], Л. Ву [22, 67], С. Коу [23], П. Kappa, Д. Мадана [24], П. Танкова [25], X. Жанга.

26] и других.

При ценообразовании опционов основной задачей является построение стохастической модели логарифмической доходности базовых активов, наиболее точно описывающей эмпирические данные. Теоретические основы моделирования динамики финансовых активов отражены в трудах JI. Башелье.

27], П. Самуэльсона [28], Р. Мертона [29]. Начиная с 90-х гг. широко применяются процессы Леви для моделирования логарифмических доходностей активов, которые представлены в работах Р. Мертона [19], Л. Ву [30], С. Коу [23], П. Kappa, Д. Мадана [24], П. Танкова [31−32], Бандорфа-Нильсона [33−34], Ф. Гёлоума [35], К. Ито [36], Р. Конта [37], М. Винкель [3839], С. И. Левандорского [40] и других.

Проблемы управления капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов остаются малоизученными. Модели и методы, предложенные в работах [1−11], предназначены для оценки простых типов структурированных продуктов и основываются на предположении о том, что динамика цен их базовых активов подчиняется нормальному закону распределения.

Российские инвесторы и эмитенты должны использовать накопленный в развитых странах опыт управления капиталом с помощью структурированных продуктов и учитывать специфические особенности отечественного финансового рынка. Решению комплекса задач, стоящих перед субъектами российского рынка структурированных продуктов, посвящена данная диссертационная работа.

Цель и задачи исследования

.

Целью исследования является повышение эффективности управления инвестиционным капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов в условиях нестабильной экономической системы.

Для достижения цели диссертационной работы решаются следующие задачи:

1. исследование проблем развития российского рынка;

2. сравнительный анализ методов оценки структурированных финансовых продуктов;

3. создание модели бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов;

4. разработка адаптивной модели логарифмических доходностей базовых активов, представленных на российском финансовом рынке;

5. разработка алгоритма адаптивной оценки справедливой стоимости опционов на неполном и неликвидном рынках;

6. разработка системы поддержки принятия решений при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов;

7. разработка программного комплекса, реализующего предложенные алгоритмы, математическую модель логарифмической доходности базовых активов и систему поддержки принятия решений инвестора при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов.

Объектом исследования являются структурированные финансовые продукты.

Предметом исследования являются алгоритмы и модели оптимизации, используемые при управлении капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов.

Методы выполнения работы.

Теоретическую и методическую основу исследования составляют научные положения, содержащиеся в трудах отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области системного анализа, экономико-математического моделирования, теории управления, теории рынка ценных бумаг и инвестиций, теории принятия решений, методов оптимизации и компьютерного моделирования.

Для обработки и анализа данных применялись пакеты программ MathCad и Microsoft Excel. При проектировании модели бизнес-процесса использовалась методология BPMN (Business Process Model and Notation). Для создания программного комплекса использовался язык программирования java и интегрированная среда разработки Eclipse Juno 4.2.

Научная новизна диссертации.

1. Модель бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов, основанная на декомпозиции процесса их выпуска, которая в отличие от известных моделей позволяет комплексно учитывать интересы инвестора и эмитента.

2. Система поддержки принятия решений инвестора при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов, гарантирующих возврат капитала, которая реализует затратный подход к их оценке и позволяет инвесторам выбирать наилучший продукт по соотношению риска, доходности и ликвидности.

3. Стохастическая модель логарифмических доходностей базовых активов на основе аппроксимированного триплета Леви, которая отличается от существующих своей адаптивностью к динамике цен на финансовые инструменты.

4. Алгоритм оценки справедливой стоимости опционов, основанный на адаптивной стохастической модели логарифмических доходностей базовых активов, который отличается от известных тем, что позволяет определять премии опционов на неполном и неликвидном рынках.

Практическая значимость работы.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы эмитентами и инвесторами структурированных продуктов для эффективного управления капиталом. Модель бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов может быть применена эмитентами для повышения инвестиционной привлекательности к таким продуктам, их эффективного конструирования и выпуска.

Предложенная диссертантом адаптивная модель логарифмических доходностей базовых активов позволяет инвесторам и эмитентам оценивать структурированные финансовые продукты и производные финансовые инструменты на неполных и неликвидных российских рынках.

В рамках диссертационной работы был создан программный комплекс, реализующий предложенную систему поддержки принятия решений при управлении капиталом с использованием структурированных продуктов. Использование такого программного комплекса позволяет инвесторам оценить предложенные эмитентом продукты и выбрать наилучшую альтернативу.

