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识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 33 金融工程 |专题报告 2016 年 4 月 13 日 证券研究报告 Table_Title 国债期货量化交易策略 研究 FICC 业务 系列 报告 之 四 Table_Summary 报告摘要 ： 国债 期货 市场 概况 自 2015 年 9 月份中金所出台对于股指期货的管控措施以来，期指市场成交 量 明显萎缩，流动性大大降低。 与此 同时，国债期货市场日益火爆，2015 年 第四季度国债期货成交额达到金融期货总成交额的 60.55%，凸显了国债期货 在金融期货市场中的重要地位。目前，国债期货市场有两个可交易标的： 5 年期国债期货， 2013 年 9 月 6 日上市，交易代码 TF；以及 10 年期国债期货， 2015 年 3 月 20 日上市，交易代码 T。 最近 ， 中金所 也在积极筹备 2 年期 国债期货 的 推出。 国债期货 对应 的标准券是面额为 100 万元人民币，每年付息一次，票面利率为 3%的名义中 /长期国债 ， 这是一种虚拟债券。 实际 交易中， 国债期货有 一篮子 可以交割的 国债 供空头在结算日 完成 交割，因此国债期货 市场出现了一些 特有的概念：可交割券，转换因子， 基差 ， 净基差 ，隐含回购 利率，最便宜可交割券 等 。 国债期货的量化交易策略实证研究 考虑 到 非主力 合约的 流动 性 可能不足 ，本文 中 策略均基于主力合约。 文中测算 了 CTA 策略 中 最常见 的 日 间 、日内 两种投机 策略 ； 以及 跨品种套利 、期现套利 和 信用利差交易 三种 套利策略 。 结论 在五种 量化 交易 策略中， 趋势策略 表现 良好 。其中，日间趋势 跟踪 策略和日内趋势策略在样本内外都保持了较好的盈利能力。 而 日间策略表现尤为稳定，具有更高的收益回撤比。 套利 策略中， 跨品种套利策略在 10 年期国债期货推出后的前 5 个多月时间里表现亮眼，但是后面 一段 时间里表现 下滑 ，策略是否长期有效还需要进一步的跟踪 检验。 期现 套利 是 一种实用 的无风险套利 策略 ， 可以 获得比较稳健的收益， 但 实际 操作中现货的 流动性 、 资金的管理是影响收益的关键。信用 利差 交易由于信用债 收益 近年来 表现较差，因此 目前 不具有 实际 可行性 ， 有待继续观察 。 核心假设风险： 策略模型并非百分百有效，市场结构及交易行为的改变以及类似交易参与者的增多有可能使得策略失效。 图 1 日间趋势策略全样本 表现 图 2 期现套利 策略 2015 年 表现 Table_Aut hor 分析师： 马普凡 S0260514050001 021-60750623 mapufangf 分析师： 张 超 S0260514070002 020-87578291 zhangchaogf Table_Report 相关研究： 商品 期货跨境套利解决方案 :FICC 业务系列 报告之 三 2016-03-17 把握大宗农产品价格趋势，寻找配置良机 :FICC 业务系列 报告之 二 2016-01-14 全球商品期货量化交易策略初探 :FICC 业务系列 报告之一 2015-08-26 Table_Contacter 联系人： 文巧钧 020-87555888-8400 wenqiaojungf 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 33 金融工程 |专题报告 目录索引 一 、国债期货市场概况 . 5 1.1 基础概念 . 5 1.2 流动性分析 . 7 二、国债期货常见量化交易策略原理 . 9 2.1 日间趋势策略 . 9 2.2 日内趋势策略 . 10 2.3 跨品种套利策略 . 10 2.4 期现套利策略 . 11 2.5 信用利差交易策略 . 12 三、量化交易策略实证分析 . 12 3.1 日间趋势策略实证 . 12 3.2 日内趋势策略实证 . 17 3.3 跨品种套利策略实证 . 22 3.5 期现套利实证分析 . 26 3.5 信用利差交易策略实证分析 . 28 四、总结 . 31 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 33 金融工程 |专题报告 图表索引 图 1： 2015 年国债期货成交量 . 8 图 2： 2015 年国债期货持仓量 . 8 图 3：日间趋势策略样本内最优 5 个参数对累积收益率曲线 . 13 图 4：日间趋势策略样本内最优 5 个参数组合在样本外的累积收益率曲线 . 14 图 5： 2015 年 7 月 7 日至 2015 年 7 月 9 日国债期货 TF1509 价格和成交量趋势. 15 图 6：日间趋势策略样本内最优 5 个参数组合在全样本上的累积收益率曲线 . 16 图 7：日间趋势策略全样本最优 5 个参数组合累积收益率曲线 . 