基于上海期貨交易所滬銀期貨的量化交易策略分析、設(shè)計(jì)及優(yōu)化

黃選州　劉威　陳思行

摘要：近年來(lái)，雖然我國(guó)期貨交易市場(chǎng)的交易選擇增多，并且交易限制也在放款，但是投資收益的波動(dòng)性也越來(lái)越強(qiáng)。在這種情況下，需要對(duì)教育策略進(jìn)行合理的分析。在文中就基于上海期貨交易所滬銀期貨的量化交易策略分析、設(shè)計(jì)及優(yōu)化進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：期貨交易：交易策略：優(yōu)化

目前，隨著我國(guó)對(duì)外開(kāi)放程度的加強(qiáng)以及監(jiān)管政策的逐步放寬，我國(guó)很多的交易市場(chǎng)的交易選擇不斷增多的同時(shí)對(duì)交易的限制在逐步放寬，這在促進(jìn)我國(guó)交易市場(chǎng)活躍程度上升的同時(shí)也造成投資收益的波動(dòng)性逐步增強(qiáng)。而正是基于這樣的背景之下，相較于傳統(tǒng)的人工手動(dòng)型交易，基于機(jī)器學(xué)習(xí)與策略編寫(xiě)的高頻量化型交易的優(yōu)勢(shì)也逐步顯現(xiàn)出來(lái)。本文將通過(guò)分析量化交易的規(guī)律，給出一套自己的量化交易策略并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)這套交易策略進(jìn)行回溯，觀察策略效果，進(jìn)行評(píng)價(jià)與修正。

一、阿爾法模型

阿爾法模型主要決定了一個(gè)交易時(shí)機(jī)與交易頭寸選擇的技巧，本文選擇趨勢(shì)跟隨型交易策略為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)本策略的阿爾法模型。本文決定設(shè)計(jì)三個(gè)協(xié)同指標(biāo)作為本文模型的阿爾法模型。

指標(biāo)一：定義高價(jià)移動(dòng)趨勢(shì)為后一日最高價(jià)減前一日最高價(jià)之差，低價(jià)移動(dòng)趨勢(shì)為后一日最低價(jià)減前一日最低價(jià)之差，那么我們進(jìn)一步再定義凈移動(dòng)趨勢(shì)為高價(jià)移動(dòng)趨勢(shì)加上低價(jià)移動(dòng)趨勢(shì)，那么凈移動(dòng)趨勢(shì)就反映了相鄰兩天中，后一天價(jià)格區(qū)間相對(duì)前一天價(jià)格區(qū)問(wèn)的移動(dòng)水平。但是為了排除隨機(jī)擾動(dòng)造成的影響，本文將閾值設(shè)置為+0.7與-0.1（這兩個(gè)數(shù)值是基于反復(fù)參數(shù)優(yōu)化得到的最優(yōu)角點(diǎn)）。

將數(shù)據(jù)期內(nèi)每一天的凈移動(dòng)水平連接起來(lái)就組成了一條能反映這一時(shí)期內(nèi)每一日價(jià)格移動(dòng)趨勢(shì)的線。

指標(biāo)二：定義平移量為后一日的開(kāi)盤(pán)價(jià)減前一日收盤(pán)價(jià)，由于每日的開(kāi)盤(pán)價(jià)一般是由投資者集中競(jìng)價(jià)撮合形成的，那么它相對(duì)于前一日收盤(pán)價(jià)的偏離就可以反應(yīng)投資者對(duì)于價(jià)格預(yù)期以及對(duì)市場(chǎng)前景的態(tài)度，所以這個(gè)平移量可以反映價(jià)格在市場(chǎng)投資者中的預(yù)期情況，為了剔除掉一些偶發(fā)情況造成的隨機(jī)擾動(dòng)，本文選取移動(dòng)平均的形式進(jìn)行反應(yīng)，移動(dòng)平均周期選取3天，最后利用經(jīng)典的長(zhǎng)短均線（長(zhǎng)線滾動(dòng)周期70日，短期滾動(dòng)周期20日）的金叉與死叉MACD指標(biāo)對(duì)此移動(dòng)平均進(jìn)行預(yù)測(cè)，倘若MACD（即短線均值減長(zhǎng)線均值）在上升且MACDSignal（即9日移動(dòng)均值）也在上升，則可以大概率說(shuō)明此平移量在上升。