Материалы диссертации будут полезны преподавателям высших учебных заведений и их студентам при изучении дисциплин: «Математическая экономика», «Имитационное моделирование экономических процессов», «Рынок ценных бумаг», «Рынок ценных бумаг» и др.

Результаты работы над диссертацией внедрены в:

— SRI InfoTech Incorporated (Лондон);

— Некоммерческое партнерство по развитию финансовой культуры «Финансы Коммуникации Информация» (Томск);

— учебном процессе Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (Томск);

— Томском филиале ЗАО «ИнвестАгент» (Томск).

Предмет защиты и личный вклад автора.

На защиту выносятся следующие научные положения:

— модель бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов, позволяющая эмитентам повысить инвестиционную привлекательность таких инструментов, а также эффективно их конструировать и выпускать;

— СППР при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов, позволяющая оценить продукты и выбрать наилучший по соотношению риска, доходности и ликвидности;

— адаптивная стохастическая модель логарифмических доходностей базовых активов, позволяющая проводить справедливую оценку производных финансовых инструментов и структурированных продуктов;

— алгоритм адаптивной оценки справедливой стоимости опционов на неполном и неликвидном рынках.

Основные научные результаты получены автором самостоятельно. Постановка задач была выполнена научным руководителем Мицелем Артуром Александровичем.

Апробация работы.

Основные положения и отдельные результаты диссертационной работы были опубликованы, докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

— всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-2009» (г. Томск, 2009 год);

— всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-2010» (г. Томск, 2010 год);

— международной научно-технической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении» ЮТИ ТПУ (г. Юрга, 2010 год);

— всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-2011» (г. Томск, 2011 год);

— XVII международной научно-практическая конференция студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2011 год);

— международной научно-технической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении» ЮТИ ТПУ (г. Юрга, 2012 год).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 5 статей (2 из них в журналах, рекомендуемых перечнем ВАК России) и 9 публикаций тезисов и докладов. С единоличным авторством опубликовано 8 печатных работ.

Благодарность.

Автор выражает благодарность научному руководителю — д.т.н. профессору Мицелю Артуру Александровичу за постоянное наблюдение за ходом выполнения работы, замечания, касающиеся ее определенных аспектов, и терпение. Отдельной благодарности заслуживают коллектив кафедры автоматизированных систем управления ТУСУР за помощь и поддержку во время выполнения диссертационной работы.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованной литературы. Объём работы составляет 139 страниц, включая 36 рисунков, 6 таблиц, 1 приложение и библиографию из 86 наименований, из которых работы автора составляют 8 наименований.

Выводы.

Механизм формирования рыночной цены производного финансового инструмента определяется на основе торгов между участниками срочного рынка. Теоретическая стоимость дериватива непосредственно влияет на рыночную стоимость, так как является начальной ценой торгов. Именно поэтому определение справедливой стоимости производных ценных бумагэто важнейшая задача участников срочного рынка.

Исследования российского рынка базовых активов показали, что большинство из них не имеют нормального закона распределения логарифмических доходностей, что объясняется скачками различной величины и неполнотой рынка. В условиях неполного рынка обусловлен риск-нейтральный подход к ценообразованию производных финансовых инструментов, а также использование процессов Леви для моделирования динамики цен базовых активов и их применимость в задачах ценообразования деривативов.

Обзор известных моделей, применяемых для оценки деривативов в рамках риск-нейтрального подхода и анализ российского рынка базовых активов выявил проблемы их применения.

Программный комплекс, реализующий модель (3.51) и алгоритм (рис. 3.3), предложенный диссертантом в п. 3.3, позволяет в автоматическом режиме моделировать логарифмическую доходность базовых активов и определять премии опционных контрактов европейского типа. Апробация полученной модели (3.51) показала ее адаптивность и высокую точность применительно к основным базовым активам российского срочного рынка.

Предложенный диссертантом в п. 3.4 алгоритм адаптивный оценки справедливой стоимости опционов на неполных и неликвидных рынках (рис 3.6) позволяет наиболее гибко решать вопросы ценообразования деривативов и структурированных продуктов в рамках СППР, описанной во второй главе в п. 2.2.

Глава 4. Экспериментальная проверка предложенных моделей и алгоритмов.

В целях экспериментальной проверки предложенных в данной диссертационной работе алгоритмов и моделей был реализован программный комплекс, который формирует рекомендации для принятия решений при управлении капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов.

4.1 Программный комплекс поддержки принятия решений при управлении капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов.

