从希尔伯特变换到波浪理论择时——交易性择时策略研究之五
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摘要
本报告基于艾略特波浪理论的主升浪与主跌浪思想,利用希尔伯特变换及二阶线性滤波器对金融时间序列进行定量分解与分析。构建了量化的希尔伯特浪(H浪)择时模型,实现对A股宽基指数、行业指数及商品期货指数的趋势判断。模型在指数和商品期货等多市场均表现出正向收益,且属于低胜率高盈亏比的交易性择时策略。此外,基于模型实现了多品种商品期货低频组合交易及股指期货高频交易,均展现良好风险收益特征。模型每日收盘信号已实现自动化,为机构投资者提供实时决策支持 [page::0][page::3][page::10][page::12][page::20][page::25][page::26].
速读内容
策略思想与模型构建 [page::0][page::3][page::6][page::7]
- 波浪理论中主升浪和主跌浪的趋势判断思想被引入量化模型,称为希尔伯特浪(H浪)。
- 采用二阶线性滤波器将价格序列分解为长期趋势和短期波动,短期波动通过希尔伯特变换转入同相正交空间分析。
- 瞬时周期的计算来自相邻相角差,基于单周期波动变化Δ(n)判断主升浪(看多)或主跌浪(看空)。


H浪模型在指数市场的择时效果 [page::10][page::11][page::12][page::13][page::14][page::15][page::16]
- 上证指数择时在2005-2013年期间,最优参数d=20时,累计收益达964%,年化34.27%,信息比率0.91,正确率42.11%,盈亏比3.5。
| d 参数 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
|--------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|
| 累积收益率 | 964% | 799% | 715% | 596% | 871% | 813% | 637% | 922% |
- 沪深300指数择时最优参数d=50,累计收益1588%,年化42.21%,判断正确率50%,盈亏比3.37。
- 深证成指择时最优参数d=90,累计收益877%,年化32.84%,判断正确率45.10%,盈亏比3.23。
- 不同指数在趋势明显时表现优异,震荡区间效果相对弱。



行业指数择时表现 [page::17][page::18][page::19]
- 申万23个一级行业指数应用H浪模型进行量化择时,均跑赢行业自身指数。
- 多空双向交易年化超额收益率约17%,累计超额收益率约875%,模型稳定优于基准。

| 行业 | 指数累积收益率 | H浪累积收益率 | 超额收益率 | 年化超额收益率 | 是否胜出基准 |
|------|----------------|----------------|------------|----------------|--------------|
| 农林牧渔(申万) | 6.99% | 814.89% | 807.90% | 17.91% | - |
| 采掘(申万) | 54.09% | 563.06% | 508.97% | 14.44% | √ |
| 有色金属(申万) | 73.26% | 2680.75% | 2607.49% | 27.93% | - |
| 机械设备(申万) | 110.8% | 1090.17% | 979.37% | 19.44% | √ |
| 电子(申万) | 8.16% | 1181.89% | 1173.73% | 20.93% | √ |
| 金融服务(申万) | 96.00% | 1076.00% | 980.00% | 19.45% | √ |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
商品期货择时及多品种组合交易 [page::19][page::20][page::21][page::22][page::23][page::24]
- 商品期货主力合约(沪铝、黄金、沪铜、橡胶、白糖、螺纹钢)择时均实现正收益,年化收益率一般介于3.7%-21.3%,最大回撤12%-25%。
- 采用等权多品种组合交易,考虑双边6‰交易成本,4年累计收益约46%,年化约9.9%,信息比率0.78,稳定性较单一品种提升。
- 参数优化后剔除表现较差的沪铝,样本外回测收益15.8%,年化收益15.78%,最大回撤5.65%,信息比率1.33,盈利比率提升至55.3%。




高频股指期货交易策略 [page::24][page::25][page::26]
- 基于15分钟收盘价构建的H浪择时模型,结合低止损机制,样本内2010-2012最大累计收益达到约75%。
- 样本外2012-2013年累计收益19.15%,年化信息比率0.93,盈亏比4.69,交易次数较多但盈利概率偏低,仅21%。
- 策略回撤主要发生在震荡行情阶段,隔夜持仓风险显著,表现仍有提升空间。


