[硕士论文]股指期货期现套利研究.pdf

摘要摘要套利概念是资本市场理论的核心。作为20世纪80年代金融创新中出现的最重 要、最成功的金融工具之一，股指期货的产生是股票市场发展到一定阶段的产物。股指期货的诞生和发展适应了资本市场发展的需要，也证明了它是一种能够有效 规避风险、实现资产保值的金融工具。股指期货的交易始终伴随着套利，有效套 利机制的存在将保证股指期货的价格合理形成，期现套利对于股指期货市场非常 重要。现在我国将要发展股指期货，将为我国股票市场提供必要的补充，为我国 资本市场优先发展提供助益。但是，整体上来说，国内期货市场的套利，不管是 理论研究还是实践操作，远远落后于国外的水平。随着股指期货的即将推出，理 论界和实务界都对套利理论，尤其是期现套利提出了更高的要求。论文以我国期 货市场的变革为背景，学习、借鉴国际期货套利的前沿理论，采用理论研究和实 证检验相结合的方法，对股指期货期现套利理论和应用进行了深入研究，取得了 一些研究成果。第1章绪论，说明了：（1）研究背景：股指期货是金融期货中历史最短、最 成功、最重要的金融产品，已成为国际资本市场中最有活力的风险管理工具之一,而我国股指期货处于即将推出的前夜。（2）研究意义：有效的期现套利机制能提 高股指期货定价效率，对股指期货市场是至关重要。（3）主要概念界定：如股 指期货、套利、套利机会、期现套利等。（4）研究目标：试图从股指期货期现套 利的不同层面着手，为我国股指期货期现套利提供前瞻性的理论考察。（5）研究 思路：主要基于持有成本理论展开研究，同时也基于历史数据进行门限协整等计 量分析。（6）创新点为3个。第2章对股指期货期现套利相关的理论与部分文献进行总结与分析。股指期 货期现套利涉及的理论有无套利理论、一价定律、有效市场理论、风险中性定价 理论。股指期货期现套利文献分为国外和国内（大陆）两部分，国外研究文献系 统而深入，包括：套利机会的成因、套利机会、套利反应的速度、纯套利与准套 利、套利与定价效率、非持有至到期日策略、套利门限等方面。国内文献主要是 最近几年才开始研究的成果，包括股指期货期现套利定价模型的推导、基于持有 成本的期现套利实证分析等。第3章基于持有成本模型，研究股指期货定价。定价是期现套利的基础。首 先是完全资本市场下的定价模型推导,对该定价模型的适用性检验方法以及定价 模型的缺陷。由于完全资本市场假设不符合现实中存在交易成本的实际，接下来 是考虑成本的不完全资本市场下的区间定价模型。最后，介绍了考虑不同因素的 摘要六种定价模型。迄今为止，持有成本模型一直是股指期货定价的标准模型。第4章按照从套利股指期货套利股指期货期现套利的逻辑顺序展 开，逐步深入分析期现套利。套利部分分析了套利的本质：复制具有相同现金流 的金融产品而价格会暂时失衡；套利机会：金融市场价格非均衡是套利机会的源 泉；套利受到的限制：套利成本和风险、外部监管、市场成熟程度等；套利相对 优势：风险小、收益稳定；套利最大缺点：潜在收益受限制。股指期货套利部分 通过与商品期货套利的比较，分析了股指期货套利的特点；对期现套利、跨期套 利、跨市套利、跨品种套利、到期日套利和事件套利等六种类型进行了阐述；股 指期货套利的主要作用就是实现了价格的均衡，其次增加市场流动性。期现套利 部分分析了其是真正意义上的套利，以及积极、消极功能和交易中的风险因素。第5章分析股指期货期现套利策略与流程。除了持有至到期日套利策略外，期现套利还有非持有至到期日策略，包括提前平仓、延迟平仓（滚动套利），这 些策略在各自合适的条件下会使投资者获得更大的收益。根据股指期货期现套利 流程图，分别在正向套利和反向套利的情况下，考虑各种不同的市场情形，灵活 运用持有至到期日策略和非持有至到期日策略，定量表示了各自可以获得的最大 收益。第6章基于持有成本，实证分析股指期货期现套利。首先，期现套利机会来 源于股指期货的错误定价，主要有：新股效应、市场初期、指数成分股分红期、市场转折时点、突发事件等情形。其次，期现套利需要考虑：（1）成本：包括交 易成本、跟踪误差。（2）上下限影响因素：现货指数的模拟、股息率的估计、保 证金的储备、无风险收益率的确定等。最后，采用台湾加权股指期货、现货和香 港恒生指数期货、现货在2001年到2006年的数据进行套利机会的实证分析，发现 两个市场的套利机会有较大的不同。第7章使用门限协整模型来研究交易成本存在下的股指期货套利机会。首先,回顾了检验一价定律的计量方法演变过程。存在交易成本的时候，要用门限协整 来分析交易成本门限。其次，介绍了非线性时间序列模型，门限模型的客观性、被动解释性以及对交易成本存在情况下的套利机会检验。最后，详细介绍了Balke 和Fomby（1997）门限协整模型与检验，并对我国的香港恒生指数期货5分钟数 据和沪深300指数期货仿真交易5分钟和1分钟数据进行了实证研究。结果显示：（1）对于如香港恒生指数期货这样效率较高，较成熟的股指期货市场，运用原 始价格和对数价格得到的套利机会有较大差异，而采用对数价格能得到比较合理 的结果。（2）运用门限协整模型得到的门限值要低于基于经典持有成本理论得到 的套利成本，说明后者低估了提前平仓期权的价值（提前平仓期权增加了收益）。（3）对于沪深300指数期货仿真交易，采用5分钟价格，运用原始价格和对数价 摘要格得到的套利机会完全一致，且与采用1分钟价格，运用原始价格和对数价格得 到的套利机会几乎完全一致，这说明仿真交易套利机会的频率、幅度和持续时间 均很大。第8章探讨了成熟股指期货的经验，分析了我国推出股指期货已经具备的条 件，根据期现套利对提高股指期货定价效率的重要作用，分析了影响期现套利的 因素：套利资金规模、融券制度、套利资金的机会成本、交易成本、保证金比例 等。由此，探讨了我国将来推出股指期货可能存在的问题，如：理论价格无法合 理测定、融资需求、相关制度等。最后，提出了相应的政策建议。第9章结论与展望。从理论和实证上总结了相应的结论。对股指期货期现套 利研究的进一步深入，有赖于计量模型、数据等的完善。关键词：股指期货，期现套利，持有成本，门限协整illAbstractABSTRACTThe concept of arbitrage is the core of capital market.As one of the most important and successful finance tools during finance innovation since last eighties t stock index futures generation is the inevitable outcome when stock market develops into a certain period.Its generation and development caters to the momentum of capital market,also approves that it is an effective finance tool to evade risks and perfbnn capital hedge.The deals of stock index futures always accompanies with arbitrage,valid arbitrage mechanism will guarantee to rationally form the price of stock index futures.Futures-spot arbitrage is vital to the stock index futures market.Nowadays,Chinas strategy to develop stock index futures will provide imperative complement to stock market,and benefit to Chinas capital markefs preferential development.However,generally speaking,neither theory research nor practical operation covering domestic futures arbitrage is far behind with western level.With the stock index futures9 coming into market imminently,both theory and operation fields voice out their higher requirement towards arbitrage theory,particularly futures-spot arbitrage.Regarding futures-spot arbitrage theory and application,this thesis processes in-depth research and gain some academic attainments with the background of Chinas futures market innovation learning and using contemporary advanced international futures arbitrage theory,adopting the method of theory research and empirical test conjunction.Chapter 1 is the prolegomenon.