以上兩個(gè)協(xié)同指標(biāo)分別從最高最低價(jià)格與開(kāi)收盤(pán)價(jià)的角度衡量了價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)，基于這兩個(gè)信號(hào)，本文建立了python模型。

指標(biāo)三：為了進(jìn)一步預(yù)測(cè)價(jià)格走勢(shì)，本文引入第三個(gè)指標(biāo)（即波動(dòng)方差），其定義為最高價(jià)波動(dòng)方差為后一日最高價(jià)減前一日最高價(jià)之差取符號(hào)作為最高價(jià)變動(dòng)信號(hào)，然后每15日的最高價(jià)變動(dòng)信號(hào)的方差即為最高價(jià)波動(dòng)方差，明顯如果最高價(jià)波動(dòng)方差很小，則說(shuō)明這15日內(nèi)相鄰兩天的最高價(jià)變化是同符號(hào)的，也就說(shuō)明最高價(jià)的這個(gè)趨勢(shì)在這15日內(nèi)一直非常顯著：相反若最高價(jià)波動(dòng)方差很大，則說(shuō)明這15日內(nèi)相鄰兩天最高價(jià)變化的符號(hào)經(jīng)常改變，也就說(shuō)明這個(gè)期問(wèn)最高價(jià)變動(dòng)沒(méi)有趨勢(shì)或者趨勢(shì)不明顯。同理定義最低價(jià)波動(dòng)趨勢(shì)。最后，同樣通過(guò)反復(fù)迭代的方式確定最優(yōu)閾值為0.6。

在引入最高最低價(jià)格波動(dòng)趨勢(shì)以后，本文將三個(gè)指標(biāo)同時(shí)協(xié)同使用，對(duì)于同樣的回測(cè)期問(wèn)與投資產(chǎn)品，重新進(jìn)行回測(cè)。相較于雙指標(biāo)的情景，三指標(biāo)的情景的年化收益率與夏普率有所下降（分別降低到了11.43%與1.38），三指標(biāo)策略濾去了很多短期套利的機(jī)會(huì)，而選擇具有長(zhǎng)期持有潛力的試點(diǎn)入市，這就造成其在回溯期問(wèn)的盈利能力有所下降。但是同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)勝率提升到了72.41%，而且日均成交筆數(shù)從2.27筆降低到0.21筆。

結(jié)果務(wù)析：所以可以看出，雙指標(biāo)與三指標(biāo)各自有各自的優(yōu)勢(shì)。

雙指標(biāo)策略的夏普率與年化收益率較高，能夠帶來(lái)更多的收益，但同時(shí)由于交易信號(hào)達(dá)成難度較低，造成交易非常頻繁而且勝率不高，其高收益率來(lái)源于其高頻率的交易，其盈利主要來(lái)源于短期套利，所以雙指標(biāo)策略比較適用于交易成本較低、投資者風(fēng)險(xiǎn)偏好較高或者市場(chǎng)短期內(nèi)波動(dòng)較為明顯（即有著大量短期但規(guī)模較小的套利機(jī)會(huì)）的情景。

三指標(biāo)策略的夏普率與年化收益率較低，但由于交易信號(hào)達(dá)成較難，所以交易頻率很低，其收益主要來(lái)源于一旦發(fā)現(xiàn)套利機(jī)會(huì)并入場(chǎng)后長(zhǎng)期持有該產(chǎn)品直到有明顯信號(hào)顯示出場(chǎng)時(shí)平倉(cāng)所帶來(lái)的長(zhǎng)期持有收益，所以三指標(biāo)策略主要適用于交易成本較高、投資者風(fēng)險(xiǎn)厭惡程度較高或者市場(chǎng)短期內(nèi)波動(dòng)不明顯（即缺乏大量但規(guī)模較小的套利機(jī)會(huì)）的情景。

