硬件、軟件與策略共同構(gòu)成了量化投資的基礎(chǔ)
量化投資交易的系統(tǒng)架構(gòu)及策略
交易系統(tǒng)架構(gòu)的模式
在量化投資領(lǐng)域，軟件技術(shù)被廣泛應(yīng)用于模型技術(shù)、組合管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、交易執(zhí)行等各個(gè)領(lǐng)域。而量化投資中最關(guān)鍵的技術(shù)就是交易系統(tǒng)。常見(jiàn)的交易系統(tǒng)架構(gòu)主要有兩種模式，適用于中低頻和高頻交易。
一是中低頻交易系統(tǒng)。傳統(tǒng)投資領(lǐng)域?qū)ρ舆t的要求較低，由于交易量較大而更偏重帶寬。交易系統(tǒng)采用常規(guī)的順序執(zhí)行方式，從前臺(tái)客戶端發(fā)起指令，經(jīng)過(guò)后臺(tái)的風(fēng)控、合規(guī)檢查后發(fā)起執(zhí)行。主動(dòng)投資、統(tǒng)計(jì)套利、因子模型、股票阿爾法等策略適用該模式。
二是高頻交易系統(tǒng)。當(dāng)策略需要捕捉微觀結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會(huì)，對(duì)延遲的要求很高時(shí)，傳統(tǒng)模式不再適合，需要以事件驅(qū)動(dòng)模式構(gòu)建層次少的高頻交易系統(tǒng)。系統(tǒng)在收到行情后，觸發(fā)策略計(jì)算，并在最快時(shí)間向交易所發(fā)送訂單請(qǐng)求。高頻趨勢(shì)跟蹤、跨期套利、做市商等策略適用該模式。
開(kāi)發(fā)工具及常規(guī)編程軟件
隨著高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展，多核和顯卡已成為主流，使量化交易員能高速處理海量行情和新聞數(shù)據(jù)。為了更快處理更多數(shù)據(jù)，多種開(kāi)發(fā)工具可用于高效編程。MATLAB和R、SAS等語(yǔ)言已經(jīng)成為主流研究工具，其也提供了相應(yīng)的并行計(jì)算功能，以更好利用當(dāng)代多核多線程芯片。MATLAB的并行計(jì)算工具箱，能夠?qū)](méi)有順序相關(guān)性的模型展開(kāi)循環(huán)同時(shí)計(jì)算，極大加速計(jì)算過(guò)程。對(duì)顯卡計(jì)算的支持更使其如虎添翼。MATLAB適用于頻率不高于一秒的各種策略，在國(guó)內(nèi)期貨市場(chǎng)也有應(yīng)用。
近年來(lái)Python等腳本語(yǔ)言得到了廣泛應(yīng)用，既能與統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言集成，又能與C++、Java等無(wú)縫連接。開(kāi)源軟件貢獻(xiàn)了豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，部分量化交易員已經(jīng)用其構(gòu)建整套研究平臺(tái)，并對(duì)接至底層交易平臺(tái)。
C++、Java等語(yǔ)言的通用性很強(qiáng)，而且有最高的性能，與其他工具的集成性也很好，既可用于編寫(xiě)模型，又可用于開(kāi)發(fā)交易系統(tǒng)，是華爾街構(gòu)建系統(tǒng)最常用的編程利器，提供了高效的開(kāi)發(fā)工具。
數(shù)據(jù)庫(kù)
國(guó)內(nèi)的證券柜臺(tái)系統(tǒng)，多使用傳統(tǒng)的中低頻交易系統(tǒng)架構(gòu)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，但當(dāng)交易頻率提高時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)訪問(wèn)的延遲和同步性要求顯著提高，數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)不堪重負(fù)。