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沪深300股指期货波动率与交易量的关系分析.pdf

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西南交通大学硕士学位论文主要工作贡献声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下1、本文以Park2010改进的混合分布模型作为理论基础,通过实证方法验证了该模型可用于解释在沪深300股指期货市场中,波动率与交易量在高波动率区和低波动率区呈现出两种不同程度相关关系的现象。同时本文以此为基础进一步对上述两种相关关系间的转换过程作了研究,发现高低波动区的之间存在平滑的转换机制。2、在研究过程中使用了国内学者在该领域研究鲜有采用的平滑转换自回归模型和多分形波动率测度方法,拓宽了这些研究工具的应用范围。3、使用多种方法对沪深300股指期货波动率和交易量之问的线性和非线性相关及因果关系进行了深入的研究,相关结论可供希望利用交易量与波动率关系模型改进交易策略的投资者参考。本人郑重声明所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第l页III捅 要2015年是中国金融衍生品市场快速发展的一年,上证50ETF期权、上证50和中证500股指期货合约相继问世,极大的丰富了市场的交易品种。这种发展的步伐与沪深300股指期货合约正式运行5年来的稳定表现密切相关。2010年至今,中国A股市场经历过几番起落,得益于自沪深300股指期货的上线,市场系统风险明显降低,表现为沪深300指数波动率以及涨跌幅超过2%的交易天数较之以前均大幅下降。但是,由于目前我国A股市场实行的TI交易制度,与股指期货市场T0交易制度不同步。并且现有合约的标的指数未能覆盖A股市场中所有股票品种,投资者利用做多小盘股、做空沪深300股指期货的的方法构建对冲组合,客观上很难做到严格的市场中性。在这种情况下,对沪深300股指期货的运行规律进行深入研究,对交易者完善交易策略和监管机构设计交易品种和相应的交易规则都具有重要的意义。其研究成果对上证50和中证500等新上市合约品种的相关研究也有启示意义。本文以Park2010提出的考虑异常信息与非异常信息的混合分布模型为理论基础,以沪深300股指期货为对象,研究其交易量和波动率之间的相关和因果关系。为验证上述理论在沪深300股指期货市场是否成立,本文综合利用了Granger因果检验,脉冲响应函数,GARCH族模型以及分位数回归等实证方法。并且在此基础上,考虑上述理论在区分异常信息与非异常信息到达时点时可能存在的不足,引入多分形波动率测度以及平滑转换自回归模型进行了进一步的实证分析。本文的实证结果验证了1、沪深300股指期货波动率与交易量之间存在双向的线性和非线性因果关系,并且交易量的引导作用总体强于波动率,这说明有效市场假说在沪深300股指市场不成立,投资者可以利用过去的市场信息如交易量预测未来的价格波动。2、交易量和波动率之间存在显著的正相关,并且,在高波动率区和低波动率区的呈现出了两种相关程度不同的相关关系。说明异常信息对波动率和交易量的影响模式与非异常信息并不相同,验证了Park2010改进的混合分布模型适用于沪深300股指期货市场。3、随着交易量的升高,单位交易量变动对应波动率变动逐渐增大、交易量与波动率在高低波动率区之间的相关关系存在平滑的转换机制,普通和意外信息之间并不能找出一个确定的分界线。这说明Park模型的中的分布函数形式还有改进的空问。关键词股指期货; 混合分布模型; 多分形波动率 分位数回归; STAR模型万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I I页AbstractChinese financial derivatives market expanded rapidly in 20 1 5 with Shanghai StockExchange 50ETF share option,Shanghai Stock Exchange 50 and China SecuritiesInation 500 Equity Index Futures coming to being in succession,which greatly enrichedthe market trades.The pace of the development is closely related with the 5 consecutiveyears’stable expression since the launch of the futures contract of CSI一300.Since 2001,Chinese Ashare market has experienced several ups and downs and thanks to the CSI.300stockindex futures,market systematic risk significantly reduced,which was indicated bythat CSI-300 stock-index volatility and the trading days of price variation more than 2%aredramatically less than the previous ones.However,as the trading