(l)Background：Stock Index Futures are the shortest and most successful*the most important financial products in the history of financial fiitures,which has become the most dynamic risk management tool in the international capital markets,and China*s stock index futures is at the Eve of upcoming.(2)Significance：an effective mechanism for arbitrage can improve the efficiency of stock index futures pricing,which is essential for stock index futures market.(3)Defining key concepts：such as stock index futures,arbitrage,arbitrage opportunities,futures-spot arbitrage,etc.(4)Research objectives：embark from the different levels of stock index futures arbitrage prospective study for China*s stock index futures futures-spot arbitrage is provided.(5)Research ideas：the thesis is mainly based on cost of carry theory,also analyze with threshold cointegration based on historical data.(6)Three innovation points are provided.IVAbstractChapter 2 summaries the theory and relevant literature of stock index futures futures-spot arbitrage.Futures-spot arbitrage part involves no arbitrage theory,the law of one price,effective market theory,the risk-neutral pricing theory.Futures-spot arbitrage literature part is divided into foreign and domestic(mainland)parts,the foreign literature show their study systematically and deeply including:the causes of arbitrage opportunities,arbitrage opportunities,the speed of response to profit-taking,pure arbitrage and quasi-arbitrage,arbitrage and pricing efficiency,non-held-to-maturity strategies9 arbitrage threshold,and so on.National literature began to show only in recent years,such as,futures-spot arbitrage pricing model is derived the empirical analysis of fiitures-spot arbitrage based on the cost of carry theory.Chapter 3 discusses stock index futures pricing based on the cost of carry model,Pricing is the basis of futures-spot arbitrage.First,pricing model is derived.The test of the applicability for pricing model and pricing model flaws are described under the perfect capital market.Because the perfect capital market assumptions do not meet the reality of the existence of the actual transaction costs,the next is the interval pricing model in incomplete markets considering the cost.Finally,six kinds of pricing model with different factors are introduced.So far9 the cost of carry model has been standard model for stock index futures pricing.Chapter 4 analyzes futures-spot arbitrage gradually and deeply in accordance with logical sequence from the arbitrage to stock index futures arbitrage to stock index futures futures-spot arbitrage.Arbitrage part analyze the nature of arbitrage：copy the same cash flow of financial products and prices will imbalance temporarily；arbitrage opportunities：non-balance of the financial market prices is the source；the restrictions of arbitrage：including arbitrage cost and risks,external regulation9 the maturity of the market；arbitrage comparative advantages：the small risk and stable income；biggest drawback：the potential revenue is limited.Stock index futures arbitrage part analyze its characteristics by comparison of stock index futures and commodity futures arbitrage.Six types of arbitrage,such as the futures-spot