國(guó)內(nèi)的期貨柜臺(tái)系統(tǒng)已經(jīng)先行一步，與數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方式相似的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始普及，有效地保證了高頻行情下持倉(cāng)和成交等核心數(shù)據(jù)的同步，延遲從秒級(jí)降低至毫秒級(jí)。而隨著期權(quán)的開(kāi)展，內(nèi)存交易系統(tǒng)逐步在股票市場(chǎng)普及，低延遲的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)將在我國(guó)量化投資領(lǐng)域得到推廣。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)以行模式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不夠靈活，而且對(duì)時(shí)間序列操作的支持性不夠好。一些廠家提供了列數(shù)據(jù)庫(kù)，如Sybase IQ和KX等。其數(shù)據(jù)容量?jī)?yōu)于行式數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)即索引的特性能夠極大提高訪問(wèn)效率，使得查詢(xún)效率有較大提升，已被應(yīng)用于高頻行情等海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和研究分析。
策略類(lèi)型
在量化投資領(lǐng)域，交易策略主要有單邊投機(jī)、套利交易和做市商等，這些基本類(lèi)型衍生出各種實(shí)際應(yīng)用，廣泛適用于中低頻和高頻交易。
單邊投機(jī)。單邊交易是金融市場(chǎng)中最基本的交易類(lèi)型，根據(jù)其出發(fā)點(diǎn)可以分為趨勢(shì)和反轉(zhuǎn)兩種。在趨勢(shì)策略中，交易員試圖識(shí)別已經(jīng)形成的趨勢(shì)，以繼續(xù)跟進(jìn)獲利；而反轉(zhuǎn)策略試圖識(shí)別過(guò)度上漲或下跌的行為，在回歸常態(tài)的過(guò)程中獲利。單邊交易被廣泛應(yīng)用于股票和期貨市場(chǎng)。
套利交易。套利交易試圖捕捉兩種或多種金融工具間的價(jià)格錯(cuò)誤，以從中獲利。套利交易是量化投資出現(xiàn)后最重要的交易方式，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)市場(chǎng)。
做市商。做市商提供雙邊報(bào)價(jià)，在承擔(dān)存貨價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)從買(mǎi)賣(mài)差價(jià)中獲利，是最古老的交易方式之一。做市商依賴(lài)于從交易所獲取的返傭，主要存在于ETF和期貨市場(chǎng)。
B 現(xiàn)貨市場(chǎng)策略
隨著經(jīng)濟(jì)全球化，各個(gè)金融市場(chǎng)已經(jīng)高度一體化。隨著科技革命的進(jìn)展，各現(xiàn)貨市場(chǎng)的電子化程度已經(jīng)越來(lái)越深入，量化投資已經(jīng)有了很多的用武之地。
股票
股票市場(chǎng)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)有著緊密的聯(lián)系。量化投資最早就是在股票市場(chǎng)以統(tǒng)計(jì)套利的配對(duì)交易模式出現(xiàn)。根據(jù)套保比例的大小，股票策略有完全多頭Long-Only、130/30和市場(chǎng)中性等，最富有盛名的文藝復(fù)興公司的股票基金RIEF即采用170/70的模式。
根據(jù)交易類(lèi)型的不同，股票策略有配對(duì)交易、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)期現(xiàn)套利、阿爾法套利、統(tǒng)計(jì)套利等。配對(duì)交易，尋找相關(guān)性最高的兩只股票，當(dāng)其價(jià)差過(guò)大時(shí)同時(shí)交易，以期從價(jià)差回歸的過(guò)程獲利，是量化投資的最早形式。無(wú)風(fēng)險(xiǎn)期現(xiàn)套利使用與股指權(quán)重相同的成分股籃子，旨在獲取基差。阿爾法套利對(duì)股票進(jìn)行抽樣，以因子模型來(lái)附加選股，并加入擇時(shí)等判斷，以期同時(shí)獲取基差和阿爾法收益。統(tǒng)計(jì)套利利用市場(chǎng)短期的價(jià)格與價(jià)值偏差，在一個(gè)組合中同時(shí)做多和做空來(lái)獲利。