二、風(fēng)險(xiǎn)模型

本文選擇價(jià)格波動(dòng)超限止損模型作為本策略的風(fēng)險(xiǎn)模型，其本質(zhì)就是倘若對(duì)于阿爾法模型給出做多信號(hào)但下一期實(shí)際價(jià)格下跌到買(mǎi)入價(jià)的（l-止損比例）時(shí)無(wú)論阿爾法模型是否給出平倉(cāng)信號(hào)都由風(fēng)險(xiǎn)模型強(qiáng)制平倉(cāng)，同樣倘若對(duì)于阿爾法模型給出做空信號(hào)但下一期實(shí)際價(jià)格上漲到買(mǎi)入價(jià)的（1+止損比例）時(shí)無(wú)論阿爾法模型是否給出平倉(cāng)信號(hào)都有風(fēng)險(xiǎn)模型強(qiáng)制平倉(cāng)。

這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)模型雖然本身并不能協(xié)助套利策略盈利，甚至有時(shí)會(huì)因?yàn)閮r(jià)格的隨機(jī)擾動(dòng)而造成無(wú)謂的平倉(cāng)損失，但很多時(shí)候，尤其對(duì)于突發(fā)的股災(zāi)或者偶發(fā)的事件造成的價(jià)格反常波動(dòng)，它能夠保障一個(gè)套利策略的損失可控。

本文通過(guò)迭代優(yōu)化最終選擇0.02作為風(fēng)險(xiǎn)模型的止損比例。

結(jié)果分析：相較于沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)模型的純阿爾法模型套利策略，加入風(fēng)險(xiǎn)模型后套利策略的夏普率與年化收益率均明顯下降，這是由于一些出于隨機(jī)擾動(dòng)造成的價(jià)格反預(yù)測(cè)的變動(dòng)被風(fēng)險(xiǎn)模型錯(cuò)誤識(shí)別為平倉(cāng)信號(hào)造成無(wú)謂平倉(cāng)，一方面造成了價(jià)格變動(dòng)的損失，同時(shí)也造成了交易成本的損失。但是同時(shí)對(duì)比圖像可以看出加入風(fēng)險(xiǎn)模型后的總資產(chǎn)圖像更加平穩(wěn)，波動(dòng)幅度有所下降，這是由于很多細(xì)微的震蕩被風(fēng)險(xiǎn)模型濾去了。

綜上所述，可以看出風(fēng)險(xiǎn)模型一殷適用于市場(chǎng)波動(dòng)明顯、市場(chǎng)未來(lái)短期態(tài)勢(shì)難以預(yù)測(cè)以及投資者強(qiáng)烈風(fēng)險(xiǎn)厭惡的情景之下，加入風(fēng)險(xiǎn)模型后會(huì)造成收益率與夏普率的下降，但作為回報(bào)，套利策略的損失上限得到更好的保障。

三、交易成本模型

交易成本在交易過(guò)程中是個(gè)非常重要的決定投資決策的影響因素，尤其是在量化高頻交易策略當(dāng)中，這主要是因?yàn)椋焊哳l交易就意味著必須在短時(shí)問(wèn)內(nèi)進(jìn)行大量的交易以套利，這就會(huì)造成非常高昂的交易成本，而大多數(shù)情況下套利機(jī)會(huì)能提供的套利空問(wèn)都不會(huì)很大，這就導(dǎo)致如果一次高頻交易的套利空間甚至無(wú)法抵補(bǔ)交易成本，那么這個(gè)套利機(jī)會(huì)就是不值得捕捉的。

本文選擇常數(shù)交易成本的方法管理交易成本，即在每次交易成本中默認(rèn)交易價(jià)格為當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格加上或減去交易成本后的值。對(duì)于滑價(jià)，做以下處理：如果是做多交易，則交易價(jià)格為目前價(jià)格加上預(yù)設(shè)的劃價(jià)：如果是做空交易，則交易價(jià)格為目前價(jià)格減去預(yù)設(shè)的劃價(jià)。

