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ANALYSIS OF MARKET EFFICIENCY IN MAIN STOCK MARKETS: USING KALMAN-FILTER AS AN APPROACH

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摘要

本报告利用Kalman-Filter方法评估主要发达及新兴股市的市场效率。结果显示,发达市场如美国效率最高,难以获得超额收益,而新兴市场如韩国、越南和马来西亚则表现出显著的价格反转套利机会,表明其市场效率较低。此外,通过执行策略回测,发现市场效率呈现动态演进趋势,特别是在COVID-19疫情期间市场效率有所提升,为评估市场效率及构建量化交易策略提供了新视角 [page::0][page::1][page::2][page::4][page::7]。

速读内容

  • Kalman-Filter方法介绍与应用原理 [page::2][page::3]:

- 利用Kalman-Filter的递归预测与更新机制,将噪声价格数据转化为潜在真实价值的平滑趋势。
- 以预测价格与真实价格的均值回归构建次日股票收益预测。
  • 样本数据涵盖主要发达市场(美、英、欧、日、港)和新兴市场(韩、越、马、ESG指数),时间范围为2017年至2024年3月,数据来源于Yahoo Finance和官方指数网站 [page::2]。

- 投资组合构建:基于收益预测进行均值归一化和日频调仓的多空组合构建,模拟回测交易策略绩效 [page::2][page::3]。
  • 主要市场效率评估结果 [page::3][page::4][page::5]:


- 美国市场表现最有效率,三种执行策略均无法显著获利,ROG和夏普比率(Sharpe Ratio, SR)均极低或负值。
- 欧洲地区、英国、日本、香港市场存在一定套利空间,特别是日本和香港,三种执行策略收益差异显著,SR较高。
- 新兴市场韩国、越南、马来西亚表现出明显的市场低效率,尤其是韩国和越南,执行策略收益和夏普比率均高,显示套利机会充足。
  • 三种执行策略的比较与市场容量影响 [page::4][page::5]:

- execution1(开盘至次日开盘)因市场容量最小,执行难度最大且套利空间最小。
- execution2(收盘至次日收盘)作为实际可行策略,执行成本较低,体现中等套利潜力。
- execution3(开盘至当日收盘)套利空间介于两者之间,实际交易策略常采用加权平均价(TWAP/VWAP)执行。
  • 各市场回测策略收益与夏普比率明细展示:


| 市场 | 执行策略 | ROG (bps) | 夏普比率 (SR) |
|--------|-----------|-----------|---------------|
| 美国 | execution1| 0.96 | 0.27 |
| | execution2| -0.19 | -0.06 |
| | execution3| 1.14 | 0.81 |
| 欧洲 | execution1| 1.25 | 0.41 |
| | execution2| 1.12 | 0.43 |
| | execution3| 0.13 | 0.11 |
| 英国 | execution1| 3.46 | 1.04 |
| | execution2| 2.07 | 0.70 |
| | execution3| 1.39 | 0.98 |
| 日本 | execution1| 4.61 | 2.47 |
| | execution2| 2.26 | 1.32 |
| | execution3| 2.35 | 2.91 |
| 香港 | execution1| 3.70 | 1.21 |
| | execution2| 1.48 | 0.52 |
| | execution3| 2.22 | 1.70 |
| 韩国 | execution1| 16.67 | 4.82 |
| | execution2| 8.41 | 2.80 |
| | execution3| 8.26 | 5.54 |
| 越南 | execution1| 14.69 | 2.56 |
| | execution2| 6.53 | 1.23 |
| | execution3| 8.16 | 3.68 |
| 马来西亚|execution1| 12.67 | 2.57 |
| | execution2| 7.75 | 1.72 |
| | execution3| 4.92 | 2.26 |
| ESG指数| execution1| 5.41 | 1.82 |
| | execution2| 2.20 | 0.79 |
| | execution3| 3.21 | 2.62 |
  • 量化策略核心思想及构建 [page::2][page::3]:

- 利用Kalman-Filter提取隐含的真实价格状态,基于价格与估计状态的偏差形成日收益预测因子。
- 经过归一化处理,该因子驱动日频多空调仓,实现均值回归套利。
- 回测结果验证该因子在新兴市场有效,适合构建针对不同市场效率的投资组合。
  • 疫情期间(2020年3月)全市场套利收益显著下滑,反映市场效率提升及风险事件对套利空间的影响 [page::4]。

- 结论强调:Kalman-Filter基于均值回归的价格修正视角,为跨市场效率比较及量化策略开发提供新方法论,尤其在新兴市场表现优异 [page::7]。

深度阅读

金融研究报告详尽分析 — 《主要股票市场的市场效率分析:卡尔曼滤波方法》



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1. 元数据与报告概览


  • 报告标题:Analysis of Market Efficiency in Main Stock Markets: Using Kalman-Filter as an Approach

- 作者:Beier Liu(纽约大学 Stern 商学院),Haiyun Zhu(南洋理工大学商学院)
  • 发布时间:2024年

- 研究主题:通过卡尔曼滤波方法(Kalman-Filter)评估主要股票市场(包括发达市场和新兴市场)的市场效率。
  • 核心内容总结

- 利用卡尔曼滤波这一两阶段技术,假设数据包含表示真实市场价值的平滑趋势线,滤除噪声干扰,从而对股价走势进行预测。
- 主要发现包括卡尔曼滤波策略在新兴市场(韩国、越南、马来西亚)获得显著正收益,在部分发达市场(英国、欧洲、日本、香港)也取得适度回报,而在美国市场效率最高,几乎无套利空间。
- 该方法强调市场价格向其“真实价值”均值回复的特性,为衡量市场效率提供新的视角。

该报告通过实证方法与深度数据分析,精准评估了不同市场的效率水平,揭示了全球市场发展中效率的动态演变趋势。[page::0,1,2,3,7]

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2. 逐节深度解读



2.1 引言与理论背景



1.1 短期价格反转与市场效率(市场效率假说的挑战)


  • 现代金融理论建立在有效市场假说(EMH)假设投资者理性的基础上,但实际中该假设受“异常现象”及行为金融学兴起的挑战。

- 行为金融指出,投资者常因噪声交易和羊群效应表现出非理性,影响市场效率。
  • 早期研究(DeBondt & Thaler, 1985)发现股价存在中长期过度反应,“反转交易”可带来正收益。

- 短期价格反转现象被Jegadeesh (1990)确认,该策略通过买入短期表现不佳股票、卖出表现佳的股票,长期表现优异。
  • 机构投资者因掌握信息和资源较多,表现出较高的跟风和反馈交易倾向,从而在一定程度上影响市场价格稳定性和效率。[page::0]


1.2 新兴市场的市场效率概况


  • 新兴市场研究较少,因信息传递效率低、机构不完善而普遍认为效率较低。

- 相关文献中,印度、捷克、亚洲市场显示出不同程度的市场非效率,新兴市场效率具有明显的动态演化性质。
  • 中国市场被认为更符合“适应性市场假说”(AMH),强调市场效率和投资者行为随时间和环境变化。[page::1]


1.3 现有效率测试方法及局限


  • 传统效率检验方法包括方差比率检验、自回归检验和单位根检验等,但其对非线性、非独立数据的适应性不足。

- BDS检验等非线性检验方法被提出以解决传统方法的缺陷,但仍存在局限性。[page::1]

1.4 选用卡尔曼滤波的理由


  • 市场效率测度方法多样,随着行为金融及机器学习的发展,研究者寻求新方法衡量市场动态效率和价格行为。

- 卡尔曼滤波作为一种递归算法,能够有效滤除价格中的噪声,捕捉价格的潜在真值趋势,进而提供价格走势的预测。
  • 其两阶段“预测-更新”机制基于系统状态空间的估计,适合动态复杂的金融时间序列分析。

- 作者之前也曾用卡尔曼滤波分析过中国市场的效率演变,证明方法有效。[page::1,2]

2.2 数据与方法论


  • 数据来源:主要板块指数成分股信息来自Wind与交易所官网,股票价格数据取自Yahoo Finance。

- 样本市场:发达市场包括美国、英国、欧洲、日本、香港;新兴市场包括韩国、越南、马来西亚及ESG指数。
  • 时间范围:2017/2018年至2024年3月数据。

