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Research on Applications of Advanced Stochastic Control and Game Theory to Trade Execution Problems in Financial Markets

Research Project

Project/Area Number 22K01573
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 07060:Money and finance-related
Research InstitutionYamato University

Principal Investigator

大西 匡光  大和大学, 情報学部, 教授 (10160566)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords市場価格インパクト・モデル / 取引執行 / 確率動的計画 / 確率制御 / 確率ゲーム / 価格インパクト / 平均場ゲーム
Outline of Research at the Start

金融資産の売買取引執行に関して,申請者らがごく最近に提案した離散時間,単一資産の市場価格インパクト・モデルを用い,単一の大きなトレーダーによる取引執行の最適化問題,および複数の大きなトレーダーによってなされる取引執行ゲームのそれぞれに対する申請者らの最近の諸研究を,さらに推し進める.
具体的には,大きなトレーダー(達)と多数の小さなトレーダー達[群衆トレーダー]との相互作用を,より現実に忠実に描写する離散時間モデル,連続時間モデル,そして複数資産モデルへと発展させることを目指す研究を展開する.
さらに,先端的な確率制御,確率ゲーム,平均場ゲーム,等を用いた,新たな挑戦的研究課題にも取り組む.

Outline of Annual Research Achievements

金融資産の売買取引執行に関して,申請者らがごく最近に提案した離散時間,単一資産の市場価格インパクト・モデルを用い,単一の大きなトレーダーによる取引執行の最適化問題,および複数の大きなトレーダーによってなされる取引執行ゲームのそれぞれに対する申請者らの最近の諸研究を,さらに推し進めた.
具体的には,連続時間の設定で,金融市場における取引環境がMarkov過程,とりわけOrstein-Uhlenbeck型の確率過程に従う場合の,単一の大きなトレーダーの最適取引執行問題を確率制御問題として定式化して分析を行い,最適値関数,最適取引戦略の特徴付け,そしてその存在・一意性について精査した.
また,離散時間の設定で,やはり金融市場における取引環境がMarkov過程,とりわけ離散時間のOrstein-Uhlenbeck型過程と見なせる1次の平均移動型過程に従う場合の,複数の大きなトレーダーによってなされる取引執行ゲームを確率ゲームとして定式化し,均衡分析を行い,サブケーム完全なNash均衡取引戦略の特徴付けを行った.
そして,大きなトレーダー(達)と多数の小さなトレーダー達[群衆トレーダー]との相互作用を,より現実に忠実に描写する離散時間モデル,連続時間モデル,そして複数資産モデルへと発展させることを目指す挑戦的研究にも着手した.
さらに,先端的な確率制御,確率ゲーム,平均場ゲーム,等を用いた,新たな挑戦的研究課題にも取り組むための研究情報の収集についても積極的に行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

連続時間の設定で,金融市場における取引環境がMarkov過程,とりわけOrstein-Uhlenbeck型の確率過程に従う場合の,単一の大きなトレーダーの最適取引執行問題を確率制御問題として定式化して分析を行い,最適値関数,最適取引戦略の特徴付け,そしてその存在・一意性について精査したが,最適取引戦略の特徴付けと数値的な導出については成功したものの,存在・一意生については完全な解決には至らなかった.
一方,離散時間の設定で,やはり金融市場における取引環境がMarkov過程,とりわけ離散時間のOrstein-Uhlenbeck型過程と見なせる1次の平均移動型過程に従う場合の,複数の大きなトレーダーによってなされる取引執行ゲームを確率ゲームとして定式化し,均衡分析を行い,サブケーム完全なNash均衡取引戦略の理論的特徴付けと数値的導出に成功した.
また,これらの研究成果については,国内外の関連学会・研究集会で研究報告を行い,概ね好評価を得ることができた.

Strategy for Future Research Activity

金融資産の売買取引執行に関して,申請者らがごく最近に提案した離散時間,単一資産の市場価格インパクト・モデルを用い,単一の大きなトレーダーによる
取引執行の最適化問題,および複数の大きなトレーダーによってなされる取引執行ゲームのそれぞれに対する申請者らの最近の諸研究を,さらに推し進める.
具体的には,連続時間の設定では,定式化した確率制御問題での,最適値関数・最適取引戦略の存在・一意生についてはできる限り完全な解決を目指すことを目指すとともに,数値的導出とモンテ・カルロ・シミュレーション実験を様々な問題パラメータの下で実施して,学術的・実務的な知見を得たい.
また,大きなトレーダー(達)と多数の小さなトレーダー達[群衆トレーダー]との相互作用を,より現実に忠実に描写する離散時間モデル,連続時間モデル,そして複数資産モデルへと発展させることを目指す研究を推進する.
さらに,先端的な確率制御,確率ゲーム,平均場ゲーム,等を用いた,新たな挑戦的研究課題にも取り組む.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Open Access: 5 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] 連続時間モデルに基づく業績連動株式報酬制度の価値評価2024

