Cont, Cucuringu, Glukhov & Prenzel (2023) — 限价单市场中的客户订单流分析与建模

作者: Rama Cont、Mihai Cucuringu(牛津大学数学研究所 / 牛津统计系 / Alan Turing Institute)、Vacslav Glukhov、Felix Prenzel(J.P. Morgan 伦敦)。

发表: Quantitative Finance 23(2): 187–205 (2023),DOI 10.1080/14697688.2022.2150282。收稿 2022-03-04,接受 2022-10-28,在线发表 2023-01-16。开放获取(CC BY 4.0)。

数据: 某大型经纪商的匿名化成交执行数据(broker execution data),经纪商自己管理母订单(parent order)与子订单(child order),覆盖明池与暗池。标的为 STOXX 600 成分股,主要统计用流动性最强的 25 只。样本期 2 年(2018–2019),聚类按 1 个月为桶切分。数据集市占率"高个位数百分比"(引用 Coalition 基准),属欧洲市场最大的经纪商执行数据私有集之一。

一句话总结

用经纪商的母订单数据可以分出四类稳定的委托方(Quant / Day VWAP / Signal / Res),它们在 24 个月和 25 只股票上都稳定;但四类的库存与订单流几乎不相关,说明它们由不同策略驱动、处在不同时间尺度上。

限价簿的三种视图(论文自建表示)

视图 内容 谁能看到
匿名视图 只有各价位挂单量 Q_p 所有人(公开 LOB 数据)
全知视图 全部挂单的提交时间 + 委托方身份 交易所
经纪商视图 对客户集合 B\subset A 按身份和提交时间可分辨,其余归入"其他所有代理" 经纪商

这是本文与本 wiki 已有 LOB 深度学习页的根本差异:DeepLOB 一类模型只能在匿名视图上工作,concepts/microstructure/LOB 深度学习序列 (Deep LOB Literature) 所说的"预测价格"实际上是在丢失了订单归属信息的视图上做的。

聚类方法

谱聚类 = Belkin–Niyogi 谱嵌入 + K-means(Shi–Malik 2000;Meila–Shi 2001;Ng 等 2002)。步骤:构造邻接图(欧氏距离小于阈值 \varepsilon,或连 l 个最近邻)→ 相似度加权(heat/rbf 核,带宽 \sigma)→ 解广义特征值问题 L=D-W,取前 p' 个特征向量做嵌入 → 嵌入空间做 K-means。特征先取对数再 z-标准化。簇中心取原特征空间的均值以抗离群(谱嵌入不可逆,取簇中心需回到原空间)。

K 的选择(表 1、2):K-means 与谱聚类的调整兰德指数 ARI 为 K=2 → 0.7979;K=3 → 0.5107;K=4 → 0.7968;K=5 → 0.6153。簇内方差二阶差分在 K=2 与 K=4 处出现局部大跳 → 取 K=4。

四类委托方(表 3,2019 年 12 月,STOXX 600 最流动 25 只之一)

特征 Quant Day VWAP Signal Res
买入占比 0.63 0.55 0.63 0.65
撤单率 0.26 0 0.15 0.07
月度成交笔数 219.7 1.72 4.08 5.03
平均下单时刻 12:03:50 08:25:34 14:20:00 11:31:56
最晚下单时刻 16:10:47 08:32:04 15:02:03 14:34:05
最早下单时刻 07:58:08 08:19:10 13:34:31 08:40:12
平均订单规模(占 ADV) 0.01 0.03 0.06 0.06
平均动量 (bps) 2.285 −17.87 29.94 38.26
月度活跃天数 13.47 2.1 3.71 4.95
下单时刻标准差 02:24:49 00:07:12 00:42:16 02:40:46

四类的行为画像:

  • Quant:高频、小单、全天均匀下单、撤单最积极(26%)、执行用少子订单的 POV,净库存接近 0
  • Day VWAP:笔数最少(1.72 笔/月)、只在早盘下单、规模较大、几乎不撤单(0)、跨全天执行、用 VWAP 类被动算法
  • Signal:下午尤其美股开盘时段活跃(最早下单 13:34)、单笔规模大、大量走暗池、期限最短
  • Res:各项特征居中、最难区分,可视为前三类的混合

注意:正文文字给出的另一些数字与表 3 不一致(称 Quant 活跃 12 天、撤单率约 14%、Signal 撤单率约 5%、Signal 规模为 ADV 的 5%)——以表 3 为准。

稳定性(表 5、6)

对数加权熵 / 最大归属概率:跨 ticker 维度 0.4 / 0.8;跨时间维度 0.5 / 0.76。4 簇熵的理论上限为 1.4。

元聚类混淆矩阵(跨 ticker,25 个;括号内为跨时间,24 个月):

