基于Python的量化投資通道突破策略的應(yīng)用研究

文/魏玉嬌（上海大學(xué)）

一、緒論

量化交易在國外發(fā)展已經(jīng)近50年，因其交易客觀性、智能化、程序化、投資業(yè)績穩(wěn)定等優(yōu)勢，得到越來越多投資者的認(rèn)可和追捧。近十年來，量化交易在中國也備受關(guān)注，其管理的資金規(guī)模正逐步擴大，隨著我國金融市場不斷完善和發(fā)展，量化投資的應(yīng)用將會成為不可阻擋的歷史潮流。

由股價大幅波動所導(dǎo)致的市場風(fēng)險根本無法避免，在交易投資的大背景下，部分投資者正逐漸轉(zhuǎn)向風(fēng)險較小、收益較為穩(wěn)定且相對可觀的投資模式。作為量化投資策略之一，通道突破策略不僅具備量化交易客觀性、智能化、業(yè)績穩(wěn)定等特點，而且原理簡單、操作性強、風(fēng)險低，可以衍生出多種交易策略。

目前，通道突破策略在國內(nèi)已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，大多停留在對單只股票進(jìn)行通道策略研究，并且通道策略指標(biāo)設(shè)定的差異也帶來不同的交易結(jié)果。另外，通道交易的思想可以應(yīng)用于其他策略之中，幫助過濾虛假買賣點從而實現(xiàn)穩(wěn)定收益，因此針對通道突破策略的應(yīng)用研究具有實踐意義。

二、文獻(xiàn)綜述

隨著量化投資在國內(nèi)外應(yīng)用范圍和規(guī)模的逐漸擴大，越來越多的學(xué)者開始進(jìn)行量化投資策略的構(gòu)建以及應(yīng)用研究。Zaremba Adam &Shemer Jacob（2016）展示了如何在國際市場上成功運用量化投資策略來管理資金，并列舉出一系列先進(jìn)的量化戰(zhàn)略及其相關(guān)理論基礎(chǔ)、實施細(xì)節(jié)等，并展示了這些策略下1995 年至2015 年間70 多個國家的表現(xiàn)。余立威和寧凌（2016）通過多個反映市場動態(tài)的因子模型,構(gòu)造出可以根據(jù)市場變動作出自適應(yīng)調(diào)整的平滑系數(shù)，建立了看漲和看跌市場動態(tài)自適應(yīng)指數(shù)平滑模型，并且給出了基于模型的量化投資策略。Bin LI, Yan L & Wenxuan T（2017）提出了一種基于機器學(xué)習(xí)和技術(shù)分析的新興量化交易算法，根據(jù)價格、成交量等技術(shù)指標(biāo)，實證結(jié)果表明可獲得25% 的年化收益率。Yang·Y（2018）研究了我國期貨市場的特點和量化投資策略，對動量、反轉(zhuǎn)和配對交易類型的策略進(jìn)行了回測檢驗，建議投資者根據(jù)投資范圍、減持容忍度和成本來選擇策略。呂凱晨、閆宏飛和陳 （2019）以滬深300指數(shù)成分股為股票池，構(gòu)建出一個能持續(xù)戰(zhàn)勝市場的量化選股模型，該模型在2015年～2017年累計收益率達(dá)73.03%，年化收益率為20.05%，夏普比率為0.54，遠(yuǎn)超同期滬深300指數(shù)的業(yè)績表現(xiàn)。劉宗興（2020）基于2015年～2019年國內(nèi)多品種商品期貨，在布林通道量化投資策略的基礎(chǔ)上，采用遺傳算法對策略參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化改進(jìn)后的策略具有較高的收益和較高的穩(wěn)定性，建議投資者在我國市場上開發(fā)應(yīng)用量化投資策略,要結(jié)合市場不斷地進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。

近幾年隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等發(fā)展，量化投資迎來新的發(fā)展機遇，綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于量化投資策略模型構(gòu)建方面已取得了眾多研究成果，但國內(nèi)對于量化策略的指標(biāo)優(yōu)化及不同策略的結(jié)合方面研究仍不多見，因此本文在研究通道策略及其優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究布林帶策略與配對交易的結(jié)合具有重要的現(xiàn)實意義。

