עבור לתוכן
כל מסמכי הספרייה

DML סיבתי לאמידת השפעת פרמיית סיכון השונות על תשואות אופציות

קוד Machine Learning for Trading

סיכום

מחברת זו מגדירה ומריצה ניתוח של למידת מכונה כפולה להשפעת פרמיית סיכון השונות על תשואות אופציות S&P 500 עד לפקיעה. היא מציגה לפני ההרצה את האומדן הסיבתי המבוקש, תזמון התצפיות, המשתנים המערפלים, הגדרת האימות הצולב הזמני, מודל משתני העזר, תכנון השונות-קווריאנס HAC ושיטת ההפרכה באמצעות פלצבו. הבקשה שהוכרעה מורצת רק לאחר הגדרת צמצומי התצוגה המקדימה במצב תצוגה מקדימה, והמחברת בודקת שהתוצאה מלאה ותואמת לזהות המתוכננת.

המחברת מתעדת גם שינוי בהשוואת הפלצבו: כעת היא משווה סטטיסטיקות t של HAC במקום אומדני השפעה גולמיים, משום שפרמוטציה של בלוקים עשויה לשנות את שונות שאריות הטיפול ולהפוך השפעות פלצבו לצרות באופן מטעה. היא מצטטת תוצאה קודמת כמניע, אך תפקידה המוצהר הוא לאמת ולפרסם את החישוב, ולא לפרש את האומדן הסיבתי החדש. לכן מסקנות סיבתיות מחייבות שלב ניתוח נפרד, ונשארות תלויות בבקרות שהוגדרו, בהנחות התזמון ובתכנון ההפרכה.

רעיונות מרכזיים

  • הניתוח אומד את ההשפעה הסיבתית של פרמיית סיכון השונות על תשואות עד לפקיעת אופציות.
  • המחברת מציגה לפני ההרצה את האומדן הסיבתי, התזמון, המשתנים המערפלים, הקיפולים, שיטת השונות-קווריאנס ותכנון הפלצבו.
  • השוואת סטטיסטיקות t של HAC בהפרכת פלצבו מטפלת בהבדלי שונות שנגרמו מפרמוטציית הטיפול.
  • לפני פרסום, תוצאה חייבת להיות מלאה ותואמת לזהות הבקשה שהוכרעה.
  • מחברת ההרצה מעבירה אומדנים לפרשנות נפרדת ואינה טוענת בעצמה למסקנה אמפירית חדשה.