总结与风险提示 [page::26]
- H浪模型成功将波浪理论转化为数学严谨、具备实证支持的量化择时工具。
- 模型适用于不同资产市场,包括股票指数和商品期货,表现出良好的趋势捕捉能力。
- 模型属于交易型择时,低胜率高盈亏比,需谨慎控制回撤与市场震荡风险。
- 实时信号已部署广发金工平台,支持机构投资决策。
- 历史回测结果不代表未来表现,投资者需注意模型失效风险。
深度阅读
财经研究报告深度分析:从希尔伯特变换到波浪理论择时策略研究
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一、元数据与报告概览
- 报告标题: 从希尔伯特变换到波浪理论择时
- 系列名称: 交易性择时策略研究之五
- 作者及团队: 以安宁宁为主的资深分析师团队,隶属于广发证券发展研究中心
- 发布日期: 2013年9月2日前后(承接此前多篇报告)
- 研究主题: 利用希尔伯特变换结合波浪理论,提出量化的市场趋势择时模型H浪及其实证应用。
- 核心观点:
- 波浪理论中划分市场主升浪和主跌浪的思想是有效的趋势识别思路,但其定性和半定量特征限制了应用。
- 本报告通过二阶线性滤波器及希尔伯特变换,将波浪理论的主升/主跌浪定量化,构造趋势择时模型H浪。
- H浪模型在A股宽基指数(如上证指数、沪深300)、申万一级行业指数及商品期货市场均表现出较好的择时能力。
- H浪模型属于交易性策略,具有低胜率但高盈亏比特征,应用于多品种组合交易和高频股指期货均体现良好风险收益比。
- 实时信号已部署至广发金工信号站点,供机构投资者实践应用。
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二、逐节深度解读
1. 策略出发点
- 波浪理论源自艾略特,核心是通过五升三降八段浪形来描述市场循环。尤其强调主升浪(涨幅大于前浪)和主跌浪(跌幅大于前浪)来描述趋势。
- 传统波浪理论识别主升浪/主跌浪多为定性或经验式,缺乏严格数学基础,不同投资者对同一波段认知分歧明显。
- 本报告旨在运用希尔伯特变换及二阶线性滤波技术将主升浪和主跌浪量化,称为H浪,以更稳定客观地完成趋势择时。[page::3]
2. 希尔伯特变换与信号分解
- 希尔伯特变换是一种时域到时域的积分变换,使信号产生π/2的相位差,方便构造同相正交空间(即类似复数平面上的实部和虚部),适用于窄带随机过程信号处理。
- 市场数据经过滤波后分解为长期趋势(宽带)和短期波动(窄带)两部分。短期波动适宜用希尔伯特变换,长期趋势滤除保持波动的“窄带”特征。
- 二阶线性滤波器设计详述,与常用EMA相比具有更佳滤波特性和较低信号延迟。参数α(等效于MA天数d)决定滤波界限,需要调节以保留波动中的趋势信息与周期性。
- 离散形式下的希尔伯特变换以窗口滑动求和完成(存在一定窗口延迟)。信号$x(n)$与变换结果$y(n)$正交,构成二维同相正交空间,能反映价格循环行为。[page::3-9]
3. 波浪理论重述与H浪模型构建
- 波浪理论内核——五升三降的波段划分,定义主升浪满足涨幅高于前浪,主跌浪类似。图示(图2)清晰表达完整周期与递归多时间尺度的思想。
- 选择忽略传统数浪中的复杂细分,仅聚焦于主升浪与主跌浪的趋势识别,降低模型复杂度,提高实用性。
- 采用二阶线性滤波器分解后的短期波动作为输入,识别短期波动是否处于主升浪或主跌浪状态。主升浪与主跌浪的判别依据为:当前点价格高于(低于)一个周期之前的点。
- 具体建模步骤包含:
- 收盘价序列经二阶低通与高通滤波分解成长期趋势与短期波动。
- 对短期波动序列进行希尔伯特变换,得到同相正交空间轨迹(见图4)。