Meta Quant Meta Day VWAP Meta Signal Meta Res
Quant 22 (23) 0 (0) 0 (0) 3 (1)
Day VWAP 0 (0) 25 (23) 0 (0) 0 (1)
Signal 0 (0) 0 (0) 24 (24) 1 (0)
Res 1 (0) 0 (0) 0 (0) 24 (24)

即 25 个 ticker 中有 3 个把 Quant 簇归到了 Meta Res。

流量份额(表 7):订单数占比 0.69 / 0.06 / 0.06 / 0.20;成交量占比 0.41 / 0.15 / 0.11 / 0.34。Quant 与 Res 的成交量份额强负相关,两者之和变化不大。

四类流量的库存与订单流几乎不相关

库存相关系数(表 9、10、11):Quant–Day VWAP −0.05、Quant–Signal −0.02、Quant–Res −0.04、Day VWAP–Signal 0.00、Day VWAP–Res −0.03、Signal–Res −0.09。

OFI 相关系数:−0.07、0.00、−0.11、−0.02、−0.04、−0.03。

跨全部标的回归的平均 p 值约 0.25,R^2 极低。这是本篇最反直觉的结果:四类都是真实的市场流量,但它们的库存与订单流几乎不相关——说明它们由不同策略驱动、处在不同时间尺度上。

假设性 PnL(表 12,单位 bps)

毛收益 l=0/1/10/20:Quant 0.38 / 0.72 / 3.39 / 3.76;Day VWAP −0.25 / 1.54 / −2.04 / −3.95;Signal −0.47 / −0.43 / 3.09 / 13.17;Res 0.08 / 0.37 / −1.36 / −1.51。

超额(l=1/10/20):Quant 0.78* / 3.78 / 2.83;Day VWAP 1.42 / 0.15 / 1.44;Signal 0.32 / 2.65 / 10.63*;Res 0.52 / −2.24 / −2.19(* 为 95% 置信度下单样本 t 检验显著)。

Quant 是唯一在日内(l=0,1)能稳定获利的一类;Signal 的 20 日收益最大且显著,暗示其交易的是约一个月才兑现的均值回复类模式。所有类型的夏普比率都很接近 0——说明这些还只是"结构性差异"而非稳健 alpha。

OFI 与收益的相关性(表 13、14)

归一化 Quant Day VWAP Signal Res
OFI_C[k](除以该簇当日总成交量)对个股 −0.0301 0.1590 −0.1506 0.1102
OFI_C[k] 对指数 0.0113 0.0229 0.0499 0.1616
OFI_ADV(除以过去 20 日日均成交量)对个股 0.1368 0.2044 −0.0441 0.2189
OFI_ADV 对指数 0.0833 0.1416 −0.0794 0.2390

用 ADV 归一比用当日成交量归一更能预测当日收益。这与本 wiki 已有页面 concepts/microstructure/参与率谬误 (Participation Rate Fallacy) 的结论方向一致——用成交量归一会把成交量变化误当成交易信念变化。Cont 等用两套归一化的对比,给这条结论提供了独立证据。

建模(第 5 节,给出建模起点而非完整拟合)

  • Quant:非齐次泊松过程(强度随日内 U 形);总笔数偏斜正态、订单量拉普拉斯、买卖比 Beta;执行建议用 Almgren–Chriss 最优执行框架
  • Day VWAP:假定全部母订单在开盘 t=0 提交,按当日买入总量与卖出总量聚合成两个母订单;累计买卖规模偏斜正态;按前一交易日量能曲线执行
  • Signal:非齐次泊松过程;笔数几何分布、单笔数量偏斜正态;收盘时段订单被剔除
  • Res:用 Dirichlet 分布把 Res 拆成 Quant / Day VWAP / Res 三者的随机混合

论文自陈的局限

  • 数据只来自一家经纪商,能否推广到其他经纪商"尚不清楚";作者认为需要跨经纪商数据,但因敏感性几乎不可能获得。
  • PnL 是"假设性"的:不对应交易者真实持仓。
  • 第 5 节的模型是"起点",目标是复现各簇的主要异质性而非完整拟合。
  • 撤单率等特征的簇间排名随月份波动,不稳定。
  • 谱嵌入不可逆,取簇中心需回到原特征空间。
  • 文中指出"委托单取消的决定因素本身是值得研究的方向",本文未涉及。

对本 wiki 的位置

关键引用

Cont, R., Cucuringu, M., Glukhov, V., & Prenzel, F. (2023). Analysis and modeling of client order flow in limit order markets. Quantitative Finance, 23(2), 187–205. DOI 10.1080/14697688.2022.2150282.