金融工程量化策略报告:焦炭螺纹钢期货套利策略量化研究1228.ppt
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1、研究所,胡周杰,刘 硕,焦炭螺纹钢期货套利策略量化研究,白金融工程量化策略报告,糖,主要观点前言。由于焦炭和螺纹钢在现货和期货市场上良好的联动效应和高相关性。在这两个品种之间产生了很好的套利机会。为了抛砖引玉,我们探讨并实现和回测了价差,报告日期,2012-12-13,通道法和价差比布林带法。其核心思想还是基于二者之间的价差/价差比关系。深入研究这种关系,在考虑跨品种套利时,不仅要分析品种相关性的内在机理,还要考虑相关性的影响因素,并结合数理统计分析,总结出一般规律。然后建立套利的组合。焦炭和螺纹钢现货期货价格高度相关,非常适合套利。焦炭与螺纹钢行业形成相互影响的因果循环关系,螺纹钢与焦炭现货
2、价格趋势呈现高度相关。另外从二者期货价格数据来看,相关度高达 0.9607。焦炭期货价格与螺纹钢期货价格具有很强的联动性。,高级金融工程分析师010-金融工程分析师010-59113601L,价差通道法。RB 减去 J 的价差在若干个周期的最高最低值,构成了上下两个带状的通道。基差触及上轨时,卖 RB、买焦炭;基差触及下轨时,买 RB、卖焦炭。多空保证金基本保持相等。以 1Hour 周期为例,年化收益率 46.96%,年化标准差 22.16%,年化夏普率(Rf=3.5%)为 3.05。其他周期也有类似的结果。价差比值布林带法。针对 RB/J 比值比较稳定的特性,联想到布林带的特性。我们可以计算
3、出 RB/J 比值的布林带上下轨,当 RB/J 比值向上突破布林带上轨时,卖出螺纹钢,同时买入焦炭的套利;当 RB/J 比值向下突破布林带下轨,则可进行买入螺纹钢,同时卖出焦炭的套利。最好的结果 1Hour 周期中,年化收益率达到 77.06%,年化标准差 19.97%,年化夏普率为惊人的 5.69。4Hour 周期的结果年化收益率达到60.80%,年化标准差 26.64%,年化夏普率为 3.45。1Day 周期中年化收益率达到45.71%,年化标准差 31.44%,年化夏普率为 2.17。总结。通过回测,我们发现结果总体不错。最好的结果是价差比值布林带法的 1Hour周期中,年化收益率达到
4、77.06%,年化标准差 19.97%,年化夏普率(Rf=3.5%)为惊人的 5.69。总体而言,周期越小,收益率越高,年化标准差越小,夏普率越高。这和小周期对信号反应比较灵敏,船小好掉头有关。这两种策略比较并没有明显的优劣之分。可以同时综合使用。观察大的回撤的发生都是在价差发生逆向剧烈变化时产生的。因此策略中的合理止损是必要的也是不可或缺的。由于焦炭期货上市时间不长,因此回测的采样数据有限,交易信号偏少,都在一定程度上影响策略效果的可持续性。多次触发条件时如能每次触发条件都开套利仓,能提高资金的利用率和收益。1,金融工程量化策略报告,目 录,一、前言.4二、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利可行性分
5、析.4(一)焦炭与螺纹钢现货相关性分析.4(二)焦炭与螺纹钢期货相关性分析.4三、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利策略分析.6(一)价差通道法.6(二)价差比值布林带.6四、套利策略回测.7(一)价差通道法.7(二)价差比值布林带.9(三)总结.12,2,白,糖,金融工程量化策略报告插 图图 1 螺纹钢和焦炭期货价格走势图.5图 2 螺纹钢和焦炭期货价格走势归一图.5图 3 螺纹钢焦炭期货价格比.5图 4 螺纹钢焦炭期货价格差.5图 5 螺纹钢焦炭价差通道.6图 6 螺纹钢焦炭期货价格比布林带(局部).6图 7 交易盈亏曲线图(1Hour,N=100).8图 8 交易盈亏曲线图(4Hour,N=25
6、).8图 9 交易盈亏曲线图(1Day,N=46).9图 10 交易盈亏曲线图(1Hour,M=22,N=2.9).9图 11 交易盈亏曲线图(4Hour,M=34,N=2.0).11图 12 交易盈亏曲线图(1Day,M=27,N=1.6).11表 格表 1 各周期下表现最优前 10 的 N 参数.7表 2 主要指标.9表 3 1 小时周期参数(M,N)优化表.10表 4 4 小时周期参数(M,N)优化表.10表 5 1Day 周期参数(M,N)优化表.11表 6 主要指标.123,金融工程量化策略报告,一、前言,利用两种不同的、但相关联的期货产品之间的价差进行交易。这两种期货之间具有相互替
7、代性或受同一供求因素制约。跨品种套利的交易形式是同时买进和卖出相同交割月份但不同种类的期货合约。主要有相关商品间套利和原料与成品之间套利。因此,在考虑跨品种套利时,不仅要分析品种相关性的内在机理,还要考虑相关性的影响因素,并结合数理统计分析,总结出一般规律。,跨品种套利交易与通常的投机交易相比具有以下特点:,1、较低的风险。不同期货合约的价差变化远不如绝对价格水平变化剧烈,相,应降低了风险,尤其是回避了突发事件对盘面冲击的风险。,2、方便大资金进出。跨品种套利交易能够吸引大资金,由于双边持仓,主力机,构很难逼迫跨品种套利交易者斩仓出局。,3、长期稳定的获利率。跨品种套利交易的收益不像单边投机那