systems between TIsystem of Ashare market and T0 system of stock index futures market arenonsynchronized,the underlying index of existing contracts can’t cover all shares in theA-share market,and investors would take advantage the hedging portfolio of theestablishment of doing more smallcap stocks and going short the CSI-300 stock indexfutures,it s hard to meet the strict market neutral objectively.In this case,making furtherresearch about the operation law of CSI·-300 stock··index futures is of great significance forthe traders to improve the trading strategy and those regulators to set up the trade categoryand the corresponding trading rules;besides,the research result shall also has enlightenmentmeaning to the correlational research of listed contracts such as SSE一50 and SCI.500,etc.Based on the mixture distribution model of considering the accident message and thenormal ination as the theoretical basis,with CSI一300 stock index futures as the studyobj ect,this paper aims at studying the correlation and causality of volume and volatility.Inorder to verify the applicability of the above theory in CSI一300 stock index futures market,this paper makes a comprehensive utilization of Granger causal test,impulse responsefunction and the GARCH model with quantile regression;besides,the author thinks over theinsufficiency of the above theory in differentiating the normal ination and the abnormalones and introduces multi-fractal volatility and smooth transition auto··regression model forfurther empirical analysisThe empirical results of this paper verify the following conclusions1.There is万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第jV页twodimensional linear and nonlinear causality between the CSI一300 index futures volatilityand the volume of business;besides,the overall guiding function of trading volume is betterthan the volatility which explains the inapplicability of efficient market hypothesis inCSI.300 index market and investors can predict the future price movements according to thepast market ination like trading volume.2.Significant correlation is demonstratedbetween volume and volatility and there are two kinds of correlativity in hi曲and lowvolatility.This indicates that the influence mode of accident ination is different fromthat of normal message,which validates that the mixture distribution model improved byPark20 1 0Can be applied