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基于谱聚类的 CTA 私募基金分类方法研究

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摘要

本报告基于谱聚类算法,构建了适合CTA私募基金的分类方法。通过对4491个产品6年数据的聚类分析,归纳出收益率相关性强的子类,对比第三方分类标准,谱聚类分类在解释力和收益表现上均优于市场标准,为CTA基金的资产配置与产品遴选提供了数据驱动的有效工具 [page::0][page::3][page::8][page::10][page::13]。

速读内容


CTA私募基金指标与配置意义综述 [page::3]

  • CTA策略具备多空双向交易优势,涵盖股指期货、国债期货、商品期货,低相关性提升组合有效边界。

- 4491个CTA产品样本,2016-2021年期间,净值披露逐年增长,子策略多以管理期货复合和量化趋势为主。



谱聚类理论解析与算法流程详述 [page::4][page::5][page::6]

  • 利用图论构建无向图模型,基于邻接矩阵权重(收益率相关性)构造拉普拉斯矩阵L,并通过求解特征向量实现k个子类划分。

- 最终采用特征矩阵行归一化,结合k-means完成对私募基金产品的聚类分组。
  • 聚类优化目标为最小化Normalized Cut,确保不同子图收益率相关性弱、内部相关性强。



数据处理与回测评估方法 [page::6][page::7][page::8]

  • 使用周度净值数据,数据缺失处理包括用周内平均净值及前值填充,训练集和测试集划分明确。

- 采用轮廓系数和截面虚拟变量回归adj-R2衡量谱聚类效果,adj-R2反映分类对收益率的解释力度。
  • 引入时间衰减因子控制相关系数矩阵滚动叠加,考察九组参数(q=3,4,5;p=8,10,12)聚类性能。




谱聚类模型回测效果优于第三方分类标准 [page::8][page::9]


| 模型参数 | 谱聚类训练集-adjR2 | 谱聚类测试集-adjR2 | 三方分类测试集-adjR2 |
|----------|----------------------|---------------------|---------------------|
| q=3,p=8 | 0.0664 | 0.0286 | 0.0123 |
| q=4,p=8 | 0.0839 | 0.0373 | 0.0123 |
| q=5,p=12 | 0.0828 | 0.0465 | 0.0123 |
  • adj-R2稳健且显著优于第三方标准,轮廓系数随时间稍降符合样本量变化趋势。

- 聚类结果与传统子策略分布存在分化,有针对性识别更多样的细分率量 [page::8][page::9]

聚类子类净值表现与策略合成回测 [page::10][page::11]

  • 谱聚类子类净值分列表现差异明显,远超第三方子类净值辨识能力。

- 两种加权合成方案(等权、波动率倒数权重)均显示谱聚类策略累积收益高于第三方标准,年化收益率、累计收益率提升,虽波动率略高但整体收益风险比相当。

表4:模型 q=5,p=12 绩效统计

| 统计指标 | 谱聚类-等权 | 三方分类-等权 | 谱聚类-波动率倒数加权 | 三方分类-波动率倒数加权 |
|------------------|---------------|--------------|---------------------|-----------------------|
| 累计收益率 | 95.53% | 83.16% | 93.89% | 81.95% |
| 最大回撤 | -2.42% | -1.70% | -2.43% | -1.48% |
| 年化收益率 | 14.82% | 13.29% | 14.62% | 13.13% |
| 年化波动率 | 4.92% | 4.15% | 4.33% | 3.30% |
| 夏普比率 | 2.71 | 2.84 | 3.03 | 3.52 |
  • 回测期内,谱聚类方法在收益提升方面显著,波动率略增但未严重影响整体风险评估。




多模型对比与综合分析 [page::11][page::12][page::13]

  • 不同参数组合的谱聚类均表现优良,分类效果和净值累积均显著优于第三方标准。

- 精选q=5,p=12为最优方案,确保子类稳定和资产差异明显,适合CTA基金风险分散和组合配置。


结论总结 [page::13]