三、通道突破策略理論介紹

（一）唐奇安通道

1.唐奇安通道的構(gòu)造

唐奇安通道是尋找一定時間內(nèi)（一般為20日）出現(xiàn)的最高價和最低價分布作為通道的上下軌道。當(dāng)其通道窄時表示市場波動較小，反之通道寬則表示市場波動比較大；當(dāng)價格線向上突破通道的上軌道時，多頭市場較為強勢，市場上漲趨勢明顯，釋放買入信號。

唐奇安通道由三條軌道線組成，上下軌道分別用20日內(nèi)最高價、最低價來刻畫，中軌道為上下軌道平均線。具體計算過程：

上軌道=過去20日內(nèi)的最高價

下軌道=過去20日內(nèi)的最低價

中軌道=（上軌道+下軌道）/2

2.唐奇安通道突破策略

在選定一個時間段后，唐奇安通道突破的主要原則為，當(dāng)價格線走強而突破前n期的最高價時做多；當(dāng)價格線向下運動，價格低于前n期的最低價時做空。投資者一般將n期設(shè)為20日，需要注意的是不同時間段的選擇會繪制出不同的唐奇安通道，買賣點的捕捉也會因此而改變，從而導(dǎo)致獲勝率的差異。

（二）布林帶通道

1.布林帶通道的構(gòu)造

布林帶在分析股價變動情況時，一般以股價平均線作為參考線并以此作為布林帶中軌線，中軌線基礎(chǔ)上分別加減一定倍數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差得到上下兩條股價軌道線。由此可知，布林帶趨勢主要取決于其中軌線，中軌線上升布林帶才會上升；布林帶寬度取決于標(biāo)準(zhǔn)差，市場波動性越大，標(biāo)準(zhǔn)差越大，從而帶寬越大。

投資者一般采用20日作為一個時間段計算布林帶的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并且在中軌線基礎(chǔ)上加減2個標(biāo)準(zhǔn)差，布林帶通道計算方式如下：

中軌道=過去20個交易日股價的算數(shù)平均值

上軌線=均值+2×過去20交易日股價標(biāo)準(zhǔn)差

下軌線=均值-2×過去20交易日股價標(biāo)準(zhǔn)差

2.布林帶通道與市場風(fēng)險

布林帶是具有統(tǒng)計理論的技術(shù)指標(biāo)，股價的標(biāo)準(zhǔn)差不僅反映了股市的波動，還可反映市場風(fēng)險。假設(shè)股價波動呈正態(tài)分布，那么布林帶刻畫了股價的主要變動范圍，一旦股價突破布林帶便意味著股價發(fā)生異常波動。因此有學(xué)者將布林帶與股市風(fēng)險聯(lián)系在一起，股價異常波動突破布林帶的情況定義為“布林帶風(fēng)險”。

在正態(tài)分布假設(shè)下，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，當(dāng)置信水平為α?xí)r，布林帶風(fēng)險BRα為：BRα=dm/dt×100%。其中，dt表示觀察的股價數(shù)據(jù)總期數(shù)，dm表示觀察期內(nèi)股價在布林帶上下通道外部的總期數(shù)。置信水平α取值越大，對應(yīng)的布林帶越窄，股價突破布林帶上下界機會就越大，因此布林帶風(fēng)險也隨之變大。

3.布林帶通道突破策略

布林帶最常見的策略是根據(jù)價格線突破布林通道上下界來制定策略。當(dāng)股價突破布林帶上軌道時做空，在突破下軌道時做多。另外，還有一種特殊的布林帶通道策略，在價格線由布林帶上軌道線上方降到布林帶通道內(nèi)部時做空，反之則做多。由于價格線突破布林帶到回落到布林帶內(nèi)部的時間無法確定，此策略避免了價格線不落回布林帶內(nèi)部的風(fēng)險，從而可以降低損失。

四、通道突破策略實證研究

（一）以交通銀行為例的通道策略的實現(xiàn)

1.交通銀行唐奇安通道

本文以交通銀行股票2020年1月1日至2021年3月12日的日交易數(shù)據(jù)為樣本，利用Python編寫了5日～50日不同時間段唐奇安通道突破的交易策略。其中，30日和50日唐奇安通道預(yù)測勝率最高，均為0.67；10日唐奇安通道的獲勝率最低為0.4，因此選擇合適的時間段是取得較高勝率的關(guān)鍵之一。

