王習(xí)平

本文研究了連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法，旨在提高交易市場(chǎng)的效率和公平性。首先，介紹了連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的背景和意義，闡述了研究目的。詳細(xì)分析了連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的基本原理，包括交易市場(chǎng)的基本概念和定義、核心思想以及撮合過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，探討了連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的優(yōu)化與改進(jìn)方法，包括市場(chǎng)深度優(yōu)化以及高頻交易環(huán)境下的應(yīng)對(duì)策略。為了驗(yàn)證撮合算法的實(shí)際效果，本文進(jìn)行了實(shí)證分析，包括數(shù)據(jù)來(lái)源和處理、撮合算法的實(shí)證實(shí)現(xiàn)以及撮合算法優(yōu)化的實(shí)證效果評(píng)估。

一、引言

（一）連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的背景和意義

連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法作為金融市場(chǎng)中的核心機(jī)制，旨在實(shí)現(xiàn)買(mǎi)賣(mài)雙方的公平交易和市場(chǎng)的高效運(yùn)作。隨著金融市場(chǎng)的快速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，交易量和交易速度不斷提高，對(duì)撮合算法的要求也越來(lái)越高。在這個(gè)背景下，連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法應(yīng)運(yùn)而生，其意義主要體現(xiàn)在提高效率，降低交易成本，提高市場(chǎng)流動(dòng)性，保障交易公平性，滿足市場(chǎng)參與者的多樣化交易需求，適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求。

（二）研究目的

深入研究撮合算法有助于確保所有市場(chǎng)參與者在公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下交易，避免市場(chǎng)操縱和內(nèi)幕交易等不公平現(xiàn)象。隨著金融市場(chǎng)的發(fā)展和交易需求的多樣化，研究連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法有助于更好地應(yīng)對(duì)各種交易場(chǎng)景，滿足市場(chǎng)發(fā)展的需求。

二、連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的基本原理

（一）報(bào)單委托

下達(dá)交易意向指令構(gòu)成報(bào)單委托，報(bào)單委托從價(jià)格屬性上分為限價(jià)委托和市價(jià)委托。限價(jià)委托是指好于指定的價(jià)格才能成交的委托，而市價(jià)委托則不設(shè)定具體價(jià)格。

（二）連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合的價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先原則

價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先原則是指在交易市場(chǎng)中，對(duì)買(mǎi)賣(mài)指令進(jìn)行排序和執(zhí)行的一種規(guī)則。當(dāng)有多個(gè)買(mǎi)賣(mài)指令在市場(chǎng)上出現(xiàn)時(shí)，先執(zhí)行報(bào)價(jià)最高的買(mǎi)單和報(bào)價(jià)最低的賣(mài)單。這是因?yàn)閳?bào)價(jià)最高的買(mǎi)單表示買(mǎi)方對(duì)資產(chǎn)的需求最強(qiáng)烈，而報(bào)價(jià)最低的賣(mài)單表示賣(mài)方對(duì)資產(chǎn)的供應(yīng)最充足。而在價(jià)格相同的買(mǎi)賣(mài)指令中，先執(zhí)行先提交的指令。這意味著在相同價(jià)格的買(mǎi)賣(mài)指令中，最早提交的指令將優(yōu)先得到執(zhí)行。

總之，價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先原則是交易市場(chǎng)中的一種基本規(guī)則，旨在確保交易的公平性和有效性。在這個(gè)原則下，交易市場(chǎng)會(huì)優(yōu)先執(zhí)行報(bào)價(jià)最優(yōu)且最早提交的買(mǎi)賣(mài)指令。

（三）撮合過(guò)程的詳細(xì)描述

在連續(xù)交易階段，每輸入一筆報(bào)單，要立即判斷它能否成交。客戶錄入市價(jià)/限價(jià)指令后，如果是該交易合約的最優(yōu)價(jià)位，交易系統(tǒng)自動(dòng)按照價(jià)格優(yōu)先/時(shí)間優(yōu)先的原則尋找對(duì)手進(jìn)行撮合，該指令可能立即全部成交，或者分成幾筆成交、部分成交，甚至完全不成交。未能成交的剩余申報(bào)進(jìn)入申報(bào)庫(kù)以價(jià)格優(yōu)先/時(shí)間優(yōu)先的原則排隊(duì)等待。每次撮合如果有成交，該合約的參考價(jià)修正為最新成交價(jià)。