  • 基于收益率相关性的谱聚类方法实现对CTA私募基金的精准细分,解释力和收益表现均领先行业第三方分类。

- 方法为CTA基金配置和产品筛选提供稳定有效的量化工具,具备良好样本外和滚动预测能力。
  • 数据质量提升将进一步优化分类准确性和应用价值。 [page::13]

深度阅读

金融工程专题报告深度解读 —— 基于谱聚类的CTA私募基金分类方法研究



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一、元数据与报告概览


  • 报告标题:基于谱聚类的CTA私募基金分类方法研究

- 发布机构:华宝证券研究创新部
  • 作者:张青(分析师,执业证书编号:S0890516100001),助理程秉哲

- 发布日期:2021年
  • 研究主题:应用谱聚类算法对CTA(管理期货策略)私募基金进行定量分类,优化CTA产品的资产配置与微观遴选。


核心论点及目标



报告指出当前CTA私募基金策略多样、表现差异大,但市场缺乏统一且有效的分类方法。作者基于谱聚类这一机器学习聚类算法,通过分析基金收益率相关性数据,构建了一个比第三方现有分类更具解释力和预测能力的CTA私募基金分类标准。此方法通过严谨的数据清洗及截面虚拟变量回归分析,验证了谱聚类分类的优越性,且通过回测显示合成净值表现优于传统分类。报告目标是为CTA策略的细化分类和分散化资产配置提供新思路和有效工具。其投资提示及风险提示也明示模型设定可能存在偏差,提醒投资者审慎使用[page::0] [page::3]。

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二、章节深度解读



2.1 CTA私募基金介绍



配置意义
CTA基金即管理期货基金,主要投资金融期货及商品期货,可进行多空操作。其低相关性特征以及多空双向操作能力,在不同市场环境(牛市或熊市)均具备收益能力。引入CTA资产能改善投资组合有效边界,提高组合收益风险比,增加投资路径的多样性,降低风险,提升回报潜力。

这一节强调对同类CTA产品细分的重要性,指明笼统比较大类CTA产品效果欠佳,亟需依据其策略不同(趋势、套利、频率差异)划分合理子类,优化投资组合配置和风险分散。报告也指出目前私募信息披露透明度不足,存在官方统一标准缺失及第三方分类参照价值有限的问题[page::3]。

数据描述
基金样本选用了4491个CTA私募基金,时间跨度2016年1月至2021年11月,覆盖日度净值数据。净值披露数量逐年增加,呈现信息密度不断提升趋势。第三方分类以管理期货复合策略和量化趋势为主要子策略分类[page::3]。

2.2 谱聚类介绍



理论基础
谱聚类是基于图论的聚类算法,将资产(CTA基金)看作图中的点,收益率相关性作为点间的边权重。此方法关注切图的优化,即切割图时使不同子图间边权的总和尽可能小,而子图内部的边权尽可能大,从而聚集收益相关性强的基金。

重点概念解释:
  • 邻接矩阵 W:表示点对之间的边权(收益率相关系数)。

- 度矩阵 D:对角矩阵,元素为每个节点的度(所有相连边权之和)。
  • 拉普拉斯矩阵 L = D - W:基础的图论矩阵。

- 归一化拉普拉斯矩阵 \(D^{-1/2}LD^{-1/2}\):标准化以便进行特征分解。
  • 切图(Ncut):定义切割子图边权与子图整体度的比值,优化目标是最小化Ncut实现合理聚类。


通过计算归一化拉普拉斯的前k个最小特征值对应的特征向量,进行降维得到特征矩阵H,然后对H的行向量进行传统的如k-means聚类完成最终分类[page::4][page::5][page::6]。

算法流程详细步骤:
  1. 构建邻接矩阵W,计算度矩阵D与拉普拉斯矩阵L

2. 归一化拉普拉斯 \(D^{-1/2}LD^{-1/2}\)
  1. 计算该矩阵最小k个特征值对应的特征向量

4. 对特征向量组成的矩阵逐行标准化
  1. 利用k-means对标准化后的矩阵行向量聚类

6. 获得k个类别[page::6]。

3.1 数据清洗



报告采用周度收益率计算,选取过去48周内数据空缺不超过5周的基金产品。对没有固定更新频率的基金,利用本周最后净值与下周首次净值的平均值估计“标准净值”,并利用缺失填充确保数据连续性。

