Sequential Machine learning Approaches for Portfolio Management

Cette thèse envisage un ensemble de méthodes permettant aux algorithmes d'apprentissage statistique de mieux traiter la nature séquentielle des problèmes de gestion de portefeuilles financiers. Nous débutons par une considération du problème général de la composition d'algorithmes d'apprentissage devant gérer des tâches séquentielles, en particulier celui de la mise-à-jour efficace des ensembles d'apprentissage dans un cadre de validation séquentielle. Nous énumérons les desiderata que des primitives de composition doivent satisfaire, et faisons ressortir la difficulté de les atteindre de façon rigoureuse et efficace. Nous poursuivons en présentant un ensemble d'algorithmes qui atteignent ces objectifs et présentons une étude de cas d'un système complexe de prise de décision financière utilisant ces techniques. Nous décrivons ensuite une méthode générale permettant de transformer un problème de décision séquentielle non-Markovien en un problème d'apprentissage supervisé en employant un algorithme de recherche basé sur les K meilleurs chemins. Nous traitons d'une application en gestion de portefeuille où nous entraînons un algorithme d'apprentissage à optimiser directement un ratio de Sharpe (ou autre critère non-additif incorporant une aversion au risque). Nous illustrons l'approche par une étude expérimentale approfondie, proposant une architecture de réseaux de neurones spécialisée à la gestion de portefeuille et la comparant à plusieurs alternatives. Finalement, nous introduisons une représentation fonctionnelle de séries chronologiques permettant à des prévisions d'être effectuées sur un horizon variable, tout en utilisant un ensemble informationnel révélé de manière progressive. L'approche est basée sur l'utilisation des processus Gaussiens, lesquels fournissent une matrice de covariance complète entre tous les points pour lesquels une prévision est demandée. Cette information est utilisée à bon escient par un algorithme qui transige activement des écarts de cours (price spreads) entre des contrats à terme sur commodités. L'approche proposée produit, hors échantillon, un rendement ajusté pour le risque significatif, après frais de transactions, sur un portefeuille de 30 actifs.

Probabilistic Assignments of Identical Indivisible Objects and Uniform Probabilistic Rules.

We consider a probabilistic approach to the problem of assigning k indivisible identical objects to a set of agents with single-peaked preferences. Using the ordinal extension of preferences, we characterize the class of uniform probabilistic rules by Pareto efficiency, strategy-proofness, and no-envy. We also show that in this characterization no-envy cannot be replaced by anonymity. When agents are strictly risk averse von-Neumann-Morgenstern utility maximizers, then we reduce the problem of assigning k identical objects to a problem of allocating the amount k of an infinitely divisible commodity.

Investment Under Demand Uncertainty: the Newsboy Problem Revisited.

In this article we study the effect of uncertainty on an entrepreneur who must choose the capacity of his business before knowing the demand for his product. The unit profit of operation is known with certainty but there is no flexibility in our one-period framework. We show how the introduction of global uncertainty reduces the investment of the risk neutral entrepreneur and, even more, that the risk averse one. We also show how marginal increases in risk reduce the optimal capacity of both the risk neutral and the risk averse entrepreneur, without any restriction on the concave utility function and with limited restrictions on the definition of a mean preserving spread. These general results are explained by the fact that the newsboy has a piecewise-linear, and concave, monetary payoff witha kink endogenously determined at the level of optimal capacity. Our results are compared with those in the two literatures on price uncertainty and demand uncertainty, and particularly, with the recent contributions of Eeckhoudt, Gollier and Schlesinger (1991, 1995).

Investment Under Demand Uncertainty: the Newsboy Problem Revisited.

In this article we study the effect of uncertainty on an entrepreneur who must choose the capacity of his business before knowing the demand for his product. The unit profit of operation is known with certainty but there is no flexibility in our one-period framework. We show how the introduction of global uncertainty reduces the investment of the risk neutral entrepreneur and, even more, that the risk averse one. We also show how marginal increases in risk reduce the optimal capacity of both the risk neutral and the risk averse entrepreneur, without any restriction on the concave utility function and with limited restrictions on the definition of a mean preserving spread. These general results are explained by the fact that the newsboy has a piecewise-linear, and concave, monetary payoff witha kink endogenously determined at the level of optimal capacity. Our results are compared with those in the two literatures on price uncertainty and demand uncertainty, and particularly, with the recent contributions of Eeckhoudt, Gollier and Schlesinger (1991, 1995).

Élections expérimentales : la désertion stratégique et la participation sous différents modes de scrutin

Cette thèse s'intéresse au lien qui existe entre le système électoral et deux comportements importants de la vie civique, soit la participation à une élection et la désertion stratégique du candidat préféré vers un autre candidat. Ces thèmes sont abordés dans de nombreux et de très importants ouvrages en science politique. En passant par la théorie (Downs, 1957) jusqu'à des études de terrain par l'entremise de sondages (Abramson, 2010; Blais, 2010), diverses méthodologies ont été employées pour mieux expliquer les choix des électeurs. Ma contribution à l'avancement des connaissances dans ce domaine passe par l'usage de la méthode expérimentale pour mieux saisir les similitudes et différences dans les comportements des électeurs sous le système uninominal à un tour (UT) et la représentation proportionnelle (RP) ainsi que les mécanismes au niveau individuel qui produisent ces similitudes et différences. Le cœur de la thèse est composé des trois articles dont voici les résumés : Article 1. Des élections expérimentales faites à Montréal, Paris et Bruxelles permettent d'estimer l’influence directe du mode de scrutin sur la décision des électeurs de voter ou non, et de voter pour leur parti préféré ou non. En tout, 16 groupes de 21 électeurs votent sous différents systèmes électoraux, soit le UT et la RP. Les préférences sont attribuées aléatoirement et connues de tous les participants. Nos résultats indiquent que le vote n'est pas globalement plus sincère et que la participation électorale n'est pas plus élevée sous le système proportionnel. Toutefois, nous observons moins de désertion d'un petit parti sous le système proportionnel. Article 2. Les expériences permettent également d'expliquer pourquoi les électeurs votent parfois pour un parti autre que leur parti préféré. La conclusion principale est que la décision de voter de façon sincère ou non est influencée par les préférences individuelles, mais aussi par les perceptions des chances de gagner des candidats ainsi que des chances que son propre vote puisse décider le résultat de l'élection. Les électeurs qui désertent leur premier choix prennent en considération quel candidat est le plus près de leurs positions politiques, mais également de la viabilité de cette alternative. De plus, les électeurs qui aiment prendre des risques ont davantage tendance à déserter. Article 3. Le modèle de l'électeur pivot est mis à l'épreuve pour mieux comprendre la décision de voter ou non lors d'une élection. Nos expériences permettent de répliquer, avec un devis expérimental différent, les résultats importants des travaux de Duffy et Tavits (2008). Nos résultats confirment que la perception d'être pivot augmente la participation, que ces perceptions sont sujettes à la surestimation et que cette surestimation ne décline pas complètement dans le temps. Nous allons également plus loin que les recherches de Duffy et Tavits et nous trouvons que la participation n'est pas plus forte sous RP que sous UT et que la probabilité d'être pivot a un impact plus important chez les électeurs évitant de prendre des risques.