在我國(guó)，除配對(duì)交易外的其他策略均已廣泛開(kāi)展，以股指期貨對(duì)組合進(jìn)行套保。隨著中證500和上證50股指期貨投入市場(chǎng)，對(duì)沖手段的多元化，對(duì)阿爾法統(tǒng)計(jì)套利策略是一個(gè)很大的“福音”。而隨著期權(quán)的推廣，這種模式將成為主流。
ETF
ETF在交易所內(nèi)進(jìn)行交易，追蹤相應(yīng)的指數(shù)基準(zhǔn)。ETF同時(shí)具備開(kāi)放式基金能夠申購(gòu)和贖回的特性及封閉式基金的交易特性，被認(rèn)為是過(guò)去十幾年中最偉大的金融創(chuàng)新之一。近十年來(lái)，全球ETF市場(chǎng)發(fā)展較快，已有數(shù)千只ETF投入交易，管理資金數(shù)萬(wàn)億美元。
作為獨(dú)立的品種，ETF既有獨(dú)特的申贖機(jī)制，又有與股票類(lèi)似的內(nèi)在機(jī)制。最常見(jiàn)的ETF交易模式有申贖套利、期現(xiàn)套利、做市商等。申贖套利已經(jīng)在我國(guó)開(kāi)展了多年，量化交易員充分利用了高頻交易的模式，最高年換手率達(dá)到2000倍。由于ETF常用于替代指數(shù)，可以更快地參與期現(xiàn)套利。此外，由于ETF的成交量不夠活躍，做市商能夠提供流動(dòng)性，主要從交易所返傭獲利，在我國(guó)也有一定的開(kāi)展。由于其對(duì)策略和系統(tǒng)的技術(shù)要求極高，相信會(huì)推動(dòng)量化投資實(shí)踐的發(fā)展。而ETF期權(quán)的出現(xiàn)，使得相關(guān)策略更加豐富。
債券
債券市場(chǎng)的流動(dòng)性很好，主要為機(jī)構(gòu)投資者參與。其交易模式類(lèi)似于股票，早已開(kāi)展了量化投資的實(shí)踐活動(dòng)。名噪一時(shí)的長(zhǎng)期資本管理公司LTCM即開(kāi)展以債券配對(duì)交易為主的統(tǒng)計(jì)套利，但因杠桿過(guò)大而在黑天鵝事件事件中損失殆盡。現(xiàn)代國(guó)際債券市場(chǎng)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了電子化，除大宗交易仍然以詢(xún)價(jià)模式在場(chǎng)外進(jìn)行，大量交易均在各大自動(dòng)化交易平臺(tái)撮合，做市商策略也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
我國(guó)的債券市場(chǎng)以銀行間模式為主，交易所僅占有10%的交易量，很多債券的流動(dòng)性較差。隨著國(guó)債ETF、國(guó)債期貨的推出，定價(jià)策略被大量應(yīng)用。有從業(yè)者開(kāi)始研究實(shí)時(shí)匯總?cè)袌?chǎng)數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)現(xiàn)貨指數(shù)、ETF和國(guó)債期貨的走向，以期現(xiàn)套利和做市商為代表的各種策略將得以開(kāi)展。
C 衍生品市場(chǎng)策略
衍生品市場(chǎng)在全球金融市場(chǎng)的占比越來(lái)越大，以FICC為代表的業(yè)務(wù)是其中的重點(diǎn)，也是量化投資的主戰(zhàn)場(chǎng)之一。
商品期貨
商品期貨主要掛鉤商品市場(chǎng)的現(xiàn)貨，是最早的期貨品種。其成交量活躍，是過(guò)去技術(shù)分析的主要應(yīng)用地。商品交易顧問(wèn)CTA即主要交易各品種的期貨，上世紀(jì)80年代的海龜交易員即是一個(gè)典型。已經(jīng)開(kāi)展的量化投資模式有長(zhǎng)期趨勢(shì)交易、日內(nèi)波段交易、日內(nèi)高頻交易、跨期套利、跨品種套利和做市商策略等。
