预测股指期货市场异常波动的指令流动性方法

摘要

本发明披露一种预测股指期货市场异常波动的指令流动性方法，包含四个主要步骤：数据处理、指标值计算、指标值选取及异常波动预测。目前尚无类似方法，本发明具有原创性。并且本方法具备预测及时、准确率高等优点，可供监管层作为预测期指市场异常波动的监控手段。

主权项

一种预测股指期货市场异常波动的指令流动性方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、数据处理：通过WIND提取期指主力合约的分钟交易数据，对于提取的数据，如果有缺失，通过三次样条插值方法补全；具体的，标记提取数据的时间为t₀≤t₂≤…≤t_n，其对应的价格为P₀≤P₂≤…≤P_n，则对所述n个时间小区间[t_i，t_i+1]，i＝0，1，…n‑1，构造三次多项式函数S(t)＝s_i(t)，使得$\left\{\begin{array}{c}S\left(t_i\right)=P_i\\ s_i^{\prime }\left(t_{i+1}\right)=s_{i+1}^{\prime }\left(t_{i+1}\right)\\ s_i^{\prime \prime }\left(t_{i+1}\right)=s_{i+1}^{\prime \prime }\left(t_{i+1}\right)\end{array}\right.,$最后采用S(t_k)作为缺失时间点t_k处的价格值P_k；步骤二、数据链接与划分：若当月合约的成交量低于下月合约的成交量时，将主力合约切换为下月合约；最后采用等成交量原则将每天数据划分为150个数据小区间，每个数据小区间用τ＝1,...,n表示；假设新信息发生的概率为α，其中是坏消息的概率为δ，有信息发生的交易期中，知情参与者交易的比率为μ，每个交易期非知情交易者参与交易的比率为ε；步骤三、波动值计算：定义每天最大波动为其中1≤i＜j≤150并且i时刻为当天大幅波动的开始时间，j时刻为当天大幅波动的结束时间；P_i和P_j分别为i和j时刻的价格，故第一项是这一段时间内的价格涨(跌)幅，第二项是这一段时间的价格涨(跌)速；定义异常波为当σ_max≥5％时所对应的时间段；步骤四、指令流动性指标计算：对每个数据小区间，分别取买入成交量为$V_{\tau }^B=\underset{i=t(\tau -1)+1}{\overset{t\left(\tau \right)}{\Sigma }}{V}_{i}Z\left(\frac{P_i-P_{i-1}}{{\sigma }_{\Delta P}}\right)$卖出成交量为$V_{\tau }^S=\underset{i=t(\tau -1)+1}{\overset{t\left(\tau \right)}{\Sigma }}{V}_i[1-Z\left(\frac{P_i-P_{i-1}}{{\sigma }_{\Delta P}}\right)]=V-V_{\tau }^B,$其中t(τ)是在τ的观测区间内，等时间间隔时间区间的计数；V_i为i时刻的成交量；P_i为i时刻的价格；Z(x)是标准正态分布的累积分布函数；σ_ΔP是估计的相邻时间内价格变化的标准差；计算得出以下期望等式：E[|V_τ^B+V_τ^S|]＝α(1‑δ)(ε+μ+ε)+αδ(μ+ε+ε)+(1‑α)(ε+ε)＝αμ+2ε，由于E[|V_τ^B‑V_τ^S|]的一阶项(即主导部分)直接取决于知情交易，所以E[|V_τ^B‑V_τ^S|]≈αμ，定义指令流动性指标：$Index={\left(\frac{\alpha \mu }{\alpha \mu +2ϵ}\right)}^2\approx {\left(\frac{{\Sigma }_{\tau =1}^n|V_{\tau }^B-V_{\tau }^S|}{nV}\right)}^2;$步骤五、异常波动预警：滚动选取交易当天之前3个月为时间窗口T，对T内发生异常波动的时间段，记录Index值；取T内Index的均值，并记为I₁；其次，统计画出T内Index的累积分布函数；由于异常波动的发生为小概率事件，一般5％发生的概率为小概率事件；所以，找出累积分布函数等于95％时，对应的Index值，记为I₂；最后，将T均分为前后两部分，将前T/2时间段的数据作为训练集，构造如下优化问题求解预警阈值I₃，max Ind满足$\left\{\begin{array}{c}1\ge Ind\ge 0\\ \frac{N_a}{N_{\sigma }}\ge 75\%\end{array}\right.,$其中Ind为预警阈值，为准确预测波动率不小于5％的天数，为波动率不小于5％的天数，χ(x)为示性函数，σ_{max_t}为第t个交易日最大波动率；通过粒子群算法(PSO)求解以上优化问题，具体步骤如下：步骤五一：根据种群规模，初始化粒子，包括位置和速度每个粒子的位置表示一个Ind值；步骤五二：根据每个Ind值，判断其是否满足约束条件如果满足条件，保留此粒子，如果不满足则重新生成；步骤五三：在当前粒子中选择最优例子，即满足约束的最大Ind值，作为局部最优粒子，记为步骤五四：在所有生成的粒子中选择最优例子，即满足约束的最大Ind值，作为全局最优粒子，记为步骤五五:更新种群内粒子的速度和位置；这里，更新的具体方式如下：在上述公式中，ω被称为惯性权重，为学习因子；和为[0，1)之间的随机数。为了防止速度增加到失去控制，给定粒子的速度属于区间[V_min，V_max]＝[‑10，10]；步骤五六：循环步骤五三至五五，直至达到迭代终止条件：迭代终止条件为如果全局最优粒子在一定的迭代次数N_fixed＝50中没有变化，或总迭代次数超过N_max＝500，则算法结束；然后，对后T/2时间段的数据作为检验集，检验{I₁，I₂，I₃}的准确性，并选取其中准确率大于75％的指标I作为最终的预警阈值；在接下来的期指交易时间内，若Index大于等于I时，将预测异常波动并报警，从而监管层可依据报警，采取应对措施，避免股灾的发生。