第3章:模型假设与符号体系
好,咱们开始搭建Almgren-Chriss模型的数学框架。说实话,这部分是整个课程的基石。我当年第一次接触这个模型时,觉得符号太多、假设太绕,后来才发现——没有清晰的假设体系,后面的一切推导都是空中楼阁。
3.1 交易时间离散化
先问个问题:真实交易是连续的,对吧?但我们的决策只能发生在离散的时间点上。为什么?因为你的交易系统不可能每纳秒都发单,交易所也不接受。
我个人习惯把整个交易期 [0, T] 切成 N 个等长的时间步。每个步长 τ = T/N。那么时间点就是:
t_k = k·τ, k = 0, 1, 2, ..., N
注意,t_0 是开始,t_N 是结束。我们在每个时间点 t_k 上决定要交易多少股。
关键假设:交易只在离散时间点发生,且每个时间步内价格变化服从某种随机过程。
嗯,这里要注意:步长 τ 不能太小,否则冲击成本会高得离谱;也不能太大,否则你无法及时响应市场变化。我在项目中通常取 τ = 1分钟 或 5分钟,具体看流动性和波动率。
3.2 价格动态方程
股票价格怎么走?Almgren-Chriss用了最简单的模型——算术布朗运动。别被名字吓到,说白了就是:
S_k = S_{k-1} + σ·√τ·ε_k
其中:
S_k是t_k时刻的股票价格σ是波动率(年化,但这里要换算到每个时间步)ε_k是标准正态随机变量,代表随机冲击
你想想看,这个公式其实在说:价格变化 = 随机噪声。没有趋势,没有均值回归,就是纯粹的随机游走。为什么敢这么假设?因为对于几分钟到几小时的交易窗口,趋势项的影响远小于随机波动。
避坑指南:我曾经在回测中直接用日频波动率换算到分钟频,结果发现冲击成本被严重低估。后来才意识到——高频波动率往往比低频换算值大得多。建议用实际分钟数据重新估计。
3.3 永久冲击函数
现在聊冲击。你买股票,价格会涨;你卖股票,价格会跌。这个影响分两种:永久冲击和临时冲击。
永久冲击,顾名思义,你的交易行为会永久性地改变价格。为什么?因为你的订单流被市场解读为信息——「有人在大买,可能有利好」。这个影响不会消失。
Almgren-Chriss假设永久冲击是线性的:
ΔS_k^perm = γ · x_k
其中:
γ是永久冲击系数(正数,单位:价格/股)x_k是t_k时刻的交易量(正数表示买入,负数表示卖出)
说白了,你每交易一股,价格就永久性地移动 γ 个单位。这个 γ 怎么估计?我一般用市场冲击模型的经验公式,比如 γ = α·σ/√V,其中 V 是日均成交量。
注意:永久冲击的线性假设在极端大单时会失效。我见过一个案例,某小盘股被大单直接打涨停,冲击成本远超线性模型预测。所以,如果你的订单超过日均成交量的5%,请谨慎使用这个假设。
3.4 临时冲击函数
临时冲击呢?它和永久冲击不同——只影响当前交易的价格,后续会恢复。为什么?因为你的订单消耗了盘口的流动性,但做市商和套利者会很快补上。
模型假设临时冲击也是线性的:
ΔS_k^temp = η · sign(x_k) + θ · x_k
等等,这里有两个参数?别急,我解释:
η是固定成本(买卖价差的一半),与交易量无关θ是可变成本系数,与交易量成正比sign(x_k)表示方向:买入为正,卖出为负
所以临时冲击 = 固定成本 + 可变成本。你想想看,即使只买1股,也要付出半个价差的成本;买得越多,额外成本越高。
核心公式:实际成交价格 = 无冲击价格 + 永久冲击 + 临时冲击
S_k^exec = S_k + γ·x_k + η·sign(x_k) + θ·x_k
3.5 目标函数:均值-方差框架
好,现在我们有价格动态、有冲击模型。但最终要回答的问题是:怎么交易才是最优的?
Almgren-Chriss用了经典的均值-方差框架。说白了就是:
- 均值:交易成本(实现价格与初始价格的差额)的期望值
- 方差:交易成本的不确定性(风险)
目标函数长这样:
minimize E[成本] + λ · Var[成本]
其中 λ 是风险厌恶系数。你越讨厌风险,λ 就越大。
我个人习惯把 λ 设成 10^-6 到 10^-4 的量级,具体看你的资金规模和风险偏好。怎么调?跑回测,看夏普比率和最大回撤的平衡点。
经验之谈:我曾在某私募项目中,把 λ 设得太小(几乎不关心风险),结果某天市场剧烈波动,我们的算法还在拼命交易,亏损惨重。从那以后,我至少会设一个 λ 的下限,保证极端行情下能收敛。
3.6 完整符号体系
最后,我把所有符号整理成一张表,方便你查阅:
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
T |
总交易时间 | 秒/分钟 |
N |
时间步数 | 无量纲 |
τ |
时间步长 = T/N | 秒/分钟 |
S_k |
t_k时刻的无冲击价格 | 元 |
σ |
波动率(每时间步) | 元/√时间 |
γ |
永久冲击系数 | 元/股 |
η |
固定临时冲击(价差) | 元 |
θ |
可变临时冲击系数 | 元/股 |
x_k |
t_k时刻的交易量 | 股 |
λ |
风险厌恶系数 | 1/元² |
3.7 知识体系总览
为了让你更直观地理解本章的逻辑,我画了一张流程图:
嗯,这张图把本章的五个核心模块串起来了。你从左上角开始看:先做时间离散化,然后定义价格怎么走,再考虑永久和临时两种冲击,最后用均值-方差框架构建目标函数。所有符号都服务于这个逻辑链条。
一句话总结:Almgren-Chriss模型的核心假设就是——价格随机游走 + 线性冲击 + 均值-方差优化。简单,但极其有效。
好了,这一章的内容就到这里。下一章我们会基于这些假设,正式推导最优执行策略的解析解。到时候你会发现,这些看似枯燥的符号,其实能算出非常漂亮的交易曲线。
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