训练集使用过去46周收益率,测试集使用未来11周数据,期间避开训练和测试交界周保证无未来数据泄漏(数据安全性处理)[page::6][page::7]。

图4清晰呈现了标准净值计算方式的日-周换算逻辑,体现对数据时点修正的细致处理[page::7]。

3.2 评估方法



聚类效果通过两项指标评估:
  • 轮廓系数(Silhouette coefficient):衡量样本与自身簇内与簇外样本的距离对比,取值范围[-1,1],值越大聚类越优。

- 截面虚拟变量回归:基于Brown and Goetzmann (1997)方法,以聚类结果虚拟变量为解释变量,对基金收益进行回归,利用调整后决定系数adj-R²衡量聚类分组对收益解释力度。

此外,对比市场已有第三方分类方法的评分,彰显谱聚类方法的优越性[page::7]。

3.3 策略回测



利用滚动窗口技术,结合时间衰减权重计算相关系数矩阵作为图的邻接矩阵。衰减速度定义为对数函数且带参数decay,保证近邻效应随时间衰减更快,保障样本近期数据权重更大(图5示意理想衰减曲线)[page::7][page::8]。

比较9组模型(聚类簇数量q=3,4,5,计算相关系数时间长度p=8,10,12周)的训练和测试adj-R²与第三方分类adj-R²,结果如下:
  • 聚类数量q增加,模型性能和adj-R²显著提升

- 相关系数时间窗口长度p对性能影响不显著;
  • 所有谱聚类模型均显著优于第三方分类(其adj-R²仅0.0123),测试稳定性良好[page::8]。


谱聚类最优模型q=5,p=12表现稳健,尽管轮廓系数随时间略有下降,但测试集adj-R²保持稳定,展现模型的泛化能力和样本外价值[page::8-9]。

具体回测时段指标表现详见表2,且t检验结果支持adj-R²显著不同于零,展示模型对收益率分类解释力度显著[page::8-9]。

分类结果与第三方分类对比



谱聚类与第三方分类交叉表显示,谱聚类部分类别对第三方常见的“管理期货复合”、“量化趋势”等存在重叠,同时对“主观趋势”、“量化套利”等小众分类反映更灵敏,捕捉到了第三方可能忽视的细分策略类别,体现出谱聚类的增值信息(表3)[page::9]。

进一步,报告通过二次谱聚类对各期分类结果进行整理,减少同一期内部标签重叠,优化分类稳定性及可解释性,得到不同期谱聚类子类净值走势显示谱聚类子类间差异显著,高于第三方分类间的区分度(图6、图7)[page::9-10]。

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三、图表深度解读



图1与图2(第三方分类及净值披露数量趋势)


  • 图1展示第三方分类产品数:管理期货复合与量化趋势占比最大,合计超过3000个产品,远高于其他如主观趋势和量化套利类别。

- 图2显示净值披露数量逐年上升,向2000+产品靠拢,体现CTA私募基金的快速发展与数据覆盖完善度提高,有利于用数据驱动的聚类分析[page::4]。

图3(图论切图示例)


  • 通过无向图示意,图展示如何根据边权连接切分两个子图,解释了Ncut切图思想:切分后子图间连接较低子图内部连接密集,符合聚类目标[page::5]。


图4(标准净值计算示意)


  • 图示通过时间点和权重时长的调整,将不规则披露的每日净值衔接转化为标准化的周净值,提升不同基金净值的可比性[page::7]。


图5(衰减速度示意)


  • 说明相关系数历史数据叠加时,时间远的数据权重递减的非线性规律,提高模型对于近期市场状态反应的敏锐度[page::8]。


表1(9种参数模型回测adj-R²对比)


  • 驻足于adj-R²(模型对收益率解释力度,越大越好),谱聚类方法在训练和测试集均优于第三方分类显著,且增加聚类簇数q提升效果明显,p变化影响不大[page::8]。


表2(最优模型动态回测指标)


