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最新消息| 金融交易唯快不破?——從降雨延遲看閃電交易 | 2022-03-02 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.sohu.com/a/526014169_121173329" 原標題：金融交易唯快不破？——從降雨延遲看閃電交易編譯｜田林編輯｜Via現代金融市場波譎云詭，速度優勢成為眾多交易者追求的目標。在信息速度上的軍備競賽讓眾多交易者間的速度差距放大。信息獲取速度的差距可能對流動性和交易損益帶來不同方面的影響。一方面，速度優勢可以讓流動性的提供者降低逆向選擇的暴露，有效管理庫存。另一方面，速度優勢也可以讓交易者在流動性提供者對新信息調整之前使用限價委托(limitorder)進行交易，獲得更好的價格。前者可以增強流動性，增加流動性提供者的交易所得，而后者則相反。然而，信息速度差距的凈效應的方向并不確定。盡管之前有一些理論研究，但實證上如何識別速度優勢帶來的效應比較困難。來自勞里埃大學的AndriyShkilko和孟菲斯大學的KonstantinSokolov于2020年在金融學國際頂級期刊《TheJournalofFinance》發表論文“EveryCloudHasaSilverLining:FastTrading,MicrowaveConnectivity,andTradingCosts”，利用降雨這一外生沖擊，研究了降雨期間微波通信信息優勢消失下，市場流動性和交易成本的變化。文章于2018年2月投稿，2019年5月被接收。值得一提的是，本文獲得了JF2021年DimensionalFundAdvisorsPrize一等獎。01研究背景在閃電交易的世界里面，信息傳輸的物理設備十分重要。一般長距離的信號傳輸依靠光纖電纜。80年代中期之后，連接芝加哥和紐約兩個城市之間的電纜取代了傳統的銅纜，然而電纜的鋪設線路在超高速通信的視角下并非是最優的。這些電纜沿著現有的鐵路線鋪設，從芝加哥南部到匹茲堡，然后繞過賓夕法尼亞州東部的阿巴拉契亞山脈，因此大大超過了芝加哥和紐約之間的直線距離。為提高信息傳輸速度，2010年，SpreadNetworks公司于鋪設了一條通過山區而不是環繞山區的繞道較少的電纜，并將信號傳輸速度從8.0毫秒降低到了6.5毫秒，降低了1.5毫秒。光纖電纜仍不是最快的通信方式，微波在空氣中傳播的速度比光子在光纖中傳播的速度快，因此，沿光纜線路鋪設的微波發射器網絡可以額外縮短信號傳輸時間毫秒數。在本文寫作時，微波網絡提供的信息傳輸速度比擴展網絡電纜快約30%，傳輸速度分別為4.5毫秒和6.5毫秒。微波網絡的一個缺點是不穩定，容易被雨雪天氣干擾，這時就只能切換回光纖電纜。交易員們的系統會實時監控設備自動調整。2011年，微波通信首次連接紐約和芝加哥，其余線路在2012年前后鋪設，在此期間僅有少量交易公司可以使用。通常盈利最可觀的套利策略，比如股指期貨與ETF之間這種關注最活躍期貨品種的套利策略，會使用微波通訊。02數據與樣本文章主要有以下四種數據源：1.降水的數據來自美國國家海洋和大氣管理局。2.毫秒級的交易數據來自DTAQ數據。3.芝加哥商品交易所的訂單與交易數據。4.NASDAQITCH的訂單指令數據。2010年微波通信開始前數據；1.2010年微波通信開始前數據；2.微波通信速度優勢消失期（2013年的前幾個月）；3.消除速度差后的兩年（2013年至2014年）。下圖報告了微波通信的沿線和氣象站。從CME數據中心往東，網絡經過伊利諾伊州、印第安納州、俄亥俄州和賓夕法尼亞州西部，然后在賓夕法尼亞州東部分裂。然后，南方部分到達位于卡特雷特的納斯達克數據中心，北方部分到達位于馬哈瓦的紐約證券交易所。下圖云朵形狀即為氣象站，雷達形狀為微波網絡發射站。文章使用每15分鐘報告的總降水氣象站降水氣象站數量作為降雨變量，PRECIP，均值為0.002英寸，中位數為0.001，表明會受到較大降水影響。由于在降水量較大時，微波通信更易被干擾，文章構造PRECIP1和PRECIP2，分別代表降水超過季度均值0.5個標準差和1個標準差。