- 计算轨迹瞬时角速度,估算瞬时周期$T_1(n)$,用于判断单周期内波动变化$\Delta(n)$。
- $\Delta(n)>0$为主升浪,看多;$\Delta(n)<0$为主跌浪,看空。[page::6-10]
4. H浪模型在指数择时中的实证分析
(1)上证指数
- 回测区间:2005年10月至2013年10月(8年)。
- 调整滤波参数$d$,对择时累计收益率影响重大,不同$d$参数均表现出较高绝对收益(最高达964%)。
- 最优$d=20$参数下交易统计显示:判断正确率约42%,但盈亏比高达3.5,说明胜率虽不高但获利能力强,单次最大盈利接近67%,最大回撤约15%。
- 分年度统计表明收益集中于2006-2009年趋势行情,2010年后震荡行情中择时效果下降(趋势择时的典型局限)。[page::10-13]
(2)沪深300指数
- 同期回测,调整$d$参数影响显著,最高累计收益超过1500%(最优$d=50$)。
- 高频率及较长平均持仓期(17个交易日)显示模型较好适应不同市场节奏。
- 判断正确率提高到50%,盈亏比仍超过3,最高单次盈利89%,最大回撤相对上证指数略高(21%)。
- 年度表现类似,强趋势行情贡献大,震荡期表现弱。 [page::13-15]
(3)深证成指
- 最优参数为$d=90$,累计收益超870%,年化逾30%。
- 判断正确率45%,盈亏比3以上,最大回撤约38%,回撤风险较大。
- 年度收益波动大,风险控制是未来重点。 [page::15-17]
5. 行业指数择时应用
- 选用申万一级行业指数,包含23个行业,样本区间2000年至2013年,$d=90$统一参数以避免过度拟合。
- 多空双向交易结果,均明显跑赢各自行业基准指数,平均年化超额收益约为17%。
- 行业间表现差异显著,但整体稳定超额收益,具备较强泛化能力,尤其金属、机械、电子等行业表现突出。
- 行业择时可辅助资产配置,发挥波浪周期对应行业轮动规律的优势。[page::17-19]
6. 商品期货指数择时及多品种组合策略
- 选择6大主力商品期货(沪铝、黄金、沪铜、橡胶、白糖、螺纹钢),均取得正收益,最高为沪铜逾650%。
- 交易成本设置双边6‰,无杠杆交易,存在回撤问题。
- 构建多品种等权低频组合,样本内收益显著,回撤相比单品种有所降低。
- 优化参数样本内筛选,剔除表现最差沪铝,剩余五品种样本外表现趋稳,年化收益提升至15%以上,信息比率明显改善。
- 样本外数据时间较短,需进一步验证,但显示模型在不同标的上均有效。 [page::19-23]
7. 高频股指期货交易策略
- 应用于沪深300股指期货主力合约15分钟数据,交易机制设有严格止损以控制风险。
- 样本内累计收益达70%以上,样本外收益19%左右,交易次数多(390次),盈亏比高达4.69,表现出低胜率但高回报特性。
- 市场横盘时策略表现明显下滑,隔夜持仓带来较大回撤,风险仍是挑战。
- 高频应用拓展了模型的适用场景,体现策略的灵活性。 [page::24-26]
8. 风险提示
- 该模型依赖历史数据统计规律,不保证单次准确,存在失效风险。
- 市场结构变化、极端行情或波动特征改变均可能影响模型性能。
- 需结合实际交易成本、滑点和杠杆管理。
- 模型表现依赖趋势性行情,震荡期表现受限。 [page::26]
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三、图表深度解读
图1:上证指数与沪深300指数长期趋势与短期波动
- 显示通过二阶滤波分离出的长期趋势(蓝线)和短期波动(橙线),短期波动具有明显周期特征。
- 支撑希尔伯特变换应用前提,证明短期波动为窄带信号,适宜于H浪构造。

