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20240111-中国银河-DQN模型实现的股指期权动态复制方法与应用——以沪深300指数为例
中国银河·2024-01-11 00:00

量化模型与构建方式 1. 模型名称:Delta复制模型 - 模型构建思路:通过动态调整标的资产仓位,使得组合收益与期权收益相近,从而规避期权时间价值的损耗[12][19][20] - 模型具体构建过程: 1. 使用Black-Scholes模型计算期权价格,公式为: C=StN(d1)KerTN(d2)C = S_t N(d_1) - K e^{-rT} N(d_2) 其中: d1=ln(St/K)+(r+σ2/2)TσTd_1 = \frac{\ln(S_t/K) + (r + \sigma^2/2)T}{\sigma\sqrt{T}} d2=d1σTd_2 = d_1 - \sigma\sqrt{T} CC为期权价格,StS_t为标的资产价格,KK为行权价格,rr为无风险收益率,TT为到期时间,σ\sigma为波动率[16][17][18] 2. 计算Delta值: Δ=CSt=N(d1)\Delta = \frac{\partial C}{\partial S_t} = N(d_1)[18] 3. 根据Delta值动态调整标的资产仓位,使组合对标的资产价格敏感性为0,实现“Delta中性”[19] 4. 动态复制通过高频调仓降低风险敞口,静态复制仅在期初调整仓位[20][22] - 模型评价:动态复制相比静态复制风险敞口更小,复制效果更好,但频繁调仓带来较高交易成本[20][29] 2. 模型名称:DQN模型 - 模型构建思路:基于深度强化学习,通过神经网络优化Q-Learning算法,动态调整标的资产仓位以实现期权收益的复制[7][40][41] - 模型具体构建过程: 1. Q-Learning算法: - 更新值函数Q(s,a)Q(s,a)的公式为: Q(s,a)=Q(s,a)+α×[R+γ×max(Q(s,a))Q(s,a)]Q(s,a) = Q(s,a) + \alpha \times [R + \gamma \times \max(Q(s',a')) - Q(s,a)] 其中,ss为当前状态,aa为当前动作,RR为即时奖励,γ\gamma为折扣因子,ss'为下一状态[35] 2. DQN改进: - 用深度神经网络(DNN)替代Q-Table,估算每个动作的Q值 - 引入经验重放和目标网络,降低数据关联性并提高学习稳定性[40][41] 3. 训练数据生成: - 使用蒙特卡洛模拟生成沪深300ETF价格和波动率,公式为: dSt/St=μdt+σtdWtdS_t/S_t = \mu dt + \sigma_t dW_t dσt2=κ(θσt2)dt+βσtdWtd\sigma_t^2 = \kappa(\theta - \sigma_t^2)dt + \beta\sigma_t dW_t 其中,StS_t为价格,σt\sigma_t为波动率,μ\mu为期望收益率,κ\kappa为复归速率,θ\theta为长期均值[53][54] - 计算期权价格: Ct=SteδTN(d1)KerTN(d2)C_t = S_t e^{-\delta T}N(d_1) - K e^{-rT}N(d_2)[54] 4. 模型优化: - 奖励函数: Ri+1=Vi+1Vi+Hi(Si+1Si)kSi+1Hi+1HiR_{i+1} = V_{i+1} - V_i + H_i(S_{i+1} - S_i) - kS_{i+1}|H_{i+1} - H_i| 其中,VV为总资产,HH为持仓量,kk为交易费率[46][47] - 目标函数: loss=1Ni=1N(QQtarget)2loss = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^N(Q - Q_{target})^2[49] - 模型评价:DQN模型在捕捉标的资产上涨机会、规避下跌风险方面优于Delta复制,但训练结果存在不确定性[64][71] --- 模型的回测效果 Delta复制模型 - 复制误差均值:-0.0109%(静态复制),-0.0089%(动态复制) - 复制误差标准差:1.5554%(静态复制),0.3492%(动态复制)[27] - 正复制误差比例:4.01%[67] DQN模型 - 复制误差均值:0.0573%(全样本),1.4423%(涨跌幅在[-5%,5%]内) - 复制误差标准差:3.3823%(全样本),2.2456%(涨跌幅在[-5%,5%]内) - 正复制误差比例:54.45%(全样本),72.80%(涨跌幅在[-5%,5%]内)[67][69] - 看涨期权回测结果: - 年化收益率:1.11%(每月更新),3.60%(每月+涨跌幅超过5%更新) - 最大回撤:-16.25%(每月更新),-13.27%(每月+涨跌幅超过5%更新)[77][80] - 看跌期权回测结果: - 年化收益率:4.53% - 最大回撤:-8.07%[83][86] --- 量化因子与构建方式 1. 因子名称:Alpha因子 - 因子构建思路:从业绩超预期、一致预期和资金流向等角度出发,结合降维技术优化选股策略[88][103] - 因子具体构建过程: 1. 计算初始因子值,如SUE因子、一致预期因子、资金流向因子等[103] 2. 使用T-SNE方法降维,将多维因子合成为一维[88] 3. 对因子进行行业市值中性化、去极值和标准化处理[103] 4. 通过线性约束优化求解,构建指数增强组合[106] --- 因子的回测效果 Alpha因子增强策略 - 年化收益率:0.95%(结合DQN复制看跌期权对冲),-9.50%(仅多头股票) - 最大回撤:-4.84%(结合DQN复制看跌期权对冲),-19.28%(仅多头股票)[92]