基于蒙特卡羅的風(fēng)險(xiǎn)評估

1、附件1 :學(xué) 號:2013131318課程論文課程名云計(jì)算及應(yīng)用題 目 基于蒙特卡羅模擬的金融風(fēng)險(xiǎn)評估學(xué)院計(jì)信學(xué)院專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級13計(jì)算機(jī)2學(xué)生姓名但林柯指導(dǎo)教師劉波2016 年 04 月 25 日重慶工商大學(xué)課程論文成績評定表學(xué)院：計(jì)信班級：13計(jì)2學(xué)生姓名：但林柯學(xué)號：2013131318項(xiàng)目分值優(yōu)秀(100>x 90)良好(90>x 80)中等(80>x 70)及格(70>x 60)不及格(x<60)評 分參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)3參考標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí) 態(tài)度15學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn) 真，科學(xué)作風(fēng) 嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格保 證設(shè)計(jì)時(shí)間并 按任務(wù)書中規(guī) 定的進(jìn)度開展 各項(xiàng)工

2、作學(xué)習(xí)態(tài)度比較 認(rèn)真，科學(xué)作 風(fēng)良好，能按 期圓滿完成任 務(wù)書規(guī)定的任 務(wù)學(xué)習(xí)態(tài)度 尚好，遵守 組織紀(jì)律， 基本保證 設(shè)計(jì)時(shí)間， 按期完成 各項(xiàng)工作學(xué)習(xí)態(tài)度尚 可，能遵守組 織紀(jì)律，能按 期完成任務(wù)學(xué)習(xí)馬虎， 紀(jì)律渙散， 工作作風(fēng) 不嚴(yán)謹(jǐn),不 能保證設(shè) 計(jì)時(shí)間和 進(jìn)度技術(shù) 水平 與實(shí) 際能 力25設(shè)計(jì)合理、理 論分析與計(jì)算 正確，實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)準(zhǔn)確，有很 強(qiáng)的實(shí)際動手 能力、經(jīng)濟(jì)分 析能力和計(jì)算 機(jī)應(yīng)用能力， 文獻(xiàn)查閱能力 強(qiáng)、引用合理、 調(diào)查調(diào)研非常 合理、可信設(shè)計(jì)合理、理 論分析與計(jì)算 正確，實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)比較準(zhǔn)確， 有較強(qiáng)的實(shí)際 動手能力、經(jīng) 濟(jì)分析能力和 計(jì)算機(jī)應(yīng)用能 力，文獻(xiàn)引用、 調(diào)查調(diào)研

3、比較 合理、可信設(shè)計(jì)合理， 理論分析 與計(jì)算基 本正確，實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)比 較準(zhǔn)確，有 一定的實(shí) 際動手能 力，主要文 獻(xiàn)引用、調(diào) 查調(diào)研比 較可信設(shè)計(jì)基本合 理，理論分析 與計(jì)算無大 錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 無大錯(cuò)設(shè)計(jì)不合 理，理論分 析與計(jì)算 有原則錯(cuò) 誤，實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)不可靠， 實(shí)際動手 能力差，文 獻(xiàn)引用、調(diào) 查調(diào)研有 較大的問 題創(chuàng)新10有重大改進(jìn)或 獨(dú)特見解，有 一定實(shí)用價(jià)值有較大改進(jìn)或 新穎的見解， 實(shí)用性尚可有一定改 進(jìn)或新的 見解有一定見解觀念陳舊論文(計(jì)算 書、圖紙) 撰寫 質(zhì)量50結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏 輯性強(qiáng)，層次 清晰，語言準(zhǔn) 確，文字流暢， 完全符合規(guī)范 化要求，書寫 工整或用計(jì)算 機(jī)打印成文；

4、 圖紙非常工 整、清晰結(jié)構(gòu)合理，符 合邏輯，文章 層次分明，語 言準(zhǔn)確，文字 流暢，符合規(guī) 范化要求，書 寫工整或用計(jì) 算機(jī)打印成 文；圖紙工整、 清晰結(jié)構(gòu)合理， 層次較為 分明，文理 通順，基本 達(dá)到規(guī)范 化要求，書 寫比較工 整；圖紙比 較工整、清 晰結(jié)構(gòu)基本合 理，邏輯基本 清楚，文字尚 通順，勉強(qiáng)達(dá) 到規(guī)范化要 求；圖紙比較 工整內(nèi)容空泛， 結(jié)構(gòu)混亂， 文字表達(dá) 不清，錯(cuò)別 字較多，達(dá) 不到規(guī)范 化要求；圖 紙不工整 或不清晰成績評定：教師簽名:2016 年 04月25日目錄1. 云計(jì)算及應(yīng)用41.1摘要42. 蒙特卡羅方法的基本原理 43. 蒙特卡羅風(fēng)險(xiǎn)評估模型的建立 43.2投資項(xiàng)