在我國(guó)，各種模式的量化投資均已普及。而在最新的趨勢(shì)中，將各品種一視同仁、同時(shí)交易各品種的統(tǒng)計(jì)套利模式開(kāi)始進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)，由于其相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)小、資金容量大，將有更大發(fā)展。
股指期貨
股指期貨追蹤股票指數(shù)，是最早的金融衍生品之一。除期貨的屬性外，還擁有和股指掛鉤的專(zhuān)有屬性。除支持商品期貨的各類(lèi)策略外，已被廣泛用于與股票相關(guān)的期現(xiàn)套利、阿爾法套利、統(tǒng)計(jì)套利等。自從2010年滬深300股指期貨進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)后，已經(jīng)為量化投資的開(kāi)展發(fā)揮了很大的作用。隨著中證500和上證50股指期貨投入市場(chǎng)，量化策略的種類(lèi)將進(jìn)一步豐富。
國(guó)債期貨
國(guó)債期貨掛鉤特定的國(guó)債現(xiàn)貨指數(shù)，是一種高級(jí)的金融衍生品。其交易模式與股指期貨類(lèi)似。在2013年5年期國(guó)債期貨進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)后，已經(jīng)有了一定的成交量，交投已較活躍。除了對(duì)債券組合進(jìn)行套保以外，長(zhǎng)期趨勢(shì)跟蹤和高頻做市商也較為適合。
外匯
外匯市場(chǎng)是全球流動(dòng)性最好的市場(chǎng)，但沒(méi)有統(tǒng)一的交易平臺(tái)，主要由各投行和自營(yíng)交易商等賣(mài)方機(jī)構(gòu)分別提供電子化的服務(wù)。做市商是最主要的交易模式，事件投機(jī)和匯率套利也有較多的應(yīng)用。其與相關(guān)的匯率期權(quán)、互換等衍生品也有很多關(guān)聯(lián)，對(duì)場(chǎng)外合約的定價(jià)策略也是一個(gè)重點(diǎn)。
由于我國(guó)尚未開(kāi)放外匯市場(chǎng)，該業(yè)務(wù)尚未普及，但隨著金融市場(chǎng)的不斷開(kāi)放和規(guī)劃中的利率期貨出現(xiàn)，外匯也將成為量化投資的重點(diǎn)。
期權(quán)和其他衍生品
以期權(quán)為代表的各種衍生品已經(jīng)成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)，其中的期權(quán)將權(quán)利和義務(wù)分開(kāi)定價(jià)，提供了多種交易模式。由于期權(quán)對(duì)定價(jià)的要求很高，單邊投機(jī)、期現(xiàn)套利和做市商等是最主要的交易行為。美國(guó)和韓國(guó)市場(chǎng)的期權(quán)交易量處于領(lǐng)先地位，股指期貨與個(gè)股/ETF期權(quán)被廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)進(jìn)入期權(quán)時(shí)代，相信將在全球市場(chǎng)內(nèi)占據(jù)更大份額。
自從上世紀(jì)80年代摩根斯坦利和所羅門(mén)兄弟發(fā)明了統(tǒng)計(jì)套利以來(lái)，量化投資在全球市場(chǎng)得到了很大的應(yīng)用。自從我國(guó)引入股指期貨、國(guó)債期貨等多種金融衍生品后，金融市場(chǎng)逐漸與國(guó)際接軌，開(kāi)放程度日益提高。隨著期權(quán)等各種衍生品的紛紛涌現(xiàn)，量化投資將迎來(lái)第二輪高峰。
期權(quán)定價(jià)和統(tǒng)計(jì)套利等模式的普及，對(duì)計(jì)算機(jī)的要求會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階，顯卡GPU和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA等技術(shù)會(huì)逐漸流行。相信整個(gè)量化投資行業(yè)將開(kāi)辟更廣闊的生存空間，使市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和定價(jià)機(jī)制更加高效。
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