2026年市场风格轮动系列:基于相似性算法的风格轮动策略

  • 来源:招商证券
  • 发布时间:2026/03/11
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市场风格轮动系列:基于相似性算法的风格轮动策略。“以史为鉴”是资本市场中在量化和主动研究中常用的分析手段。本次,我们将基于相似性算法,讨论如何利用历史相似阶段的收益走势形成风格轮动的指标信号。经过验证,相似性信号能有效指导大小盘和成长价值轮动策略,并且能对我们之前提出的基于赔率和胜率的风格轮动框架形成一定边际改善。首先,本文梳理介绍了四种弹性度量算法。其中,DTW允许时间序列非线性对齐,通过寻找最优弯曲路径解决时间轴偏移问题,但存在计算量大和过度扭曲的风险;DTW-S引入Sakoe-Chiba带状约束,限制路径在对角线附近移动,能提升过度扭曲并提高计算效率;SBD算法形...

前言

在《如何从赔率和胜率看大小盘》报告中,我们采用了曾经在成长价值模型中 创新性提出的基于赔率和胜率的配置框架,对大小盘轮动进行了有效实证。在 样本外跟踪期间,该策略整体表现相对稳健。本次,我们将利用相似性算法尝 试对大小盘轮动和成长价值进行相似性指标构造,以期对风格轮动模型进行有 效性的边际改善。 相似性策略的逻辑相对简单且直观,即以历史将会重演为逻辑支撑,根据最新 的行情走势在历史上寻找到较为相似的行情阶段,并按照历史行情的发展方向 作为最新行情走势的参考借鉴。当前在行情相似分析上的一种主流分析算法是 弹性度量(允许时间序列“一对多”比较)的距离度量方法,该类方法相对于 传统锁步(时间序列“一对一”比较)的距离度量方法来说,可以起到忽略部 分噪音,而对时间序列整体维度的相似性进行更为合理的分析。

1.1、DTW

首先是较为经典的 DTW 算法,DTW 允许两个时间序列在时间轴上进行非线性 对齐,通过寻找一条最优的弯曲路径(warping path)即在时间轴上进行局部的 缩放,使累积距离最小,从而度量序列的相似性,寻找两个时间序列的最优非线性 对齐路径,解决传统欧氏距离只能点对点对齐、无法处理时间轴伸缩和偏移、 要求序列等长的痛点。

DTW 原理

举一个例子,现在有两个相似时间序列,但我们可以看到其在传统的时间轴上 却是不对齐的。例如在第 20 个时间点的时候,实线波形的 a 点会对应于虚线波 形的 b 点,这样传统的通过比较距离来计算相似性很明显不靠谱。因为很明显, 实线的 a 点对应虚线的 b 点才是正确的。而 DTW 则是通过局部的缩放,找到这 两个波形对齐的点,以算出更加合理的距离。

1.2、DTW-sakoe_chiba 简介

针对 DTW 的主要缺点:计算量大(O(N×M)),并且最优对齐路径可能“过度规 整”。即 DTW 可能为了最小化累积距离而产生不合理的对齐路径,例如将相隔 很远的时间点强行匹配,导致“一个点映射到多个点”或“过度拉伸/压缩”时 间轴,从而影响结果的可解释性和准确性。为了限制这种不合理的对齐行为, 我们采用动态时间规整(DTW)算法中的 Sakoe-Chiba Band 约束机制。

1.2.1、DTW-sakoe_chiba 原理

Sakoe-Chiba Band 由日本学者 Sakoe(酒井)和 Chiba(千叶)提出,简单来 说,就是一个在 DTW 距离矩阵上施加的“带状”约束。核心思想:强制要求对齐 路径只能在对角线附近的一个固定宽度的带状区域内移动。对角线:代表两个 序列“同步”前进的理想对齐状态(即时间点 i 对时间点 i)。带状区域:以对角线 为中心,允许路径在对角线上下偏移一定范围。 假设我们有两个长度分别为 N 和 M 的序列。Sakoe-Chiba Band 定义了一个窗 口大小 w。在计算累积距离矩阵 D[i, j] 时,我们只允许路径在满足以下条件的 点 (i, j) 上移动: |i - j| ≤ w,这意味着:当计算 D[i, j] 时,如果 |i - j| > w,我们就 认为这个点是“不可达”的,即路径只能在 (i, j) 满足 j - w ≤ i ≤ j + w 的区域内寻 找。 想象一个 N x M 的矩阵:无约束 DTW:整个矩阵都是可计算的,路径可以自由 地从左上角走到右下角,理论上可以走遍所有格子。 带 Sakoe-Chiba Band 的 DTW:只有对角线附近宽度为 2w+1 的斜条带区域是可计算的。路径被“限制” 在这个带子里。

那么如何选择窗口大小 w?这需要在灵活性和效率/合理性之间权衡: w 太小: 约束过强,可能无法捕捉到序列间真实的、较大的时间偏移或伸缩,导致相似 性度量不准确。w 太大:接近无约束 DTW,计算量大,且可能允许不合理的对 齐。经验法则:w 通常设置为序列长度的 10% 到 20%。以日收益净值序列为例, 当 w 设计为 2 时,假设初始点为 t 时,A 序列在 t 日的点,在 B 序列中可以与 t+2 日的点进行匹配,即可以理解为 A 序列一日的行情走势可以允许 B 序列在三日内完成相似走势。

1.3、SBD 简介

SBD 是 2015 年 由 Paparrizos 和 Gravano 在 K-Shape 时间序列聚类算法中提 出。

SBD 特点

算法原生实现了时序匹配的三大核心不变性,彻底剥离与形状无关的干扰因素; 完全满足度量空间四大公理:非负性、同一性、对称性、三角不等式;核心的 互相关计算可通过快速傅里叶变换(FFT)实现高效求解,无需暴力滑动遍历, 计算复杂度可控。 优点:形状匹配抗干扰能力强,计算效率优异:FFT 加速后时间复杂度仅为 O (L log L),远优于 DTW 类算法的平方级复杂度,长序列处理优势突出;适配大 规模时序任务:满足度量空间三角不等式,可直接对接空间索引结构 缺点:单个异常尖峰就会严重干扰全局匹配结果,易造成整体形态相似的序列 被误判;局部模式识别能力弱:仅能衡量序列全局轮廓的相似性,无法捕捉整 体形态差异大、但局部关键片段高度相似的场景。

1.4、MSM 简介

移动 - 拆分 - 合并(Move-Split-Merge, MSM)距离是专为时间序列数据设计的 编辑距离度量。与聚焦插入、删除、替换操作的传统编辑距离不同,MSM 定义 了三种更贴合业务直觉的操作:移动、拆分、合并。这些操作能更好地捕捉时 间序列中发生的自然变换,尤其适用于分析现实世界中元素会随时间发生偏移、 合并或分离的时间序列数据。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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