5、目風(fēng)險(xiǎn)分析 53.3模擬實(shí)例研究54. 結(jié)論65. 參考文獻(xiàn)： 61.云計(jì)算及應(yīng)用1.1摘要：風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值是一個(gè)金融統(tǒng)計(jì)概念，它度量在一定條件下的期望損失大小。評估VaR的方法極為復(fù)雜，其中涉及隨機(jī)條件下的市場模擬，這需要進(jìn)行大量計(jì)算。這些方法背 后采用了一種稱為蒙特卡羅模擬的技術(shù)。蒙特卡羅模擬中給出數(shù)千個(gè)甚至數(shù)百萬個(gè)隨機(jī)的市場狀況，并觀察這些狀況對投資組合的影響。由于SPark本身具有高并行性，它非常適合進(jìn)行蒙特卡羅模擬。2. 蒙特卡羅方法的基本原理蒙特卡羅（Monte Carlo ）方法，或稱計(jì)算機(jī)隨 機(jī)模擬方法，是一種基于“隨 機(jī)數(shù)”的計(jì)算方法。由概率定義知，某事件的概率可以用大量試驗(yàn)中該

6、事件發(fā) 生的頻率來估算，當(dāng)樣本容量足夠大時(shí)，可以認(rèn)為該事件的發(fā)生頻率即為其概率。因此，可以 先對影響其可靠度的隨機(jī)變量進(jìn)行大量的隨機(jī)抽樣，然后把這些抽樣值一組一組地代入功能函數(shù)式，確定結(jié)構(gòu)是否失效，最后從中求得結(jié)構(gòu)的失效 概率。蒙特卡羅法正是基于此思路進(jìn)行分析的。設(shè) 有統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的隨機(jī)變量X （i i=1，2,，n）,其對應(yīng)的 概率密度函數(shù)分別為（f X ） （i i=1，2, n），功能函數(shù) 式為Z=g （x1，x2，X） n。首先根據(jù)各隨機(jī)變量的相 應(yīng) 分布，產(chǎn)生N組隨機(jī)數(shù)X （i i=1，2, n）值，計(jì)算 功能函數(shù)值Zk=g （x1， x2,，X） （n k=1 , 2, N）,若其中有

7、L組隨機(jī)數(shù)對應(yīng)的功能函數(shù)值 Zk 0,則當(dāng)N時(shí)，根據(jù)伯努利大數(shù)定理及正態(tài)隨機(jī)變量的特性有：結(jié)構(gòu)失效概率，可靠指標(biāo)。從蒙特卡羅方法的思路可看出，該方法回避 了結(jié)構(gòu)可靠度 分析中的數(shù)學(xué)困難，不管狀態(tài)函數(shù)是否非線性、隨機(jī)變量是否非正態(tài)，只要模擬的次數(shù)足夠多，就可得到一個(gè)比較精確的失效概率和可靠度指標(biāo)。3. 蒙特卡羅風(fēng)險(xiǎn)評估模型的建立3.1.蒙特卡羅風(fēng)險(xiǎn)評估模型蒙特卡羅風(fēng)險(xiǎn)評估模型是在投資測算基本財(cái)務(wù)模型的基礎(chǔ)上，考慮風(fēng)險(xiǎn)變量因素的動態(tài)變化，將風(fēng)險(xiǎn)變量（或子變量） 原有的靜態(tài)取值通過隨機(jī) 抽樣實(shí)現(xiàn)動態(tài)取值，得到可以計(jì) 算動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價(jià) 指標(biāo)的財(cái)務(wù)模型。利用風(fēng)險(xiǎn)評估模型，可以模擬計(jì) 算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的 N個(gè)值，

8、 用來反映經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化規(guī)律，并對此規(guī)律加以評價(jià)。其基本步驟如下：（1 ）確定各風(fēng)險(xiǎn)變量。在投資測算基本財(cái)務(wù)模 型中，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)辨識結(jié)果，分析哪些是影響經(jīng)濟(jì)評 價(jià)指標(biāo)的 主要風(fēng)險(xiǎn)因素，將它們視為風(fēng)險(xiǎn)變量（理論上，蒙特卡羅模擬法可以將影響經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)的所有因素視都為風(fēng)險(xiǎn)變量），并將影響評價(jià)指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)變量分解為可以估計(jì)分布特征的子變 量。（2）估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)子變量的分布特征。分析這些風(fēng)險(xiǎn)子變量的分布有何規(guī)律性，根據(jù)其分布特性，采用一定的方法（歷史資料統(tǒng)計(jì)或?qū)＜艺{(diào)查），估計(jì)其分布特征及其分布參數(shù)。（3）根據(jù)隨機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算模擬結(jié)果，需要指出的是，此模擬過程可重復(fù)進(jìn)行。3.2投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析根據(jù)以上原理，可得