成交價(jià)確定的原則為中間價(jià)原則，即取買(mǎi)入價(jià)、賣(mài)出價(jià)、前一成交價(jià)三者中間的價(jià)格。如果前一成交價(jià)沒(méi)有，則取上日結(jié)算價(jià)作為前一成交價(jià)。

1.撮合交易流程：

2.價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先撮合示例：

如表，現(xiàn)有的撮合隊(duì)列如下圖所示

當(dāng)插入一個(gè)報(bào)單，買(mǎi)賣(mài)方向?yàn)橘I(mǎi)入，價(jià)格為23，數(shù)量為88手的報(bào)單的時(shí)候，報(bào)單簿根據(jù)排隊(duì)原則，變?yōu)椋?/p>

此時(shí)買(mǎi)報(bào)單簿的第一條和賣(mài)報(bào)單薄的第一條可以進(jìn)行成交，成交的價(jià)格為23，成交量為80手。完成之后的報(bào)單簿如下圖：

此時(shí)如果有一方向?yàn)橘I(mǎi)入，價(jià)格為25，數(shù)量為80的報(bào)單進(jìn)入，則：

此時(shí)，買(mǎi)入報(bào)單簿的第一條記錄和賣(mài)出報(bào)單簿的第一條記錄可以成交，成交的價(jià)格為 25，24，23（前一成交價(jià)） 此三者的中間價(jià)，所以成交的價(jià)格為24，數(shù)量為50手。成交之后的狀態(tài)如下：

如此時(shí)有一個(gè)市價(jià)賣(mài)出報(bào)單，共計(jì)30手，則報(bào)單簿成為：

由于是市價(jià)，所以成交的價(jià)格一定為25，手?jǐn)?shù)為30手。

三、連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的優(yōu)化與改進(jìn)

（一）市場(chǎng)深度優(yōu)化

1.市場(chǎng)深度的概念

市場(chǎng)深度是指交易市場(chǎng)中，買(mǎi)賣(mài)盤(pán)報(bào)價(jià)的多樣性和數(shù)量。市場(chǎng)深度反映了市場(chǎng)中的流動(dòng)性和交易活躍程度，可以通過(guò)買(mǎi)賣(mài)盤(pán)的報(bào)價(jià)層次、報(bào)價(jià)數(shù)量以及報(bào)價(jià)之間的差距來(lái)衡量。市場(chǎng)深度越高，表示市場(chǎng)中的買(mǎi)賣(mài)盤(pán)報(bào)價(jià)越豐富，交易者可以更容易地找到合適的交易對(duì)手，從而提高市場(chǎng)的流動(dòng)性。高流動(dòng)性的市場(chǎng)有助于投資者快速進(jìn)出，降低交易成本。市場(chǎng)深度較高的市場(chǎng)，買(mǎi)賣(mài)盤(pán)報(bào)價(jià)之間的差距較小，價(jià)格波動(dòng)較小，減少投資者的風(fēng)險(xiǎn)。幫助投資者了解市場(chǎng)中的交易情況，提高市場(chǎng)的信息透明度。市場(chǎng)深度較高的市場(chǎng)，通常意味著更多的參與者和競(jìng)爭(zhēng)，有助于維護(hù)市場(chǎng)的公平性，防止少數(shù)投資者操縱市場(chǎng)價(jià)格。