2.交通銀行布林帶通道

運用交通銀行股價計算并繪制布林帶通道，整體來看2020年～2021年K線圖大都在布林帶通道內(nèi)部運動，2020年6月股價出現(xiàn)大幅上升布林帶上軌線迅速被拉升，隨后在2020年7月股價回落布林帶帶寬也越來越小，布林帶過濾了價格穿過均線的虛假信號。另外，計算2020年～2021年不同置信水平下的布林帶風(fēng)險得出，置信水平越高，股價突破布林帶的機會就越小，布林帶過濾掉虛假信號的能力越強，風(fēng)險越低。

在交易評價函數(shù)中設(shè)定價格和交易信號后，利用績效表現(xiàn)函數(shù)來計算布林帶交易的績效表現(xiàn)和股票本身績效表現(xiàn)。采用一般布林帶策略時，股價突破軌道線立刻進(jìn)行交易；采用特殊布林帶策略時，股價突破上下軌道回落后進(jìn)行交易，表1為兩種策略績效對比。兩種交易策略的交易績效均大于股票自身績效，一般布林帶策略的交易績效優(yōu)于特殊策略，但是平均收益小于特殊策略，平均損失大于特殊策略，這主要是由于特殊布林帶突破策略過濾掉了部分虛假回落的信號，交易信號判斷更加準(zhǔn)確。

表1 交通銀行布林帶通道策略績效

表2 中信銀行和中國銀行價差的布林帶通道策略績效

圖1 中信銀行和中國銀行價差及布林帶

（二）通道策略在配對交易中的應(yīng)用

配對交易是一種風(fēng)險小、收益較穩(wěn)定的市場中性策略，又稱為價差交易或統(tǒng)計套利交易，其一般做法是在市場中尋找兩只歷史價格走勢有對沖效果的股票組成配對，使股票價差大致在一個范圍內(nèi)波動。當(dāng)股價配對差正向偏離時，預(yù)計價差未來會恢復(fù)，因此可做空價格走勢強勢的股票，做多走勢較弱的股票，等待他們回歸到長期均衡關(guān)系，由此賺取兩股票價格收斂的報酬。配對交易的步驟是確定形成期和交易期、選擇股票對、制定交易策略，其中選擇股票對的方法有最小距離法和協(xié)整方法兩種方法。通道策略在配對交易中的應(yīng)用是為價差設(shè)置一個布林帶通道，并根據(jù)通道突破策略進(jìn)行交易。

1.股票對選擇

本文選取中國銀行和中信銀行2008年1月1日至2021年3月3日的日交易數(shù)據(jù)進(jìn)行配對交易。首先將中國銀行和中信銀行的收盤價繪制成時序圖，可以清晰看出兩家銀行股價波動趨勢大致相同。

接下來通過協(xié)整檢驗判斷兩只股票能否組配對。首先分別對兩只股票收盤價進(jìn)行ADF檢驗，兩家銀行股票收盤價均為非平穩(wěn)序列，一階差分后為平穩(wěn)序列，具備配對條件，隨后對兩只股票進(jìn)行協(xié)整檢驗，以中國銀行為自變量、中信銀行為因變量，協(xié)整檢驗結(jié)果表明系數(shù)顯著，因此中國銀行和中信銀行可以組成股票對。

2.布林帶在配對交易中的應(yīng)用

中信銀行收盤價高于中國銀行，前者減后者得到價差，根據(jù)價差計算布林帶并繪制價差與布林帶走勢圖，可以從圖1中清晰看出價差波動及其多次突破布林帶。與傳統(tǒng)配對交易相比，布林帶通道可以過濾掉“虛假突破”信號，從而有效地提高交易的準(zhǔn)確性和收益率。

最后計算采用布林帶突破策略優(yōu)化的配對交易的績效，如表2所示，一般策略和特殊布林帶策略的交易績效均優(yōu)于股票績效，但與交通銀行策略的結(jié)果不同的是，特殊布林帶策略的交易績效略低于一般策略，因此兩種策略具體采用哪一種還要進(jìn)行更為深入的研究。

五、結(jié)論

本文對通道突破策略及其原理展開了系統(tǒng)闡述，發(fā)現(xiàn)唐奇安通道策略的績效與其計算通道所選擇的時間段有關(guān)，布林帶策略的績效也與其選擇的時間段和置信水平有關(guān)，因此時間段以及置信水平的確定還需進(jìn)一步研究。另外，本文將布林帶突破策略與配對交易策略結(jié)合在一起，相當(dāng)于在經(jīng)典配對模型的基礎(chǔ)上添加了“虛假信號”過濾器，從而保證配對交易績效的穩(wěn)定性，說明了通道突破策略不只是適用于單只股票交易，多只股票交易的情形同樣適用。