图2:波浪理论的五升三降过程
- 直观表达艾略特理论的完整周期划分,5个上升波段(主升浪)、3个下降波段(主跌浪)。
- 理论基础,指导H浪模型设计。

图3:主升浪与主跌浪判别方法示意
- 演示如何用当前点与一个周期前点的大小关系判别状态。
- 直观易懂的周期比较法,支撑后续计算$\Delta(n)$的思路。

图4:H浪在同相正交空间的轨迹(沪深300)
- 展示短期波动及其希尔伯特变换组成的二维运动轨迹,呈循环扩散态。
- 支撑瞬时周期估算理念。

图5和图6:H浪单周期波动变化序列(沪深300与上证)
- 红线$\Delta(n)$波动正负趋势明显对应指数行情变化,验证H浪主升浪/主跌浪量化能力。


图7-14:不同参数和指数的择时收益率及分年度统计
- 横跨上证、沪深300、深证成指,均表现较高超额收益,且参数$d$选择影响大但整体稳健。
- 分年度数据揭示强趋势年份贡献主要收益,震荡期表现受限。








图15:申万一级行业指数择时效果
- 23行业均呈模型累计收益明显跑赢基准,图表展示细致,支持行业轮动定量择时的潜力。

图16-20:商品期货指数及多品种组合交易回测曲线
- 单品种回测收益显著,回撤中等;多品种组合回撤较低且收益稳健。优化参数显著提升样本外稳定性。





图21-22:股指期货高频交易策略累计收益曲线
- 样本内表现较好,样本外表现稳健但回撤明显,反映高频趋势策略应对震荡市场的挑战。


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四、估值方法分析
本报告实际上不涉及传统意义上的公司估值环节,更多侧重于策略绩效测算与策略构建。因此估值部分不适用。然而,报告中多次涉及模型参数(如滤波器的$d$参数)优化、盈亏比、信息比率等金融量化策略评估指标,其背后的数学与统计方法包括:
- 二阶线性滤波器:对应信号的频率过滤,参数α控制滤波带宽。
- 希尔伯特变换与瞬时频率估计:提取信号的相位递进和周期波动信息,核心在于同相正交空间的构造和角速度的计算。
- 盈亏比、信息比率(IR):风控指标,衡量交易策略风险调整后的收益能力。
- 参数优化:采用样本内最大累积收益为目标函数进行$d$参数网格搜索,保证样本外策略表现最大程度稳健。
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五、风险因素评估
- 模型依赖历史数据和统计规律: 任何基于历史数据的回测策略存在未来失效风险。市场结构变化或突发事件可能导致模型失效。
- 震荡行情限制: 该策略为趋势择时策略,震荡市表现一般,易出现较大回撤。
- 参数敏感性及过拟合风险: 滤波参数的调整对策略表现影响显著,参数优化存在过拟合风险。
- 交易成本与滑点假设简化: 虽考虑了部分交易费用,但实际交易成本及滑点风险可能更大,影响实盘表现。
- 回撤风险明显: 尤其高频股指期货策略回撤较大,隔夜持仓风险需控制。
- 统一参数可能不适应所有品种: 不同行业、期货品种区间特性差异较大,需区别对待。
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六、批判性视角与细微差别
- 模型对波浪理论的简化: 报告聚焦于主升浪与主跌浪,但忽略波浪细节的重要性,可能遗漏更丰富的信息。
- 希尔伯特变换窗口延迟特性: 实时信号存在滞后,或导致择时信号落后市场变化。
- 胜率较低与高盈亏比的权衡: 投资者需要接受较多错误信号,心理压力和资金管理严格。
- 参数优化可能带来的未来不确定性: 样本外数据较少,长期稳健性仍有待检验。
- 行业与商品选择的代表性: 商品期货样本较小,结果可能不完全适用于全市场。
- 报告较少提及市场极端情况的适应能力,模型稳定性和风险管理机制需进一步加强。
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七、结论性综合
本报告系统性展示了如何结合希尔伯特变换技术与波浪理论中主升浪、主跌浪的思想,打造一个基于信号处理理论的量化趋势择时模型—H浪模型,详细讲解了理论原理、模型构建、参数设定及离散化处理。重要结论和特点包括:
- 模型创新点在于:首次用严谨的数学变换把传统波浪理论定性趋势信号转化为可量化的“希尔伯特浪”,实现趋势的定量识别和择时。
- 实证表现良好: 在A股主要指数、申万一级行业指数以及主要商品期货中均显示出稳定且显著的超额收益,且均衡了胜率与亏损比,体现了可交易性。
- 多维度验证及多品种组合策略提升稳定性: 通过参数优化与多品种组合降低大幅回撤风险,提高收益曲线的平稳性和信息比率。
- 策略应用范围广泛, 既有中长期低频趋势策略,也可扩展至股指期货高频交易,展现出良好灵活性。
- 风险提示充分, 报告强调趋势策略在震荡行情中表现弱,以及历史模型对未来市场可能失效的风险。该模型更适合趋势明显的市场环境。
- 提供实时信号服务, 支持机构投资者快速跟进决策,具备一定的实用价值。
图表中的数据和趋势验证了上述结论,特别是:
- 图8、11、13等覆盖主要指数回报的折线图,展现累积收益大幅超越基准。
- 图15申万行业择时展示23个行业均超额收益,体现广泛适用性。
- 图16-20商品期货择时表现良好,且多品种策略图形展示更为稳健。
- 高频图21-22揭示高频策略大幅波动与回撤,提醒投资者需耐心及谨慎管理。
综上,H浪择时模型为波浪理论在实际市场中的量化落地提供了强有力的技术方案,并在多数市场和时间段显示出良好的策略生命力,具有较高的研究和实际应用参考价值。[page::0,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26]
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注: 本分析严格依赖报告文本及其附图数据,力求保持客观、学术视角,并避免非报告内容的外推。