8、样大起大落,同时由于跨品种套利交易是利用市场上的价差或比价关系进行操作,因此跨品种套利交易有较高的成功率。,由于焦炭和螺纹钢在现货和期货市场上良好的联动效应和高相关性。在这两个品种之间产生了很好的套利机会。为了抛砖引玉,我们探讨并实现和回测了价差通道法和价差比布林带法。其核心思想还是基于二者之间的价差/价差比关系。深入研究这种关系,建立套利的组合,以期能够取得好的收益。,二、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利可行性分析,(一)焦炭与螺纹钢现货相关性分析,对于这两个行业之间的相互影响的文章屡见不鲜,在此不再累述,只简单举例说明。对于焦炭来说,钢铁行业可称之为焦炭行业的衣食父母,是它最主要的下游行业,据统
9、计,世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁,焦炭的需求情况完全取决于钢铁行业的状况,焦炭行业的周期基本和钢铁行业同步。而反过来,1吨粗钢需要使用约0.5吨焦炭,约占钢材成本的22%左右;焦炭的价格对钢材的成本也有较大的影响。实际上,焦炭与螺纹钢形成相互影响的因果循环关系,螺纹钢与焦炭现货价格趋势呈现高度相关。,(二)焦炭与螺纹钢期货相关性分析,焦炭期货和螺纹钢期货套利属于跨品种套利。焦炭期货于2011年4月15日上市,而螺纹钢期货于2009年3月27日上市。这两个品种上市时间都不算太长,但从焦炭期货上市以来积累的期货市场数据也足够我们研究和挖掘一番。为了更好地把握两者间趋势性套利机会,我们对焦炭
10、与螺纹钢期货价格进行分析,总结出二者价格波动的特点。为此选取2011年4月18日到2012年11月7日的383个数据作为研究基准。,图1可见二者的价格趋势走势大体相同。图2是螺纹钢和焦炭期货价格走势归一图,把2011年4月18日的价格定为1,其后每天的期货价格相对这天的比值。从期货价格数据来看,相关度高达0.9607。焦炭期货价格与螺纹钢期货价格具有很强的联动性。,4,白,糖,金融工程量化策略报告计算研究发现,螺纹钢价格的波动幅度小于焦炭价格的波动幅度,焦炭价格的变化相对剧烈,趋势性波动频率以及幅度都远远大于螺纹钢。焦炭与螺纹钢价格的日均波动率情况,并对日波动率进行绝对值处理,得出螺纹钢下跌幅
11、度为24.98%,焦炭的下跌幅度为34.86%;螺纹钢的日均波动率为0.430%,焦炭的日均波动率为0.733%。由于螺纹钢的波动幅度小于焦炭的波动幅度,在上涨过程中,焦炭与螺纹钢的比价呈现扩大趋势,在套利操作中可采取卖螺纹钢买焦炭的策略;在下跌过程中,焦炭与螺纹钢的比价呈现缩小趋势,即螺纹钢表现出抗跌性,因此可采取卖焦炭买螺纹钢的策略。,图 1 螺纹钢和焦炭期货价格走势图,图 2 螺纹钢和焦炭期货价格走势归一图,6001.85001.84001.83001.82001.81001.81.8,Rb,J(右轴),300025002000150010005000,20110418,20110818
12、,20111218,20120418,20120818,数据来源:文华财经、安信期货研究所图 3 螺纹钢焦炭期货价格比价格比2.62.52.42.32.22.121.91.8,数据来源:文华财经、安信期货研究所图 4 螺纹钢焦炭期货价格差RbJ29002700250023002100190017001500,20110418,20110818,20111218,20120418,20120818,20110418,20110818,20111218,20120418,20120818,数据来源:文华财经、安信期货研究所,数据来源:文华财经、安信期货研究所价格是基本供求关系的直接体现,而比价关系
13、则是各品种基本面强弱的直接反映,因此,比价背后实际上隐含的是各品种基本面的实际状况。就焦炭和螺纹钢而言,两者的产业链上下游关系、贸易模式的差异性造就了焦炭与钢材进行比价投资组合的基础。为了更准确地了解焦炭与螺纹钢之间的价格关系,我们对螺纹钢以及焦炭期货的价格变动关系进行分析(如图3和图4),可见二者价格比基本维持在2-2.5之间,均值在2.18.由上可见焦炭和螺纹钢在现货和期货市场上良好的联动效应和高相关性。在这两个品种之间可能产生很好的套利机会。为了抛砖引玉,我们下面探讨并实现和回测了价差通道法和价差比布林带法。5,金融工程量化策略报告三、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利策略分析在具体操作上,我们
14、应更多地考虑两者的强弱变化特点及其价差波动区间,然后探究焦炭与螺纹钢的趋势套利和模型套利的机会;并研究因价差异常而导致可能的巨大损失。(一)价差通道法如图5,RB-J的价差在若干个周期的最高最低值,构成了上下两个带状的通道。基差触及上轨时,卖RB、买焦炭;基差触及下轨时,买RB、卖焦炭。多空保证金基本保持相等。计算RB-J价差通道的算法:第一步:计算价差第二步:上轨线=N周期价差的最大值第三步:下轨线=N周期价差的最小值(二)价差比值布林带BOLL 指标本来是股票里面的一个经典的指标。它是利用统计原理,求出股价的标准差及其信赖区间,从而确定股价的波动范围及未来走势,利用波带显示股价的安全高低价