基于上海期貨交易所目前的規(guī)定，本文假設(shè)劃價(jià)為0.5元每單位，而交易成本為總成交額的5/10000。

四、執(zhí)行模型

對(duì)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的量化交易套利策略而言，一般包含五個(gè)部分，分別是阿爾法模型、風(fēng)險(xiǎn)模型、交易成本模型、投資組合構(gòu)建模型、執(zhí)行模型。

目前本文已經(jīng)完成了前三個(gè)部分的編寫(xiě)，關(guān)于投資組合構(gòu)建模型，他一般是用于將選擇出的多個(gè)有套利可能的投資產(chǎn)品進(jìn)行頭寸匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)在保證期望收益率固定的情況下最小化收益的波動(dòng)性的目的，而本文主要分析針對(duì)單一投資產(chǎn)品的套利策略，所以不涉及投資組合構(gòu)建模型。

一個(gè)量化套利策略必須落實(shí)到執(zhí)行模型當(dāng)中，即通過(guò)執(zhí)行模型將阿爾法模型、風(fēng)險(xiǎn)模型、交易成本模型與投資組合構(gòu)建模型實(shí)體化為python可以識(shí)別理解、可以與期貨交易所或股票交易所的交易平臺(tái)相銜接的一個(gè)可用于實(shí)際交易的策略。

執(zhí)行模型的核心就是設(shè)置當(dāng)交易信號(hào)發(fā)生時(shí)應(yīng)該如何進(jìn)行交易。

本文選取相對(duì)保守的少進(jìn)多出型執(zhí)行模型。在這個(gè)執(zhí)行模型下，當(dāng)出現(xiàn)價(jià)格上漲信號(hào)時(shí)，倘若目前是多頭則進(jìn)一步買(mǎi)多，若此時(shí)是空頭則平倉(cāng)但不反向買(mǎi)多，若同時(shí)持有多空頭則平掉空頭但不進(jìn)一步買(mǎi)多：同樣出現(xiàn)價(jià)格下跌的信號(hào)時(shí)，倘若目前是空頭則進(jìn)一步賣(mài)空，若此時(shí)為多頭則平倉(cāng)但不賣(mài)空，若同時(shí)持有多空頭則平掉多頭但不進(jìn)一步賣(mài)空。

五、量化交易策略的后期修正

在構(gòu)建并代碼化策略后，量化交易者還需要基于最新的市場(chǎng)情況在后期不斷修正策略代碼或調(diào)整參數(shù)，這是由于對(duì)于任何策略而言，其適用的市場(chǎng)情況是不同的，比如說(shuō)如第二部分討論的，雙指標(biāo)策略比較適合于價(jià)格劇烈波動(dòng)而沒(méi)有明顯趨勢(shì)的情況，通過(guò)觀察價(jià)格走勢(shì)圖可以發(fā)現(xiàn)2018年l1月30日至2019年1月15日期問(wèn)非常符合這個(gè)特點(diǎn)（這個(gè)時(shí)段正好是價(jià)格趨勢(shì)發(fā)生反轉(zhuǎn)的時(shí)期，所以價(jià)格波動(dòng)比較明顯且無(wú)顯著變化趨勢(shì)），所以本文特別的將回溯時(shí)問(wèn)設(shè)置為這個(gè)期問(wèn)重新進(jìn)行了回溯。

這個(gè)時(shí)間段內(nèi)雙指標(biāo)策略的表現(xiàn)非常理想，其夏普率達(dá)到了6.95，年化收益率達(dá)到了24.7%，這遠(yuǎn)比將這個(gè)策略應(yīng)用于2018年2月1日至2019年3月20日這整個(gè)區(qū)間所得到的結(jié)果好。

而量化交易者對(duì)策略的后期修正就是不斷基于對(duì)目前基本面的分析，大體預(yù)測(cè)出未來(lái)一段時(shí)問(wèn)內(nèi)市場(chǎng)的大體情況，并基于此選擇出最佳的套利策略或者調(diào)整參數(shù)至最優(yōu)水平。

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