- 卡尔曼滤波技术
- 核心是通过对股价观测值的递归处理,估计股票内在真实价值,并据此预测下一时刻价格趋势。
- 相关数学表达式详列状态转移矩阵、观测矩阵、协方差矩阵等参数,说明其预测与更新过程。
  • 投资组合构建

- 基于当天收盘价与卡尔曼滤波估计的内在价差,计算预期日收益率。
- 对每只股票的预期收益率进行标准化处理,构建每日调仓的多空股票组合。
  • 执行策略

- 三种执行方式区分为开盘至次日开盘、收盘至次日收盘及开盘至当日收盘,考察策略信号的实操可行性(交易容量方面差异)[page::2,3]

2.3 研究结果


  • 核心发现

- 美国市场:几乎无套利空间,表现最有效率,卡尔曼滤波策略收益极低甚至为负,表明市场对信息快速反映,噪声难被利用。
- 发达市场中的英国、欧洲、日本、香港:呈现温和非效率性,尤其日本和香港表现最明显,执行策略依赖于交易容量显示出差异化的套利机会。
- 新兴市场(韩国、越南、马来西亚):效率最低,三种执行策略均显示显著正回报,套利机会丰富,反映信息不对称和流动性不足造成的市场非效率。
  • COVID-19期间

- 2020年3月市场出现普遍的“反转崩溃”,反映市场极端波动导致套利空间收窄。
  • 执行策略比较

- Execution1(开盘至次日开盘)难度最大且市场容量最小,收益最具挑战。
- Execution2(收盘至次日收盘)作为较实际的执行近似,兼顾交易量和操作性。
- Execution3(开盘至当日收盘)组合收益最低但作为理论对照。
  • Sharpe比率

- 新兴市场Sharpe比率显著高,反映风险调整后收益较好。
  • 不同执行策略的回报差异反映市场对信息吸收的效率及套利空间的大小,有助描绘市场效率的演变轨迹。[page::3,4,5,6,7]


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3. 图表深度解读



3.1 表1:主要交易所信息



| 国家代码 | 交易所类型 | 指数名称 | 股票数量 | 数据区间 |
|----------|------------|------------|----------|-------------------|
| US | DM(发达市场) | SPY | 504 | 2017.01 - 2024.03 |
| UK | DM | FTSE100 | 100 | 2017.01 - 2024.03 |
| EU | DM | STOXX500 | 500 | 2017.01 - 2024.03 |
| JP | DM | TOPIX2000 | 2159 | 2017.01 - 2024.03 |
| HK | DM | HSCI+HSI | 523 | 2017.01 - 2024.03 |
| KR | EM(新兴市场) | KOSPI1000 | 1000 | 2017.01 - 2024.03 |
| VN | EM | VNX | 415 | 2023.01 - 2024.03 |
| MY | EM | MYX | 95 | 2017.01 - 2024.03 |
| ESG | EM | CB | 168 | 2017.01 - 2024.03 |
  • 体现了丰富的样本覆盖度,横跨多市场,利于广泛适用性分析。


3.2 图1:市场组合回报(ROG,单位bps)



图1-各国组合ROG回报
  • 图中清晰显示,美国出现负或零回报,确认最高市场效率。

- 韩国市场Long-term回报最显著,最高可达40bps左右。
  • 越南和马来西亚均呈现正收益,尤其长期回报可观。

- 发达市场英国、欧洲、日本、香港呈现较低但稳定的正收益。

3.3 各市场策略回测图解示例


  • 美国市场(图2):

- Execution1策略回报约0.96bps,SR=0.27;
- Execution2策略负回报,SR=-0.06;
- Execution3策略优势明显,回报1.14bps,SR=0.81。
- 近似说明开盘至开盘区间套利难度较大,闭市套利机会被迅速消化。

图2-美国回测
  • 欧洲、英国、日本、香港(图3~6):

- Execution1与Execution2差异微弱,均非大幅获利,表现稳健,香港与日本表现最好,SR最高甚至达到2.91。
- 指向成熟市场的效率逐渐提升,套利空间缩减。
  • 新兴市场回测(图7~9):