15、位,因而也被称为布林带。BOLL 指标中的上、中、下轨线所形成的股价信道的移动范围是不确定的,信道的上下限随着股价的上下波动而变化。股价涨跌幅度加大时,带状区变宽,涨跌幅度狭小盘整时,带状区则变窄。在正常情况下,股价应始终处于股价信道内运行。如果股价脱离股价信道运行,则意味着行情处于极端的状态下。针对RB/J比值比较稳定的特性,联想到布林带的特性。我们可以计算出RB/J比值的布林带上下轨(如图6),当RB/J比值向上突破布林带上轨时,卖出螺纹钢,同时买入焦炭的套利;当RB/J比值向下突破布林带下轨,则可进行买入螺纹钢,同时卖出焦炭的套利。,图 5 螺纹钢焦炭价差通道,图 6 螺纹钢焦炭期货价格
16、比布林带(局部),Spread,Spread:High,Spread:Low,Spread:Spread,Spread:Up,Spread:Down,300028002600240022002000,2.252.22.152.12.0521.951.91.85,180020110516,20110916,20120116,20120516,20120916,1.81.7520110421,20110505,20110519,20110602,20110616,数据来源:文华财经、安信期货研究所,数据来源:文华财经、安信期货研究所,计算RB/J布林带的算法:第一步:计算价差比值6,白,糖,金融工
17、程量化策略报告第二部:中轨线=M周期价差比的移动平均线第三步:上轨线=中轨线+N倍价差比的标准差第四步:下轨线=中轨线-N倍价差比的标准差这里一般取 M=20,N一般取2或者和黄金分割点相关的数(1.618,2.618等)。四、套利策略回测(一)价差通道法回测遵循价差通道法的上述原则,多次触发条件时只第一次触发时开套利仓。考虑到实盘中总是有可能出现因价差异常而可能产生较大损失的概率事件,因此在策略中加入价差百分比止损的方法。比如在价差触碰下轨时买入价差P,但此时价差却持续下降而导致亏损,在P降低a%时,套利仓位平仓;回测时,a=15。表 1 各周期下表现最优前 10 的 N 参数,周期1Hou
18、r4hour1Day,参数(N)1051009095851101151401451504035202530858075951515144849174546474243,净利润74277.6973718.2963088.4163088.4162138.2757044.9954666.9246385.7546385.7546385.7590955.2386603.6378532.6476702.6572277.1564281.8862513.1461308.7660732.2654743.7367975.2765772.6265606.6465606.6464450.1363256.5663256
19、.5663256.5662273.162273.1,年化收益47314.7646958.4340187.240187.239581.9736337.5634822.7329547.6429547.6429547.6457938.3255166.3650025.1548859.4646040.4240947.4539820.7639053.5738686.3434871.6643300.1341897.0541791.3141791.3141054.6240294.3240294.3240294.3239667.8639667.86,胜率62.2262.2262.2262.2262.2258.9
20、754.4150.8850.8850.8863.5155.8163.1962.1255.5655.7755.7755.7761.768.2961.4763.6472.3472.3463.2772.3472.3472.3465.3865.38,平均利润825.31819.09700.98700.98690.43731.35803.93813.79813.79813.791229.121007.02545.37581.08730.071236.191202.181179.011292.18333.8623.63543.581395.891395.89657.651345.881345.881345
21、.881197.561197.56,交易手数90909090907868575757748614413299525252471641091214747984747475252,最大资产回撤-19363.04-19363.04-19363.04-19363.04-19363.04-19363.04-19362.76-23900-23900-23900-17047.22-17394.78-24185.05-24334.75-22595.41-23900-23900-23900-23900-27636.55-18870.75-19372.35-23000-23000-18870.75-23000-2
22、3000-23000-23000-23000,收益风险比2.442.432.082.082.041.881.81.241.241.243.43.172.072.012.041.711.671.631.621.262.292.161.821.822.181.751.751.751.721.72,R 平方值0.27080.31920.62340.62340.62860.53630.550.01570.01570.01570.04020.00070.1320.00020.23050.04440.01170.01320.07680.0530.24440.02460.32390.32390.03370.
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