into the CSI一300 stock index futures market.With the increase oftrading volume,the corresponding changes in volatility gradually increased with the unitvolume.The correlation has a smooth transation mechanism of trading volume andvolatility in high and low volatility with no definite borderline in normal and accidentination,which shows that distribution function of Park still has room forimprovementkey wordsIndex futures; Mixed distribution model; Multifractal volatility;Quantile regression; STAR model万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第V页目 录第1章绪论l1.1研究背景与研究意义11.2研究方法和研究内容21.2.1研究方法.21.2.2研究内容..21.3本文的创新之处3第2章文献综述42.1国外研究成果述评42.1.1理论研究成果..42.1.2波动率测度的方法一62.1.3与价量关系相关的实证研究一72.2国内研究成果综述82.2.1研究变量的处理..82.2.3研究方法的选择一92.3国内外研究现状的分析..10第3章理论分析及研究假设..123.1股指期货简介..123.1.1股指期货的特点与功能123.1.2我国股指期货的发展历程和现状133.2波动率与交易量的信息理论模型..1 53.2.1混合分布模型153.2.2改进的混合分布模型173.3理论研究的总结、研究目标与研究假设一19第4章实证检验一214.1数据的来源..214.2数据预处理..2l4.2.1对波动率的刻画214.2.2对交易量的处理24万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第Vl页4.3选用的实证模型~254.3.1线性模型2543.2非线性模型284.4实证结果。334.4.1数据的获取和预处理334.4.2实证结果344.5本章小结49结 论521.主要结论522.探讨性建议523.局限性和未来的研究方向展望54致 谢55参考文献56攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果6l万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页第1章绪论l‘.1研究背景与研究意义交易量与价格波动之问的关系,或称价格与波动率之间的关系,在金融市场运行和发展中自始至终都是最重要的,最需要探究的基本规律。Fama1970提出有效市场假说。该假说认为,在一个有效的证券市场当中,某一时期某资产的市场价格必然反映了所有有关该资产信息的影响,交易者无法使用包括交易量在内的历史数据对资产未来的价格作出任何有效的预测。而在实际的证券市场,特别是在发展还不成熟的新兴市场,有效市场假说往往无法成立。投资者可以通过对历史数据加以分析的方法预测未来的市场价格并获得超额收益。在理论分析方面,自Osborne1 959首次对证券市场交易量和价格波动关系进行研究以来,国外学术界的学者构建了种类众多的理论模型对发达国家股票市场的交易量和价格波动关系进行分析。包括对日内交易量与绝对价格变化之间关系的动态分析、日内以及跨期交易量与资产收益率的波动性之间的逻辑关系的分析等。学者们也构建了相关理论模型寻找出了影响交易量和价格波动关系显著性的经济变量,包括市场微观结构、定价效率、流动性、交易行为等变量。同时也构建了各种实证研究模型,对上述理论模型推导得到的量价关系结论迸行了检验。绝大多数的实证研究结果表明,发达国家证券市场交易量和价格波动之间存在显著的正相关关系。但是,不同国家的显著性程度却不相同,决定交易量和价格波动关系显著性的经济变量也不尽相同。因此,利用相关的理论分析框架和实证方法来针对一个特定的具有明显特点的市场进行实证研究具有很强的现实意义。中国的证券市场是正在快速发展的新型资本市场,它在市场结构、流动性、定价效率、投资者行为等方面与发达国家成熟资本市场相比具有明显的差异,我国的沪深300指数期货2010年全面上线,这标志着我国证券市场又打通了迈向成熟的市场的一个重要关节。2015年2月9日上证50ETF期权在上交所的试点交易,进一步填补了我国证券交易品种的空白,再次为市场增添了新的活力。并且,证监会已批准中金所于2015年4月16日开展上证50、中证500股指期货交易。随着金融衍生品市场的逐步丰富,其在整个金融市场,乃至国民经济中的总体地位也在快速提升。因此,本课题对中国的股指期货市场交易量和价格波动的关系进行实证研究具有以下意义1、该研万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第2页究有助于深入地对沪深300股指期货市场的微观结构进行了解;2、交易量与价格波动均属于技术分析所常用的指标,通过对股指期货交易量与价格波动关系进行实证研究,有利于交易者完善技术分析方法并开发相应的交易策略;3、通过分析沪深300股指期货市场的交易量与价格波动之间的关系,可以对该新兴市场的有效性进行评述,从而提出有关投资于该市场的的合理建议。