17 图 8：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合累积收益率曲线 . 18 图 9：日内趋势策略样本内优化目标关于波动区间比例参数 f的分布 . 18 图 10：日内趋势策略样本内优化目标关于止损参数 r的分布 . 19 图 11：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合样本外累积收益率曲线 . 20 图 12：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合在全样本上的累积收益率曲线 . 21 图 13：日内趋势策略全样本最优 5 个参数组合累积收益率曲线 . 21 图 14：日内趋势策略全样本优化目标关于波动区间比例参数 f的分布 . 22 图 15：日内趋势策略全样本优化目标关于止损参数 r的分布 . 22 图 16： 5 年期国债期货、 10 年期国债期货价格曲线 . 23 图 17：跨 品种 套利策略全样本累积收益率曲线 . 24 图 18：跨 品种 套利策略 8 月份以来的累积收益率曲线 . 25 图 19： 5 年期国债期货、 10 年期国债期货主力合约成交量 曲线 . 24 图 21： TF1603 交易日内可交割券 IRR、资金成本及套利收益曲线 . 26 图 22： 15 年滚动国债期货 CTD 券对应 IRR 曲线 . 26 图 23： 国债（ 5 年期）与企业债（ 5 年期）在全样本内信用利差曲线 . 29 图 24： 2014 年 3 月以来信用利差表现 . 29 表 1：日间趋势策略样本内最优 5 个参数组合结果 . 13 表 2：日间趋势策略样本内最优 5 个参数组合在样本外回测的结果 . 14 表 3：日间趋势策略样本内最优 5 个参数组合在全样本上 的结果 . 15 表 4：日间趋势策略全样本最优 5 个参数组合结果 . 16 表 5：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合结果 . 18 表 6：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合在样本外回测的结果 . 19 表 7：日内趋势策略样本内最优 5 个参数组合在全样本上的结果 . 20 表 8：日内趋势策略全样本最优 5 个参数组合结果 . 21 表 9：跨品种套利策略全样本表现 . 22 表 10：跨品种套利策略 8 月份以来表现 . 23 表 11：期现套利策略 2015 年表现 . 26 表 12： TF1603 临近交割 5 个月内保证金变动 . 27 表 13： 信用利差交易全样本表现 . 29 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 33 金融工程 |专题报告 表 14： 国债期货量化策略整理 . 30 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 33 金融工程 |专题报告 一 、国债期货市场概况 1.1 基础概念 自从 2015年 9月份中金所出台对于股指期货的管控措施以来，期指市场成交明显萎缩，流动性大大降低。此后几个月，股指期货月成交额相对管控前减少超过 95%。相比之下，国债期货市场日益火爆，第四季度国债期货成交额达到金融期货总成交额的 60.55%，凸显了其在金融期货市场中的重要地位。 我国最早推出国债期货是在 1992年，但由于“ 327”事件以及“ 319”事件的发生，最终导致国债期货在 1995年被证监会叫停。 2013年 9月，中金所重新开始国债期货交易，国债期货重返中国金融市场舞台。目前，国债期货市场有两个可交易标的： 5年期国债期货， 2013年 9月 6日上市，交易代码 TF；以及 10年期国债期货， 2015年 3月 20日上市，交易代码 T。 i. 品种介绍 标的：国债期货的标的为面值为 100万元人民币、票面利率为 3%的名义 中期 /长期 国债。 交割方式：到期交割方式为实物交割（实际交割的是一篮子债券中对于期货空方最有利的券种）。 交易方式和交易时间：在交易上，国债期货合约采用集合竞价和连续竞价两种交易方式。集合竞价时间为每个交易日 9:10 - 9:15，其中 9:10-9:14为指令申报时间， 9:14 - 9:15 为指令撮合时间。连续竞价时间为每个交易日 9:15 - 11:30（第一节）和 13:00 - 15:15（第二节），最后交易日连续竞价时间为 9:15 - 11:30。 手续费：每手不高于 5元。 保证金：为降低交割月合约持仓量，国债期货合约临近交割时将分阶段提高该合约的最低保证金水平。因此， 5年期国债期货合约的最低交易保证金为合约价值的1%（最低保证金）或 1.5%（临近交割月份）、 2%（交割月份）；涨跌停板为上一交易日结算价的 1.2%。 