9、投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析的具體步驟如下所示：（1）假定方案中的參數(shù)是隨機(jī)變量，可以通過經(jīng)驗(yàn)或?qū)@些參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析得到其可能取值及取值的概率。設(shè)隨機(jī)變量的可能取值為 x1 , x2 ,，Xn ,對應(yīng)的概率分別為 pl, p2 ,，Pn。（2）模擬參數(shù)的組合。采用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生程序，生成隨機(jī)數(shù)。不同的隨機(jī)數(shù)代表不同的參數(shù)值，這樣就可以確定一組參數(shù)值的 組合。（3）根據(jù)所得參數(shù)值的組合和投資效益計(jì)算公 式， 計(jì)算項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過n次（一般不少于 30次）隨機(jī)抽樣和運(yùn)算，就可以得到一系列的經(jīng)濟(jì)效 益值。（4）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，計(jì)算 期望值、標(biāo)準(zhǔn)差等，可以得到該方案各個(gè)參數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)度。（5）對各方案的多個(gè)參 數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)

10、度進(jìn)行比較，得到項(xiàng)目的滿意方案。在投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)決策 中，項(xiàng)目評價(jià)指標(biāo)一般有：項(xiàng) 目凈現(xiàn)值（NPV）、動態(tài)投資 回收期（T）、 內(nèi)部收益率 （IRR）、凈現(xiàn)值指數(shù)（NPVR）。計(jì)算公式如下所示： 凈現(xiàn)值（NPV）計(jì)算公式：NPV= n i = 0 NCFt （1+i） t。式 中，i是基準(zhǔn)折現(xiàn)率，NCFt是各年凈現(xiàn)金流 量，n是項(xiàng)目的生命周期。NCFt =初始投資（負(fù)值） t=0 （年收入-年支出-折舊）×（ 1-稅率）+折舊t 0其中，折舊按直線法計(jì)算，第O年折舊為0,其他年份的折舊為：Dt =初始投資-凈現(xiàn)值 使用壽命 動態(tài)投資回收期（T）=累計(jì)凈現(xiàn)金流量開始出現(xiàn)正值年份-1+上年

11、累計(jì)凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值的絕對值/當(dāng)年凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值 內(nèi)部收益率（IRR）：當(dāng) NPV=O時(shí)，折現(xiàn)率i即 為內(nèi)部收益率。公式為， n i = 0 NCF （t 1+IRR） -t=0 凈現(xiàn)值指數(shù)（NPVR）的計(jì)算公式如下：NPVR= NPV PVI = n i = 0 NCF （t 1 + IRR）-t n i = 0 K （t 1+i ） -t式中，NPVR是凈現(xiàn)金指數(shù)，NPV是凈現(xiàn)值，PVI是全部投資的折現(xiàn)值。3.3模擬實(shí)例研究某項(xiàng)目的投資初步篩選 A、B兩個(gè)方案，影響 該項(xiàng)目投資的主要風(fēng)險(xiǎn)因素為投資、壽 命期、凈殘 值、基準(zhǔn)折現(xiàn)率、稅率、年收入、年支出。具體數(shù)據(jù)如表1所示。按照蒙特卡羅模擬模型的基本步驟，將A、B兩方案分別模擬 1000次，相關(guān)參數(shù)如表 2所示：通過對模擬結(jié)果分析，可得模擬結(jié)果均近似符合正態(tài)分布。方案參數(shù)比較之后，認(rèn)為采用B方案?？紤]到實(shí)際中，各指標(biāo)可能出現(xiàn)矛盾，此時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍。4. 結(jié)論采用蒙特卡羅模擬技術(shù)對投 資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)，以提高項(xiàng)目評估的準(zhǔn)確 性和可靠性。利用蒙特卡羅模擬技術(shù)對項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了模擬和評價(jià)。通過模擬數(shù)據(jù)分析得出方案B具有較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究的結(jié)果能夠作為項(xiàng)目評價(jià)和決策的依據(jù)。從分析和模擬結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，蒙象特卡羅模擬技術(shù) 能夠在項(xiàng)目前期定量分析中識別風(fēng)險(xiǎn)因素，并完 成方