2.市場(chǎng)深度優(yōu)化方法

優(yōu)化市場(chǎng)深度主要涉及提高市場(chǎng)流動(dòng)性、增加交易量和降低買(mǎi)賣(mài)價(jià)差。包括：1.了解市場(chǎng)需求：研究市場(chǎng)趨勢(shì)和需求，以便更好地了解投資者的需求和行業(yè)發(fā)展方向。2.提高市場(chǎng)透明度：公開(kāi)和透明的市場(chǎng)信息有助于吸引更多投資者參與交易。3.降低交易成本：降低交易手續(xù)費(fèi)、稅收等成本，有助于吸引更多投資者參與市場(chǎng)交易。4.引入做市商：做市商通過(guò)報(bào)價(jià)買(mǎi)賣(mài)價(jià)差，為市場(chǎng)提供流動(dòng)性。5.增加產(chǎn)品多樣性：推出更多種類的金融產(chǎn)品，滿足不同投資者的需求，有助于提高市場(chǎng)深度。

（二）高頻交易的應(yīng)對(duì)策略

1.高頻交易的特點(diǎn)和影響

高頻交易是指利用高速計(jì)算機(jī)程序和先進(jìn)的算法策略在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量交易的一種金融市場(chǎng)交易方式。高頻交易的核心是高速計(jì)算機(jī)程序和先進(jìn)的算法策略，使得交易可以在毫秒甚至微秒級(jí)別完成。高頻交易為市場(chǎng)提供了大量的流動(dòng)性，降低了交易成本。但也可能在短期內(nèi)放大市場(chǎng)波動(dòng)，導(dǎo)致短期價(jià)格波動(dòng)加劇。一旦出現(xiàn)技術(shù)故障或錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)異常波動(dòng)或系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。高頻交易的參與者通常擁有先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，在市場(chǎng)中具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可能導(dǎo)致其他投資者處于不公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中。

2.高頻交易環(huán)境下的撮合算法優(yōu)化

主要包括2個(gè)方面：1.提升撮合系統(tǒng)性能和吞吐量支持高頻交易帶來(lái)的巨大交易量。分品種構(gòu)建撮合單元，多個(gè)撮合單元并行執(zhí)行撮合過(guò)程；分布式處理，增加撮合處理流水線長(zhǎng)度，這樣會(huì)一定程度增加撮合處理的時(shí)延，但會(huì)大大增加吞吐量，以保障交易處理通暢，這是交易公平性的首要保證。2.增加交易處理隨機(jī)時(shí)延。具體在交易處理隨機(jī)增加時(shí)延，有意延長(zhǎng)撮合處理時(shí)間。這樣可以避免瞬間突發(fā)的市場(chǎng)波動(dòng)，使得波動(dòng)時(shí)間加長(zhǎng)，全市場(chǎng)的參與者都有機(jī)會(huì)糾正市場(chǎng)短期失效。同時(shí)也避免了擁有先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的高頻交易市場(chǎng)參與者贏者通吃。更好地維持了市場(chǎng)的多樣性和公平性。

四、連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法的實(shí)證分析

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源和處理

連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法在華鑫證券N視界高仿真交易平臺(tái)上得到實(shí)證。

1.數(shù)據(jù)來(lái)源說(shuō)明

華鑫證券N視界高仿真交易平臺(tái)是仿真國(guó)內(nèi)滬深2家證券交易市場(chǎng)、5家期貨交易市場(chǎng)（中國(guó)金融期貨交易所、上海期貨交易所、大連商品交易所、鄭州商品交易所，上海國(guó)際能源交易中心）和上海黃金交易所的模擬交易平臺(tái)，擁有30萬(wàn)仿真用戶，構(gòu)建了類似真實(shí)交易所的撮合交易機(jī)制，其仿真用戶通過(guò)該平臺(tái)演練投資方法和投資策略，這些投資方法和策略最終都會(huì)投產(chǎn)。因此，平臺(tái)的模擬撮合算法的成熟度是被這些用戶驗(yàn)證過(guò)的。本文論述的算法是在此平臺(tái)上驗(yàn)證的。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理方法

采集滬深交易所逐筆行情數(shù)據(jù)，按品種分成40組數(shù)據(jù)，利用40組撮合單元來(lái)驗(yàn)證撮合結(jié)果。分組的目的是提高驗(yàn)證效率，也論證了分布式撮合對(duì)高頻交易性能的支持。

（二）撮合算法的實(shí)證實(shí)現(xiàn)