Система поддержки принятия решений при управлении капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов (далее СППР), предложенная диссертантом в п. 2.2 второй главы, представляет собой программный комплекс и базируется на следующих автоматизированных системах:

1. моделирования логарифмических доходностей активов на основе аппроксимированного триплета Леви;

2. оценки справедливой стоимости опционов на неполных рынках;

3. оценки структурированных продуктов;

Программный комплекс написан на языке java в интегрированной среде разработки Eclipse Juno 4.2. Кроссплатформенность, объектная ориентированность, надежность, бесплатная среда разработки, быстродействие, успешный опыт применения в финансовой области, большой набор пакетов (SSJ, JCommon, Commons-Math и др.) для моделирования стохастических процессов обуславливают выбор именно языка java.

4.1.1 Автоматизированная система моделирования логарифмических доходностей активов на основе аппроксимированного триплета Леви.

Моделирование логарифмических доходностей активов необходимо для ценообразования производных финансовых инструментов и структурированных продуктов. В целях автоматизации этого процесса была спроектирована и разработана автоматизированная система (АС), реализующая предложенный в третьей главе алгоритм и модель.

Функциональные возможности АС:

— загрузка и обработка входных данных;

— моделирование логарифмических доходностей активов;

— отображение графиков и гистограмм логарифмических доходностей активов;

— сохранение результатов моделирования.

Входные данные.

Входными данными АС являются:

— параметры модели;

— ссылка на загрузку эмпирических данных базового актива.

Все входные данные автоматизированной системы определяются в XML файле. Такой формат представления данных не только позволяет наглядно и удобно описывать параметры, но и определять их иерархию. Эмпирические данные базового актива, которые задаются во входном XML-файле, представлены в формате CSV, так как рынок ФОРТС (рынок фьючерсов и опционов на площадке РТС) использует именно этот формат.

Описание элементов XML-документа и их иерархия (рис. 4.2), содержащего входные данные для АС моделирования логарифмических доходностей активов, представлено в таблице 4.1.

Заключение

.

В диссертационной работе решена актуальная научно-практическая задача справедливой оценки структурированных продуктов на неполных и неликвидных рынках, с которой сталкиваются инвесторы и эмитенты при управлении капиталом с использованием таких финансовых инструментов. Решение данной задачи позволяет повысить эффективность управления инвестиционным капиталом в нестабильной экономической системы.

В соответствии с целью и задачами исследования анализ основных проблем проводился по следующим основным направлениям:

— исследование теоретических аспектов и проблем управления инвестиционным капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов;

— исследование проблем оценки справедливой стоимости структурированных продуктов;

— исследования стохастических моделей логарифмических доходностей базовых активов.

В диссертационной работе получены следующие результаты.

1. Исследованы основные проблемы управления инвестиционным капиталом с использованием структурированных финансовых продуктов.

2. Разработана модель бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов, рассчитанная на повышение инвестиционной привлекательности таких инструментов и эффективности их конструирования и выпуска эмитентом.

3. Разработана адаптивная модель логарифмических доходностей базовых активов.

В отличие от существующих, модель является адаптивной к эмпирическим данным и простой в применении, так как все ее параметры имеют экономически смысл.

4. Разработан алгоритм адаптивной оценки справедливой стоимости опционов на неполных и неликвидных рынках, который применяет полученную модель логарифмических доходностей базовых активов.

5. Разработана система поддержки принятия решений при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов. Данная система позволяет оценивать структурированные продукты на основе предложенной модели и алгоритмов и выбирать наилучший из предложенных по соотношению риска, доходности и ликвидности.

6. Разработан программный комплекс и позволяющий оценивать структурированные продукты, а также вычислять справедливую стоимость европейских опционов и моделировать логарифмические доходности базовых активов на основе аппроксимированного триплета Леви.

Материалы диссертационной работы позволяют сформулировать следующие направления для дальнейших исследований:

— разработанная адаптивная модель логарифмических доходностей базовых активов может быть оптимизирована путем классификации скачков и описанием их отдельными процессами Леви;

— разработанная модель бизнес-процесса финансового инжиниринга структурированных продуктов может быть адаптирована к более широкому кругу потенциальных инвесторов;

— разработанная система поддержки принятия решений при управлении инвестиционным капиталом с использованием структурированных продуктов может быть усовершенствована путем расширения функциональных возможностей для конкретного пользователя;

— материалы диссертации могут быть использованы преподавателями высших учебных заведений при создании лекций и лабораторных практикумов по дисциплинам «Математическая экономика», «Имитационное моделирование экономических процессов», «Рынок ценных бумаг» и др.