這些指標占所有間隔時長的11.48%和7.61%，平均持續2.4和2.2個間隔，即36和33分鐘。以往研究表明，現代交易公司會使用期貨價格作為信息來源。最活躍的期貨是股指期貨，對應股票市場中的ETF。如果可以通過期貨捕捉到價格信息，那么從芝加哥到紐約的信息傳輸速度就會影響到ETF的流動性。因此，文章使用100個最活躍的ETF，其中包括50只美國股指ETF，22個國際指數ETF，20個公司債或國債指數ETF，4個金屬ETF，1個房地產ETF。很多樣本中的ETF和期貨有著相同的標的。文章將DTAQNBBO和Quote文件合并得到網站的國家最優報價系統（NationalBestBidandOffer，以下簡稱NBBO）記錄，并和Trade文件合并，去除開盤后五分鐘和收盤前五分鐘的數據。最后，降雨的數據是15分鐘級別，平均ETF有6239個NBBO更新，為15分鐘級別數據，平均每秒7次更新，每15分鐘交易552次，交易份額213954。為了檢驗快速交易風險，構造價格影響(priceimpact)變量PRIMP，計算為PRIMPt=2qt(midt+y-midt)，qt為代表交易方向，mid中間價計算為(NBBOAskt+NBBOBidt)2，y代表時間間隔，這里聚焦于15秒的價格影響。交易成本，即有效價差的，為ESPt=2qt(pt-midt)，衡量交易價格和中間價的有方向的差距的2倍。實現的相對價差RSP，代表了流動性提供者的收入和他們逆向選擇成本，用有效價差和價格影響的差值代表。對以上指標做交易量加權，平均NBBO價差為2.50美分，有效價差2.47美分，價格影響0.59美分，實現價差1.88美分。03實證結果1.降水與信息傳輸速度SPY為追蹤SP500指數的ETF。下圖展示了SPY在紐約接受到SP500e-mini期貨的價格信號后的異常交易以及報價。該圖報告了在t=0時遵循期貨信號的ETF交易和報價的逐毫秒時間線。文章將所有期貨價格變化視為可能的信號，并觀測ETF反應的方向（例如，如果信號為正，則ETF購買和ETF報價增加）。左圖為低降水期（PRECIP低于平均值），右圖為強降水期（PRECIP至少比平均值高一個標準差）。黑色（灰色）條代表交易（報價）。異常活動以交易或報價的數量按其無套利均值衡量。無套利平均值是獨立期貨信號后1到n毫秒的交易或報價的樣本平均數，當降水量低時n=4，降水量高時n=6。光從芝加哥到紐約的距離大約需要4毫秒，微波信號大約需要4.5毫秒，而相同的信號通過光纖需要6.5毫秒。可以發現，在樣本期內，低降水時大約期貨交易的5毫秒后ETF反應比較集中，而高降水期則集中在7毫秒。這兩毫秒的差距恰好是微波通訊和光纖電纜之間速度的差距。可見，降水現象降低了ETF交易的反應速度。2.流動性的供求關系當微波信號從期貨市場到達時，股票套利算法會消耗過去的報價，而流動性提供算法則會更改自身的報價，這樣，在流動性的供求兩側都依靠信號的速度。這時逆向選擇的成本從何而來呢？考慮兩類市場參與者，第一類可以使用微波通信，第二類不可以使用微波通信。二者都可能作為流動性的提供者，國家最優報價系統(NationalBestBidandOffer，NBBO)是眾多競爭者報價的集合。當期貨市場顯示了還沒被股票市場定價的信息時，微波系統的程序化交易下，第一類投資者就會造成對第二類投資者的逆向選擇。而一旦信號受阻，信息優勢不再，這種消耗報價的行為就會減少，逆向選擇問題得緩解。從上圖可以發現，在低降水期時，在第五到第六毫秒之間，交易和報價都出現了異常變化，成交數平均多增64.83%，報價增加39.91%。而高降水期時，在第七毫秒期間，報價增加29.32%，當交易行為減少。這與當微波網絡受阻時，算法交易停止工作相一致。此時，常規的市價指令訂單仍不受影響，很可能是由報價的修正帶來的。由于報價在收到期貨信號后重新定價，以過去價格提交的市價指令訂單不會執行，導致交易活動暫時下降。3.逆向選擇由于微波通信允許部分投資者利用現有訂單交易，消耗其他人的訂單，此時會有較大的價格影響。如果降雨破壞了通訊網絡，我們應該可以觀測到價格影響的降低。下表的PanelA印證了這一推論。