תגיות

הטקסט המלא
# 10_causal_dml.py


```py
# ---
# jupyter:
#   jupytext:
#     cell_metadata_filter: tags,-all
#     text_representation:
#       extension: .py
#       format_name: percent
#       format_version: '1.3'
#       jupytext_version: 1.19.3
#   kernelspec:
#     display_name: Python 3 (ipykernel)
#     language: python
#     name: python3
# ---

# %% [markdown]
# # S&P 500 Options: Causal DML Execution
#
# This notebook estimates the effect of the variance-risk-premium treatment on the
# return-to-expiry outcome. It declares the request through the shared causal boundary and exposes
# the resolved estimand, timing, confounders, nuisance model, covariance design, and refutation
# protocol before execution.
#
# `11_model_analysis` interprets the causal estimates. This notebook validates the computation
# and publishes its artifact only.
#
# Prerequisites: `03_financial_features`, `04_model_based_features`, and `05_evaluation`.

# %%
"""Execute the declared S&P 500 options causal DML request."""

import polars as pl

from case_studies.research import causal_supersedes
from case_studies.sp500_options.research_workflow import open_study

# %% tags=["parameters"]
EXECUTION_TIER = "canonical"
WORKSPACE: str = ""
PREVIEW_REDUCTIONS: dict = {}
# Retired by this run: the block-permutation refutation now compares the HAC t-statistic
# rather than the raw effect, so CAUSAL_RUNNER_VERSION moved and every causal identity with
# it. The rows named here hold a p-value computed on the shrunken placebo effects; this run
# supersedes them rather than correcting them, because the statistic is different, not the
# arithmetic. Read out of each registry's current canonical identity per label, 2026-09-10.
SUPERSEDES_CAUSAL: str = "d034b82943c5"

# %% [markdown]
# ## Declared and resolved request
#
# A preview must declare all sample, symbol, fold, or placebo reductions. Canonical execution uses
# the complete pre-holdout analysis population.
#
# ### What `SUPERSEDES_CAUSAL` retires here
#
# `CausalResult.one` resolves a label to exactly one canonical identity, so a refit has to name the
# identity it replaces or the registry is left with two and refuses. The retired identity is
# `d034b82943c5`.
#
# What changed is the refutation statistic, not the fit. The placebo loop used to compare each
# permuted run's *effect estimate* against the observed effect. Block-permuting the treatment frees
# it from the controls, so the first stage can no longer predict it and its residual keeps nearly
# all its variance. That residual variance is the whole denominator of the second-stage effect, so
# every placebo effect is divided by a larger number than the observed one and the placebo
# distribution comes out narrower than the null it stands for. The bias runs one way, toward a
# refutation that reads as passed. The comparison is now on the HAC t-statistic, which carries the
# denominator in it and cancels the inflation.
#
# The retired identity fitted the same 166,105 observations and reported the same effect of 0.4098
# with a HAC standard error of 0.3509, so p = 0.243 under either statistic. Its refutation p was
# 0.0099, the smallest value 100 draws can report, for an effect whose own t-statistic is 1.17.
# Sitting at that floor is the signature. This notebook registers and hands off; the new row is
# read and interpreted in `11_model_analysis`.

# %%
study = open_study(execution_tier=EXECUTION_TIER, workspace=WORKSPACE or None)
request_table = pl.DataFrame(
    {
        "method": ["dml"],
        "label": ["ret_to_expiry"],
        "config_name": ["dml"],
        "execution_tier": [EXECUTION_TIER],
    }
)
request_table

# %%
request = study.causal(
    **request_table.row(0, named=True),
    preview_reductions=PREVIEW_REDUCTIONS,
    supersedes=causal_supersedes(
        study,
        SUPERSEDES_CAUSAL,
        "ret_to_expiry",
        labels=["ret_to_expiry"],
        execution_tier=EXECUTION_TIER,
    ),
)
resolved = request.resolve()
computation = resolved.spec["computation"]
estimand = computation["estimand"]
causal_plan = pl.DataFrame(
    {
        "treatment": [estimand["treatment"]],
        "outcome": [estimand["outcome"]],
        "confounders": [", ".join(estimand["confounders"])],
        "treatment_observed_at": [estimand["treatment_observed_at"]],
        "outcome_horizon": [estimand["outcome_horizon"]],
        "folds": [computation["cv"]["n_folds"]],
        "embargo_periods": [computation["cv"]["embargo_periods"]],
        "nuisance_model": [computation["model"]["class"]],
        "covariance": ["HAC with the outcome horizon"],
        "placebo_method": [computation["refutation"]["method"]],
        "placebo_block": [computation["refutation"]["block_size"]],
        "placebo_block_basis": [computation["refutation"]["block_size_basis"]],
        "analysis_rows": [computation["analysis_population"]["n_rows"]],
        "training_hash": [resolved.identity],
    }
)
causal_plan

# %% [markdown]
# ## Execute and validate
#
# The shared DML runner fails on missing confounders, invalid temporal folds, incomplete nuisance
# fits, or a non-finite HAC standard error. A cached result must match the complete resolved
# identity before it can be reused.

# %%
if EXECUTION_TIER == "preview" and (not WORKSPACE or not PREVIEW_REDUCTIONS):
    raise ValueError("preview execution requires WORKSPACE and PREVIEW_REDUCTIONS")
result = resolved.run()
if not result.complete or result.hash != resolved.identity:
    raise RuntimeError("causal execution did not publish the complete resolved request")

# %% tags=["results"]
artifact = pl.DataFrame(
    {
        "causal_hash": [result.hash],
        "label": [resolved.spec["label"]],
        "execution_tier": [result.execution_tier],
        "complete": [result.complete],
    }
)
artifact

# %% [markdown]
# The registered causal artifact is the handoff to `11_model_analysis`. No estimate or empirical
# conclusion is interpreted here.

```

מוצג במלואו בציון המקור ובהתאם לרישיון שלו. רישיון: MIT

הסיכום נכתב בידי סוכן המחקר של Stratmill על סמך המקור; הוא אינו העתק של המקור.