10年期国债期货合约的最低交易保证金为合约价值的 2%（最低保证金）或 3%（临近交割月份）、 4%（交割月份）；涨跌停板为上一交易日结算价的 2%。2015年 7月 10日以来，中金所在 5年期和 10年期国债期货上引入了跨 品种 单向大边 保证金制度，交易所可以按照交易保证金单边较大者收取交易保证金。 ii. 交割规则 国债期货 的 合约 月份 为 最近 的三个季月 （季月 是指 3,6,9,12月 ） ，合约 的 最后交易日 是 合约 到期月份的第二个星期五 。 最后交 易日为国家法定假日或者因异常情况等原因未交易的，以下一交易日为最后交易日。 合约在最后交易日之后的 连续 三个交易日内完成交割 。 因为交割的是一篮子债券中对于期货空方最有利的券种，因此存在确定最便宜识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 33 金融工程 |专题报告 可交割券的问题。首先需要介绍几个概念： 标准券 ： 5年期 国债 期货的 标准券 是 面额为 100万元人民币，每年付息一次，票面利率为3%的名义 中期 国债。 10年期 国债 期货的 标准券 是 面额为 100万元人民币，每年付息一次，票面利率为 3%的名义 长期 国债。 标准券是一种虚拟债券。 可交割券 ： 实际 可用于交割的券是 在交割日剩余年限在一定范围内的国债。 对 5年期 国债 期货 来说， 可交割券为合约到期月份首日剩余期限为 4-5.25年的记账式付息国债 。 对 10年期 国债 期货 来说， 可交割 券 为合约到期月份首日剩余期限为 6.5-10.25 年的记账式附息国债 。 转换因子 ： 所谓转换因子就是将可交割券转换成标准券的比例，计算公式如下，计算结果四舍五入至小数点后 4位 = 1(1+ )12 + +(1) 1(1+ )1 (112) 其中， r：国债期货合约票面利率 3%； x：交割月到下一付息月的月份数； n：剩余付息次数； c：可交割国债的票面利率； f：可交割国债每年的付息次数。 基差和净基差 ： 基差是指债券价格和转换因子 期货价格直接相比； Basis = ( ) 而净基差是将持有成本考虑进去： NetBasis = ( (1+r Del365)( )+) 其中： ：债券净价 ：债券全价 （ =债券净价 +应计 利息） r：回购实际利率 Del：距离交割日天数 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 33 金融工程 |专题报告 ：期货价格 CF：转换因子 ：到交割日的应计利息 隐含回购利率 （ IRR） ： 隐含回购利率 是指利率期货价格中所隐含的为购买可交割债券而进行短期融资的成本。具体来说，购买国债现货，卖空对应的国债期货，然后持有到期把现货国债用于对应国债期货的交割，这样获得的理论收益率就是隐含回购利率。 不考虑 持有 到 交割前有利息 支付 发生 ，隐含回购利率可以定义为： IRR = ( )/ (365/) 其中， = + Del：距离交割日天数 如果 期间有利息支付发生， 则 需要 假定以 IRR再投资 。 最便宜可交割券 ： 在 理想 情况（市场利率接近于国债期货设定的基准利率） 情况下， 各个不同的可交割债券 的 价格通过转换因子 之后， “标准价格”应该相同 。但是， 由于市场利率结构的变动以及各个品种流动性的差异等等，有时会出现购买某种债券用于交割的成本较其他债券更低、更便宜 。因此 有了最便宜可交割券 （ CTD券 ）的概念。 最便宜可交割券可以通过 基差（ 净基差 ） 或者 隐含回购利率进行判断。 基差判断： 一般来说 ， 具有最低基差的可交割券就是最便宜可交割券。 隐含回购率判断：具有最高隐含回购收益率的可交割券就是最便宜可交割券。 iii. 国债 期货市场的 发展 和 作用 9月份股指期货受政策限制成交量巨幅下降后，国债期货在金融期货市场中的地位更加突显。 2015年全年国债期货成交额达 32.34万 亿元，第四季度国债期货成交额占我国金融期货成交额的 60.55%。 国债期货 的发展 有利于利率市场化的推进。一方面，国债期货的价格发现功能有助于提高利率的定价效率；另一方面，国债期货的发行也为规避复杂的利率波动风险提供了新的手段。 此外 ， 国债期货 也 丰富了资本市场层次。国债期货拓展了国债市场的层次，使其形成了完整的发行、交易和风险管理三级市场体系；国债期货实物交割方式有利于提高国债现券的交易，促进债券发行，对提高直接融资比率有推动作用。 随着参与机构的开放， 国债期货是银行、保险等金融机构对冲长期利率风险的必要工具，有助于金融机构提升资产配置效率、实现稳定收益。 1.2 流动性 分析 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 33 金融工程 |专题报告 2015年 是国债期货市场快速发展的一年，据中期协统计， 2015年中金所 5年期国债期货全年成交 440.36万手，较上年 92.29万手同比增长 377.16%， 3月上市的 10年期国债期货全年成交量也达到了 168.39万手。