    • Author(s)
      大西匡光
    • Journal Title

      大和大学 研究紀要,情報学部編

      Volume: 10 Pages: 79-94

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Trade execution game in a Markovian environment2024

    • Author(s)
      Ohnishi, M. and Shimoshimizu, M.
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2405.07184 Pages: 1-33

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] オペレーションズ・リサーチの確率モデルと金融工学についての随想2023

    • Author(s)
      大西匡光
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ-経営の科学-,特集「次のステージに向けて-先導者からのメッセージ-」

      Volume: Vol. 68,No. 1 Pages: 25-31

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 連続時間モデルに基づく業績連動ストック・オプションの価値評価2023

    • Author(s)
      呂 思南,大西匡光,田中寧々
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録 2237[ファイナンスの数理解析とその応用]

      Volume: 2237 Pages: 40-51

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Execution game in a Markovian environment2023

    • Author(s)
      Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録 2237[ファイナンスの数理解析とその応用]

      Volume: 2237 Pages: 52-74

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 確率論を用いた問題解決: 金融デリバティブの無裁定価格付け2022

    • Author(s)
      大西匡光
    • Journal Title

      数理科学,特集「数学はいかにして解決するか:身近にある最先端技術を支える数理

      Volume: 60 巻 9 号 [NO. 711] Pages: 51-57

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Trade execution game in a Markovian environment2024

    • Author(s)
      大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      第60回(2023年度冬季)ジャフィー大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Trade execution game in a Markovian environment2024

    • Author(s)
      M. Ohnishi and M. Shimoshimizu
    • Organizer
      Winter Workshop on Operations Research, Finance and Mathematics 2024
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Trade execution game in a Markovian environment2024

    • Author(s)
      大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2024年春季研究発表会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Trade execution game in a Markovian environment2024

    • Author(s)
      大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      ワークショップ「証券市場の諸問題 2024」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Continuous-time optimal execution under a transient market impact model in a Markovian environment2023

    • Author(s)
      M. Fukasawa, M. Ohnishi, and M. Shimoshimizu
    • Organizer
      OR 2023, Germany
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Continuous-time optimal execution under a transient market impact model in a Markovian environment2023

    • Author(s)
      深澤正彰,大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2023年秋季研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] オペレーションズ・リサーチと金融工学における確率モデルでの教育・研究を振り返って2023

    • Author(s)
      大西匡光
    • Organizer
      第39回(2022年度)待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」2023年1月18日 (水) ~ 20日 (金),早稲田大学[本キャンパス]小野記念講堂.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Continuous-time optimal execution in a Markovian environment2023

    • Author(s)
      深澤正彰,大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      第58回(2022年度冬季)ジャフィー大会,2023年2月,東北大学.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Continuous-time optimal execution in a Markovian environment2023

    • Author(s)
      深澤正彰,大西匡光,下清水慎
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2023年春季研究発表会,2023年3月,中央大学理工学部[後楽園キャンパス].
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Continuous-time optimal execution under a transient price impact model in a Markovian environment2022

    • Author(s)
      Fukasawa, M., Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.
    • Organizer
      2022 SKKU International Conference, Korea, May 2022. (Online)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Execution game in a Markovian environment2022

    • Author(s)
      Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.
    • Organizer
      Advances in Decision Analysis 2022, USA, July 2022. (Online)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Execution game in a Markovian environment2022

    • Author(s)
      Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会「ファイナンスの数理解析とその応用 」,2022年9月.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 連続時間モデルに基づく業績連動ストック・オプションの価値評価2022

    • Author(s)
      呂 思南,大西匡光,田中寧々
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会「ファイナンスの数理解析とその応用 」,2022年9月.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 連続時間モデルに基づく業績連動ストック・オプションの価値評価2022

    • Author(s)
      呂 思南,大西匡光,田中寧々
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年秋季研究発表会,2022年9月,朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] [6] Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.: "Execution game in a Markovian environment2022

    • Author(s)
      Ohnishi, M., and Shimoshimizu, M.
    • Organizer
      World Conference on Business, Economics and Finance 2022, Spain, October 2022. (Online)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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