APPLIED RESEARCH

Portfolio optimization under transaction costs, turnover constraints, and regulatory requirements using robust stochastic optimization and probabilistic guarantees

Authors

  • Milana G. Uspaeva A.A. Kadyrov Chechen State University, 32 A. Sheripov str., Grozny, 364024
  • Ahmed M. Gachaev Grozny State Oil Technical University named after academician M.D. Millionshchikov, 100 prosp. Kh.A. Isaeva, Grozny, 364051

How to cite

GOST Uspaeva M. G., Gachaev A. M. Portfolio optimization under transaction costs, turnover constraints, and regulatory requirements using robust stochastic optimization and probabilistic guarantees // Environmental Management Issues. 2025. Vol. 4. No. 7. P. 156-165. DOI: 10.25726/c7137-4354-1716-c
APA Uspaeva, M. G. & Gachaev, A. M. (2025). Portfolio optimization under transaction costs, turnover constraints, and regulatory requirements using robust stochastic optimization and probabilistic guarantees. Environmental Management Issues, 4(7), 156-165. https://doi.org/10.25726/c7137-4354-1716-c

Abstract

This paper addresses the problem of portfolio optimization under realistic institutional-investor conditions, simultaneously accounting for transaction costs, turnover constraints and regulatory requirements in the presence of parameter uncertainty. We propose a multi-period robust stochastic optimization framework in which the objective is to maximize risk-adjusted terminal wealth using Conditional Value-at-Risk (CVaR) at the 95% level as a tail-risk measure. Uncertainty in expected returns is captured by an ellipsoidal uncertainty set, ensuring solutions that remain efficient under misspecification of input parameters. Regulatory constraints on asset concentration and liquidity are formulated as chance constraints and complemented by an explicit cap on portfolio turnover and a V-shaped specification of transaction costs. The model is empirically validated on a broad historical dataset of equity and bond returns over 2010–2023 and benchmarked against the classical single-period Markowitz mean–variance formulation and a standard (non-robust) multi-period stochastic model. The robust stochastic approach delivers the highest Sharpe ratio by substantially reducing volatility and almost tripling the reduction in transaction costs, while at the same time providing superior control of extreme losses (significantly lower 99% CVaR) and strict compliance with turnover and concentration limits. Additional stress tests confirm that the resulting portfolios are markedly less sensitive to systematic errors in expected returns and correlations, highlighting the practical relevance of the proposed framework for long-term asset management in a tightly regulated environment.

Keywords

portfolio optimization robust stochastic optimization transaction costs turnover constraints regulatory requirements CVaR chance constraints institutional investors

References

Аль-Натор М.С., Павлюк О.И. Методы оптимизации ожидаемой полезности инвестиционного портфеля // Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем. материалы Всероссийской конференции с международным участием. Российский университет дружбы народов. 2015. С. 216-218.

Братищева Е.Н. Возможности оптимизации портфеля активов на основе аналитической формы распределения Марковица // Вопросы новой экономики. 2018. № 3 (47). С. 66-73.

Добровольский В., Голембиовский Д. Оптимизация портфеля облигаций федерального займа и сделок репо // Экономика и математические методы. 2022. Т. 58. № 3. С. 129-141.

Дроговоз П.А., Братищева Е.Н. Модель комплексной оптимизации прямых и портфельных инвестиций // Экономика и предпринимательство. 2019. № 9 (110). С. 709-719.

Ендовицкий Д.А. Оптимизация портфеля инвестиций с использованием аналитических процедур капитального нормирования // Инвестиции в России. 1999. № 2 (49). С. 38-42.

Жарков И.Н. Асимптотический анализ оптимального управления портфелем со стохастической волатильностью при наличии транзакционных издержек // Современные проблемы математики и её приложений. Тезисы Международной (54-й Всероссийской) молодёжной школы-конференции. Екатеринбург, 2023. С. 85-86.

Задорожний В.Г. О задаче оптимизации портфеля из двух активов // Вестник факультета прикладной математики, информатики и механики. Воронежский государственный университет, Факультет прикладной математики, информатики и механики. Воронеж, 2013. С. 140-144.

Каранашев А.Х. Мартингальное решение задачи стохастического управления инвестированием и потреблением // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия: Экономика. 2011. № 4. С. 231-237.

Козловский А.Н., Недосекин А.О., Рейшахрит Е.И., Абдулаева З.И. Портфельная интерпретация теории ограничений Э. Голдратта // Корпоративное управление и инновационное развитие экономики Севера: Вестник Научно-исследовательского центра корпоративного права, управления и венчурного инвестирования Сыктывкарского государственного университета. 2019. № 4. С. 99-107.

Кривошеев О.И. Поиск оптимального кредитного рычага в условиях максимизации ожидаемой скорости роста стоимости портфеля // Проблемы управления. 2015. № 6. С. 35-45.

Криничанский К.В., Безруков А.В. Инструментальные методы определения параметров касательного портфеля // Журнал экономической теории. 2014. № 2. С. 65-73.

Кузнецов М.А., Авдюхин А.В. Алгоритм формирования инвестиционного портфеля на основе метода Марковица и его оптимизация по скорости выполнения // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 155.

Никонов О.И., Медведев М.А. Методы векторной оптимизации в работе с контрагентами предприятий // Экономика региона. 2011. № 3 (27). С. 217-224.

Никонович Н.Н. Моделирование и оптимизация портфельных инвестиций в стохастических нестационарных условиях // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. 2010. № 3 (23). С. 173-183.

Паламарчук Е.С. Оптимальное управление в задаче портфельного трекинга с учетом временных предпочтений инвестора // Управление большими системами: сборник трудов. 2015. № 56. С. 123-142.

Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 5 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)