- 韩国回报最高,Execution1达到16.67bps,SR超4.8,显示强烈套利空间;
- 越南、马来西亚表现亦强,指出市场非效率明显。
  • ESG指数策略回测(图10)亦显示积极收益,说明绿色投资相关市场亦有可捕捉的套利信号。


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4. 估值分析



本报告重点在于用卡尔曼滤波方法分析市场效率,未采用传统公司估值模型(DCF、市盈率等),更多聚焦于:
  • 基于价格的均值回复预测:假设市场价格围绕内在真实价值波动,回归趋势可做套利;

- 市场效率衡量:通过比较不同市场和不同交易执行策略下,策略历史收益与风险指标(如Sharpe比率),评估市场是否有效吸收信息。

对卡尔曼滤波参数的关键假设包括:
  • 噪声协方差矩阵设为单位矩阵,简化计算;

- 预测收益来源于前一日价格与估计真值的差异,归一化后构建投资组合。

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5. 风险因素与局限性


  • 数据和市场局限

- 部分新兴市场数据覆盖较短(如越南仅2023年初至今),样本容量相对有限,影响结果稳健性。
- 缺乏分钟级等高频数据,导致执行策略不能完全模拟市场实际交易冲击。
  • 模型假设简化

- 噪声协方差矩阵为单位矩阵简化了现实中复杂的噪声结构。
- 均值回复假设本身在不同市场阶段可能不适用,特别极端市场环境下模型预测可能失效。
  • 策略执行风险

- 实际交易成本、税费(例如香港的高扬税)与滑点对策略表现有实际影响,报告未量化考虑这些交易成本。
  • 报告声称市场效率动态提升,但未深入讨论宏观经济、制度变迁等因素对市场效率的影响机制和时间滞后,缺乏政策面洞察。


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6. 批判性视角与细节观察


  • 报告较为积极地将卡尔曼滤波回报解释为市场效率的标志,但未全面对比其他基线模型或方法,缺少方法有效性的多角度验证。

- 虽然指出了新兴市场效率较低,但未充分探讨内在因素如监管政策、投资者结构对效率的影响。
  • 对回测策略的资本容量和资金规模的适用范围缺乏深入的探讨,实际资金约束可能影响策略落地。

- 对执行策略的时间划分虽以市场容量作为解释,但实操中价格冲击和市场微观结构更为复杂,报告中表述较为简化。
  • COVID-19期间市场异常影响分析较浅,可深化机制研究。


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7. 结论性综合



这份报告通过卡尔曼滤波模型,深入分析了发达及新兴市场的股票市场效率,得出以下重要结论:
  • 美国市场效率最高,卡尔曼滤波基于价格均值回复的预测策略几乎无套利可能,支持传统有效市场假说。

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欧洲、英国、日本和香港市场呈现中度非效率性,套利机会存在且与执行策略和交易容量紧密相关,日本和香港表现尤为突出。
  • 新兴市场(韩国、越南、马来西亚)显示显著非效率,多种策略均表现出较高的正收益和优异的夏普比率,市场价格对信息反应不充分,存在有效的套利空间。

-
市场效率有动态演化趋势,如COVID-19爆发期间的套利收益明显下降,反映市场效率于危机过后有所提升。
  • 卡尔曼滤波为研究市场效率提供了新颖且有效的技术路径,重视价格噪音去除及趋势捕捉,体现了价格向“真实价值”回归的金融机制。

- 该方法跨市场验证了不同发展阶段市场中的效率差异,支持新兴市场效率较低、发达市场效率较高的学术观点。[page::0~7]

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综上所述,该报告在理论基础、数据覆盖和实证技术应用上均表现出较高水准。卡尔曼滤波作为市场效率度量手段的新颖尝试,结合多市场、多执行策略的实验设计,为了解全球市场效率动态提供了重要参考,且量化展示了市场套利空间的行业分布特征。尽管存在一定局限性和潜在简化,但报告的分析框架和结论对后续市场效率、套利策略的研究与实践均具重要启发意义。

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