1.實(shí)證實(shí)現(xiàn)的框架和步驟

按前述算法用C++實(shí)現(xiàn)一個(gè)交易撮合引擎，用滬深交易所level2行情中的逐筆委托數(shù)據(jù)作為委托輸入，交易撮合引擎進(jìn)行撮合處理，處理后輸出逐筆成交。比對(duì)輸出的逐筆成交和滬深交易所相應(yīng)的逐筆成交數(shù)據(jù)（level2行情中的公開(kāi)數(shù)據(jù)）。本方法主要用來(lái)驗(yàn)證撮合結(jié)果的正確性和性能提升有效性。

2.實(shí)證結(jié)果的分析與討論

重放逐筆委托精確驗(yàn)證撮合算法的正確性，40組5輪驗(yàn)證，比對(duì)逐筆成交結(jié)果完全一致。增加撮合單元可以線性增加系統(tǒng)處理能力。

（三）撮合算法優(yōu)化的實(shí)證效果

1.優(yōu)化方法的實(shí)證實(shí)現(xiàn)

將交易撮合算法仿真平臺(tái)開(kāi)放給仿真用戶使用，另設(shè)立一組高頻交易機(jī)器人用特定時(shí)間段滬深逐筆委托數(shù)據(jù)模擬高頻交易，時(shí)間段中包括極端事件下的行情，這樣不但可以通過(guò)比較逐筆行情來(lái)評(píng)估市場(chǎng)行情偏離程度，也能驗(yàn)證高頻交易的算法支撐，以及高頻交易在撮合算法調(diào)整時(shí)的不同影響。

2.優(yōu)化效果的評(píng)估

通過(guò)仿真交易驗(yàn)證了增加撮合流水線處理路徑能大幅提升系統(tǒng)吞吐量，同時(shí)也增加了交易時(shí)延。在吞吐量增加6倍的情況下，時(shí)延增加了15%，說(shuō)明在交易量大幅增加時(shí)，延展撮合處理流水線有助于提高系統(tǒng)吞吐量，交易時(shí)延增加值在可接受范圍內(nèi)。

隨機(jī)增加交易撮合處理時(shí)間，交易撮合時(shí)延在12us左右，委托機(jī)器人組處理時(shí)延差距控制5us以內(nèi)。當(dāng)隨機(jī)時(shí)延也增加到8us時(shí)，委托機(jī)器人組不同處理速度的機(jī)器人優(yōu)勢(shì)喪失。隨著隨機(jī)時(shí)延逐步加大，能顯著觀察到降低突發(fā)事件引發(fā)的行情波動(dòng)率。

五、結(jié)論

（一）研究總結(jié)

連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法是一種在金融市場(chǎng)上用于實(shí)現(xiàn)買(mǎi)賣(mài)雙方交易的關(guān)鍵技術(shù)。其目標(biāo)是在保證交易公平、公正的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)交易雙方的訂單快速、高效的撮合。前面討論了撮合方法以及價(jià)格時(shí)間優(yōu)先原則，也討論了高頻交易下的算法支持和市場(chǎng)深度優(yōu)化。

（二）研究局限與未來(lái)展望

在近年來(lái)的研究中，連續(xù)交易競(jìng)價(jià)撮合算法得到了廣泛關(guān)注和研究，主要包括以下幾個(gè)方面：1.價(jià)格按比例分配原則：這也是最基本的撮合原則之一，即以價(jià)格優(yōu)先為基礎(chǔ)，在同一價(jià)格下按照申報(bào)數(shù)量的比例進(jìn)行撮合。這種原則主要用于價(jià)格變化不大而交易巨大的交易品種，如銀行間債券市場(chǎng)。2動(dòng)態(tài)撮合算法：動(dòng)態(tài)撮合算法主要關(guān)注市場(chǎng)中的瞬時(shí)流動(dòng)性，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整撮合參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更高效的訂單撮合。這些研究成果有助于提高金融市場(chǎng)的交易效率、流動(dòng)性以及公平性。

（作者單位：華鑫證券有限責(zé)任公司）