  • 多时段展示轮廓系数、adj-R²及对应的t检验,轮廓系数在0.25-0.5之间,仍属合理范围,且adj-R²在测试集保持在约0.03-0.06,显著优于第三方的0.01水平,说明谱聚类稳定且有预测力[page::8-9]。


表3(谱聚类与第三方分类交叉表)


  • 交叉表揭示谱聚类各类对传统分类的覆盖及偏好关系,有的谱聚类类更多含量化趋势产品,有的则捕捉主观套利信号,显示谱聚类在细分CTA策略上具备更好识别能力[page::9]。


图6与图7(谱聚类与三方分类子类净值走势)


  • 谱聚类子类净值(图6)波动和走势差异明显,尤其类别0和4区别显著,表明分类层次合理。相比之下,第三方子类净值均线较为接近,区分度差(图7),进一步印证谱聚类分类的效果更好[page::10]。


表4(绩效统计)


  • 以最优模型q=5,p=12为例,谱聚类合成净值较三方分类表现出更高累计收益率(95.53%对83.16%),年化收益率(约14.8%对13.3%)等表现提升,但波动率和最大回撤指标稍高,风险调整收益相对平衡。

- 夏普比率略低于三方分类等权方法,但在波动率倒数加权策略夏普较高(3.03对3.52),结合滚动最大回撤和收益率胜率等指标证明谱聚类策略稳健且表现优异[page::10]。

图8至图25(多模型合成净值对比)


  • 通过多个不同q和p参数组合,呈现谱聚类模型与第三方分类模型的等权和波动率倒数加权的合成净值走势对比。谱聚类模型在绝大部分时间段和配置方式下,收盘期末净值明显高于第三方,且尤其在2020年下半年扩展优势,反映该方法能适应市场变化、持续优化配置效果。多型号聚类表现一致,说明方法的鲁棒性[page::10-13]。


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四、估值分析



本报告聚焦于CTA私募基金的分类方法研究,未涉及传统意义上的估值分析(如DCF、PE等)。报告的技术核心在于量化模型建立与评估,收益率相关性矩阵构建为“估值”输入,邻接矩阵的设计及谱聚类算法参数(q、p、decay)为调优关键。模型有效性通过统计指标adj-R²、轮廓系数、合成净值绩效验证。

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五、风险因素评估



报告明确指出风险包括:
  • 模型设定偏差:数量化模型可能未能覆盖实际投资时的全部风险因素,或假设条件违背实际,造成结果偏离真实表现。

- 数据质量问题:由于CTA私募基金净值披露无固定规则,不规则及缺失填充方式可能带来信息损失与误差,进而影响模型准确度。
  • 分类的解释力限制:尽管谱聚类解释度优于第三方,但仍存在未完全揭示的策略特征风险和市场波动风险。


报告未明确给出风险缓解措施,但通过多模型测试、样本外验证和对比分析试图降低单一模型失误风险,提升方法稳健性[page::0][page::13][page::15]。

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六、批判性视角与细微差别


  • 数据限制:报告虽力图修正净值披露不规则的缺陷,但数据处理仍不可避免破坏部分原始信息,可能导致聚类结果对部分产品适用性受限。

- 模型参数选取:参数q和p的选择经过束状分析,但decay参数的调整对结果影响描述有限,缺少进一步的敏感性分析细节。
  • 风险提示显得简略:风险仅笼统点明可能存在模型偏差,未深入讨论市场结构变迁、策略异常等非模型风险。

- 后续适用建议欠缺:报告虽强调较优性能,但未提供谱聚类结果在实际资产配置、基金组合构建操作中的量化指导细节,实际应用中仍需谨慎。
  • 聚类解释性问题:由于谱聚类依赖收益率相关性,理论上对策略风格差异敏感度有限,特别是对非线性、非高斯特征的捕捉不足,可能导致分类精度存在上限。