市场成交量、持仓量的成倍增长，使得国债期货市场的流动性得到大幅改善。 图 1： 2015 年国债期货成交量 数据来源： Wind， 广发证券发展研究中心 图 2： 2015年国债期货持仓量 数据来源： Wind资讯，广发证券发展研究中心 从持仓量来看， 10 年期国债期货推出之后的前三个月的持仓量不断上涨，直到接近 5年期国债期货的持仓量。 2015 年 7月份以来， 5年期和 10年期国债期货的持仓量基本上保持平稳。 从成交量上来看，国债期货市场的交易趋于活跃。国债期货市场在 2015年上半年一直不温不火， 9月底之前 5年期、 10年期国债期货日成交额普遍在万手以下； 10月中旬后突然迎来爆发，两大品种日均成交量成倍增长， 5年期国债期货单日成交量一度突破 7万手， 12月 以来 有所回落后 ， 目前 依然维持了 1万手 以上 的水平 。同时 ，10 年期国债期货日成交量也不断创造新高，近期已经 和 5 年期国债期货 不相上下 ，-10,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,00020150105 20150407 20150702 20150928 201512285年期国债期货 10年期国债期货-5,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,00020150105 20150407 20150702 20150928 201512285年期国债期货 10年期国债期货识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 33 金融工程 |专题报告 最高达到 3.4万手。 9 月份以来，国债期货的持仓量变化不大，而交易量迅速增长，说明股指期货的资金转战国债期货是推动国债期货流动性改善的重要原因。 除了股指期货的资金转入外，还存在一些其他因素推动国债期货的流动性增长。首先， 2015 年债券市场整体比较火爆，现券活跃度提高很多，带动了国债期货的增长；另一方面，国内利率市场化进程加快，利率波动加大，催生了市场对利率风险管理和配置的需求，国债期 货作为保值增值、对冲风险的重要工具自然得到追捧；此外，10 年期国债期货上市后，市场产品更加完善，为机构提供了更为丰富的交易策略。 在 多种因素的推动下，国债期货成为机构替代股指期货的重要投资标的。随着市场的走热，流动性愈加改善，势必会有更多的投资者参与到国债期货市场，促成市场的良性循环。因此，有必要研究国债期货的量化交易策略，把握市场的盈利机会。本报告将对国债期货的量化交易策略进行讨论。 二、国债期货常见量化交易策略原理 本章对五种 常见低风险 国债 期货量化交易策略进行实证测算。包括日内、日间趋势策略，跨品种 套利 、 期现套利策略。 日内趋势策略和日间趋势策略立足趋势理论进行短线投机 ， 设置合理开仓止损条件 ；跨品种套利基于五年国债期货和十年期货的 价差 均值回归 原理进行统计套利；期现套利讨论了基于基差的期现套利和信用利差交易。 考虑到非主力合约的流动性一般不太好，本文中策略基本上是基于主力合约进行测算。 2.1 日间趋势策略 趋势跟踪策略是 CTA策略中非常常见的一大类方法。 本报告采用的趋势交易策略为双指数平滑移动均线（ EMA）策略，基本原理为 通过 两条不同周期参数的 EMA 均 线的交叉 形态 来判断开仓、平仓时机。当短周期 EMA线向上穿过长周期 EMA线 （金叉 ） ，认为向上趋势形成， 则 建立多头 （如果此前 已经 持有 空头头寸，先平掉空头头寸） ；反之， 当短周期 EMA线向 下 穿过长周期 EMA线 （死叉 ） ， 则认为向下趋势形成， 则 建立空头 （如果此前 已经 持有多头 头寸，先平掉 多 头头寸） 。不同周期的 EMA反映了不同 时间尺度 的 价格 走势，选择长周期 EMA与短周期对比，可以刻画期货合约的整体走势，进而进行趋势交易操作。具体做法如下： 选择指数平滑移动均线的周期参数 N1 和 N2，其中 N1 2()，则在 t+1时刻平空头建立多头； 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 33 金融工程 |专题报告 若 1() 做空价格 (1+)， 则 平仓止损；本报告不使用止盈机制。 (3) 具体来说 ， 在 t 日 ，如果空仓且 +(1 1)，则开仓建立多头； (1+)，则平仓，且当日不再交易。 其中 ， 为当日开盘价格 ， 1和 1分别为上一个交易日的最高价和最低价， 和 为 当日做多 和做空建仓的价格。 (4) 在 每天 收盘前， 平掉所有 头寸 。 2.3 跨品种套利 策略 随着 2015年 3月 20日 10年期国债期货上市，国债期货的交易策略变得更加 丰富 多样。 本报告考虑 5年期国债期货和 10 年期国债期货的跨品种套利策略，基本原理是均值回复下的统计套利，即认为两种不同的标的之间 的 价差会倾向于回到某一均值，