4、波动率分析是期权交易策略开发的重要方法,上证50ETF期权刚刚开始试点,市场规模尚在起步阶段。本文提出相关研究方法和研究结论对股票期权市场未来的相关研究具有一定的借鉴意义。1.2研究方法和研究内容1.2.1研究方法本文在对金融市场波动率与交易量关系的理论和实证文献研究进行归纳总结的基础上,以Park2010改进的混合分布模型作为理论依据,结合国内学者的实证研究成果,提出了我国沪深300股指期货波动率与交易量之间关系的若干假设。在数据的选取上,本文以沪深300股指期货的5分钟高频数据为基础,计算求得了以实现波动率,多分形波动率,以及去时间趋势和异方差性的交易量序列。在计量方法的上,本文除了选择了在该领域研究中常用的GARCH族模型,VAR模型与脉冲响应函数、Granger因果检验、分位数回归模型之外,还引入了在该领域鲜有使用的平滑转换自回归模型等方法对数据进行定量分析。1.2.2研究内容本文主要的研究对象是沪深300指数期货波动率和交易量之问的关系。通过总结前人的研究成果,本文以信息理论模型为依据,将交易量和波动率视作分别受到到达市场信息共同影响的随机变量。同时,本文考虑到市场中普通信息和意外信息所造成的冲击大小和冲击模式不同,通过分位数回归的方法,将高低波动率区域所对应的交易量加以区分并进行检验,并且使用平滑转换自回归模型探讨了不同信息传递机制间具体的转换方式。验证了文中对波动率和交易量之间关系的四个假设。从内容架构上,本文主要分为五个部分1、在绪论部分,提出了本文的研究目标与研究意义,对文章的结构和研究方法以及创新点作了简介。2、在文献综述部分,本文对有关的研究文献进行了归纳,并分别从理论研究层面和实证研究层面对现有国内外文献在的研究成果进行了总结。3、在理论分析与研究假设部分,本文对沪深300万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第3页股指期货作了一定的简介,阐述了本文所依据的混合分布模型和改进的混合分布模型的理论分析思路,引出了本文的实证假设。4、实证分析是本文的核心部分,通过使用多种实证模型,本文对理论分析提出的相关假设进行了验证。5、在结论和展望部分,本文首先对实证研究的总体的结果作了总结,并由此提出了对投资者以及对市场发展的相关建议。同时总结本文的局限性,并对未来的研究方向提出展望。图1.1本文的工作流程1.3本文的创新之处l、Park2010提出的考虑异常和非异常信息的混合分布模型,为本文研究沪深300股指期货交易量和波动率之间的非线性关系提供了理论基础。但是,该模型中区别异常信息和非异常信息的方法具有一定的主观性。因此,本文使用多分形波动率作为波动率的另一研究变量,确定了与已实现波动率模型不同的分位数点,证实了异常信息到达和非异常信息到达之间并不存在唯一的区分标准,这同时也为多分形波动率测度方法应用范围的拓展作出了实质性的贡献。2、为研究交易量与波动率之间的非线性相关关系,本文选取了平滑转换自回归模型,该模型在分位数回归的基础上进一步证实了上述相关关系在高低波动区之间存在平滑的转换机制。此外,采用该方法同时也丰富了该领域的研究手段。万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文 第4页第2章文献综述2.1国外研究成果述评2.1.1理论研究成果目前主流的有关交易量与价格波动关系的理论模型可以分为3类。其中第l类通常被称作信息理论模型,其中包括混合分布模型和信息贯序到达理论,这些模型认为,信息是同时对交易量和价格的波动产生决定性作用的潜变量。第2种类型名为交易理论模型,侧重研究交易者行为以及其对交易量和价格波动的影响;第3类理论可被称为理念期望分散模型,主要认为交易量的大小和波动性主要取决于市场中交易者对信息的认知的分散程度。以下将对这三类模型的内容作以大概的介绍l、信息理论模型Clark1973对棉花期货市场的日交易数据进行研究,首先提出混合分布MDH模型,成为最具有代表性的信息理论模型,该模型中资产的收益率、交易量共同受到一个不可观测的经济变量影响,该变量代表了市场中的信息流的速度,并且由于该变量对资产收益率和交易量同时产生影响。所以在金融市场中,目标资产收益的变化率与其所对应的交易量将最终呈现显著的正向相关关系。Tauchen和Pitts1983利用美国90天国债期货的数据,研究了在一个投机市场中每天的价格变化和交易量之间的关系,提出了基于正态分布的混合分布模型又称标准混合分布模型。该模型确定了价格变动与交易量在任意交易时点的联合概率分布,并且指出该联合分布将会因为一部分交易者进入或退出市场而发生变化。Andersen1996从市场微观结构模型框架出发,考虑市场中的信息不对称和流动性需求,使用随机过程的方法模拟了市场中知情和不知情的交易者在信息到达时的交易行为,并由此提出了考虑知情交易和噪音交易的修正混合分布模型。在使用纽交所5只股票1973.1991年日数据的进行实证时,新模型的效果显著优于标准模型。2、交易理论模型Kyle1985建立了用于刻画市场中价格,流动性,以及信息知情人的行为模式的动态模型。该模型包含三类交易者1、利用私有信息进行有效交易的知情人士;2、随机买入卖出的噪声交易者;3、风险中性的做市商。其中知情人士利用已知信息获取收益,并利用噪声交易来掩盖自身对市场信息的垄断。当时间间隔设定趋近与零时,万方数据
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