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七、结论性综合



该报告以谱聚类算法为核心技术框架,从CTA私募基金收益率相关性角度切入,构建了一个数据驱动的分类方法。通过严格数据清洗、模型参数调优及评估指标轮廓系数、adj-R²测试,验证了谱聚类分类的统计显著性和样本外稳健性。对比传统第三方分类,谱聚类结果不仅解释力更强,更在回测中展现出更优的净值表现和收益率增长潜力,尤其在2020年经济环境期间优于传统分类的优势明显。

报告主要结论包括:
  • CTA私募基金市场分类呈多样化且缺乏有效统一标准,基于收益率相关性的谱聚类方法符合资产本质特征;

- 采用截面回归与轮廓系数两种评价维度系统验证谱聚类的分类品质;
  • 通过历史数据滚动回测,谱聚类模型在收益率解释力和净值增长表现都显著优于第三方分类,具有较好的投资指导价值;

- 采用等权与波动率倒数加权两种合成策略,进一步确认谱聚类在配置效果的优势,同时指出风险方面波动率、最大回撤略有不及第三方分类,需权衡使用;
  • 由于数据披露不规范,报告警示模型设定风险及数据质量限制,强调未来数据质量提升将使方法效果进一步优化。


综合来看,该技术路线为CTA私募基金的量化分类和资产配置提供了较为科学和系统的解决方案,填补了现有市场分类标准信息不足的空白,具备较高的现实应用价值与推广潜力,适合机构投资者在CTA多策略配置与基金选取环节考量纳入参考体系[page::0-13]。

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重要图表示意


  • 图1 CTA私募基金第三方分类统计



  • 图3 图论切图示例



  • 表1 9种谱聚类模型回测效果比较


| 模型参数 | 谱聚类训练集-adjR2 | 谱聚类测试集-adjR2 | 三方分类测试集-adjR2 |
|----------|----------------------|---------------------|---------------------|
| q=3,p=8 | 0.0664 | 0.0286 | 0.0123 |
| q=3,p=10 | 0.0612 | 0.0295 | 0.0123 |
| q=3,p=12 | 0.0562 | 0.0285 | 0.0123 |
| q=4,p=8 | 0.0839 | 0.0373 | 0.0123 |
| q=4,p=10 | 0.0765 | 0.0369 | 0.0123 |
| q=4,p=12 | 0.0707 | 0.0394 | 0.0123 |
| q=5,p=8 | 0.0914 | 0.0440 | 0.0123 |
| q=5,p=10 | 0.0858 | 0.0454 | 0.0123 |
| q=5,p=12 | 0.0828 | 0.0465 | 0.0123 |
  • 表4 模型q=5,p=12绩效统计(部分)


| 统计指标 | 谱聚类-等权 | 三方分类-等权 | 谱聚类-波动率倒数加权 | 三方分类-波动率倒数加权 |
|--------------------|-------------|---------------|-----------------------|-------------------------|
| 累计收益率 | 95.53% | 83.16% | 93.89% | 81.95% |
| 最大回撤 | -2.42% | -1.70% | -2.43% | -1.48% |
| 年化收益率 | 14.82% | 13.29% | 14.62% | 13.13% |
| 年化波动率 | 4.92% | 4.15% | 4.33% | 3.30% |
| 滚动1年胜率 | 100.00% | 100.00% | 100.00% | 100.00% |
| 夏普比率 | 2.71 | 2.84 | 3.03 | 3.52 |
  • 图6 谱聚类子类净值走势



  • 图7 三方分类子类净值走势



  • 多个模型合成净值对比示意(例如图11)




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结语



通过严谨的谱聚类算法设计和应用,结合详实的实证检验,本报告为C TA私募基金的分类问题提供了一种科学且可操作的解决方案。在当前行业缺乏统一标准与分类混乱的背景下,报告成果具备理论创新及现实指导价值,有助于机构投资者优化CTA策略选择、提升资产配置效率及风险控制能力。未来伴随着数据质量的不断提升和模型完善,谱聚类等量化方法有望成为行业分类和策略评价的新基准。投资者仍需关注模型假设和数据限制,结合定性判断谨慎使用。

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【全文引用自:《基于谱聚类的CTA私募基金分类方法研究》华宝证券研究创新部,分析师:张青,2021】[page::0-15]

报告