使用回歸的方法進一步加以驗證：PRIMPit為ETFi在15分鐘間隔t中平均的價格影響，PRECIPt代表降雨量，VOL是交易量的自然對數，VOLAT為波動率的代理變量。在（2）和（3）中PRECIPt被替換成為PRECIP1和PRECIP2，結果表明降水量更大時，價格影響會降低。4.流動性和交易成本逆向選擇對于做市而言是種成本。如果雨量較大時，逆向選擇成本降低，假設提供流動性的市場是競爭的，那么價差也會降低。從下表中可以發現，降雨量大時，NBBO的價差和ESP降低了0.12和0.13，回歸結果顯示NBBO降低了0.04，有效價差降低了0.065。回想一下，當降水量較低時，沒有接入微波的第2組會產生逆向選擇成本，這些交易員會擴大價差，以補償成本的增加。與此同時，因為第一集團的成員不承擔這些成本，第一組內部的競爭應該防止利差擴大。如果這種機制確實起作用，那么當微波用戶失去速度優勢時，價差不應該縮小。為了闡明利差縮小的原因，文章強調了兩個重要的制度特征。首先，第一組中的公司相互競爭以成為最快的公司。這種競爭形成了一種速度等級制度，即N個微波用戶中的速度領先者會逆向選擇剩余的N?1個用戶，第二快的交易者逆向選擇剩余的N?2等等。其次，微波帶寬是有限的，限制了網絡可以專用于的期貨合約的數量。因此，最快的交易者通常會套利利潤最高的合約，第二快的交易者則專注于接下來的幾個可用合約，以此類推。綜上所述，這兩個制度特征意味著，對于期貨合約X，有一個速度領先者負責摘取相關股票中所有其他市場參與者的報價，而對于期貨合約Y，另一個速度領先者也會這樣做。重要的是，由于只有速度領先者避免了每項資產的逆向選擇（第1組和第2組中的所有其他公司都會被各自的領先者逆向選擇），因此領先者不會面臨競爭壓力去縮小利差。此外，領先者的技術成本很高，自然傾向于使用更大的價差來彌補這些成本。依據上表結果可以計算，由于降雨帶來的交易成本在每ETF-年度上降低45萬到90萬美元之間。這種交易成本的降低可能來自兩點：1.流動性供給成本降低，限價指令更加激進；2.由于套利者對流動性的競爭減少，流動性需求者可以獲得更好的價格。使用ITCH數據可以構造兩個新的指標：匹配現有的DTAQNBBO報價的或提升現有報價的非市價交易指令占比。如果在微波信號受阻時，流動性供給確實增強了，那么匹配或者提升現有報價的非市價指令占比應該增加。上表的結論支持了這一觀點，但只有匹配的部分增加，提升的部分幾乎不變。最后文章采用了一個事件研究，QuincyData公司在2012年12月取消了微波電纜業務，轉而銷售自己的網絡帶寬，任何人都可以購買，并且比當時其他的網絡都快。這時，能夠獲得更快信息的交易者大大增加，反而大家的速度差異減少了。文章發現，在此背景下，交易成本下降，價差下降，且因為是長期事件，交易量也得到上升。相對個股，對應的ETF變化更明顯。04結論文章采用了降雨這一外生沖擊研究了速度差異對于閃電交易的影響。文章發現降雨時，微波通信的速度優勢消失，逆向選擇和交易成本降低。速度競賽一直持續到今天，并已蔓延到美國以外的市場。交易者們使用從激光發射器到低軌衛星的技術進行競爭。這場競賽的社會效率可能需要學術界和監管機構進一步關注。文章還發現，隨著降雨的增加，ETF的波動在降低，與之前文章種記載的閃電交易會提升市場波動一致。降雨伴隨著更大的價格影響和更低的交易成本，這說明速度差距會造成快速交易者和慢速交易者間交易收益的再分配。更重要的是，這種速度差距也會影響社會效率。如果交易成本過高，很多交易者會退出交易。在降雨時，套利行為減少，會造成交易量下降；另一方面，交易成本的降低會讓非套利行為交易量上升。研究發現，在降雨中，二者的凈效應為負，交易量下降，說明套利行為主導。畢竟這樣短時間的變化對于這些非套利者的影響可能更小。總結來看，本文創新性地使用了降雨這一外生沖擊帶來的信號延遲，來研究閃電交易對流動性和交易成本的影響。結合這一外生沖擊和事件研究，可以很好地識別出速度差距在其中的角色，對諸多理論進行了驗證，是一篇難得的佳作。返回搜狐，查看更多責任編輯： 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