arbitrage,cross-term arbitrage,cross-market arbitraget cross-species arbitrage,expiration-date arbitrage and event arbitrage,were described；Primary role of stock index futures arbitrage is to achieve a balance of price,followed by increasing market liquidity.Stock index futures fiitures-spot arbitrage is analyzed that which is the true arbitrage,as well as its positive and negative functions and its risk factors.AbstractChapter 5 analyzes strategy and process of stock index futures fiitures-spot arbitrage.Apart from the held-to-maturity arbitrage strategy,there are non-held-to-maturity strategy r including the early unwindings delayed unwindings(or rollovers).Under suitable conditions these strategies will be operated to bring greater benefit to investors.According to process chart of stock index futures futures-spot arbitrage their earnings will be the biggest quantitatively,when the held-to-maturity and non-held-to-maturity arbitrage strategy are used flexibly considering positive arbitrage or reversal arbitrage and a variety of market conditions.Chapter 6 studies futures-spot arbitrage of stock index fixtures empirically based on the cost of cany model.First,Stock index futures mispricing are the source of futures-spot arbitrage opportunities,such as IPO effect,the early market stage,dividend period of index constituent stocks,turning point of market,unexpected incidents,etc.Second influencing factors for fiitures-spot arbitrage involves：(1)cost：including transaction costs and tracking error.(2)limited factors：the simulation of the index*the estimated dividend rate,margin reserve,risk-free rate of return identification.Finally,daily price datun of Taiwan*s weighted stock index futures,spot and Hong Kongs Hang Seng index futures,spot from 2001 to 2006 are studied empirically aimed at arbitrage opportunities.Result shows that the two markets have greater difference on arbitrage opportunities.Chapter 7 studies fiitures-spot arbitrage opportunities with the threshold cointegration model in the presence of transaction cost of stock index futures.First,evolution process of econometric methods for the examination of law of one price is reviewed.In the presence of transaction cost,threshold cointegration model should be adopted to estimate the arbitrage threshold.Second*the thesis introduces nonlinear time series modeL objectivity and passive explanation of threshold model,test of the arbitrage opportunity in the presence of transaction cost.Finally,Balke and Fomby(1997)s threshold cointegration model is described in detaib and five minutes datum of Hong Kongs Hang Seng index futures from January 2,2008 to April 3,2008 are tested empirically,in which threshold value is less than the arbitrage interval based on classic holding-cost theory that show the latter underestimated the value of early unwindings(early unwindings bring an increase of earnings).For the Shanghai and Shenzhen 300 index futures simulation trading,the arbitrage opportunity is folly consistent when adopting original price or log price with five-minute datum,which is also almost completely identical to the result of original price or log price with VIAbstractone-minute datum.These indicate that frequency,amplitude and duration of arbitrage opportunities were significant for the simulation trading.Chapter 8 deduces the influence factors of futures-spot arbitrage：scale of arbitrage funds,securities loan mechanism opportunity cost of arbitrage fimds,transaction costs,the margin ratio and so on,according to important role of futures-spot arbitrage to improve the pricing efficiency of stock index futures.Thus,possible existing problems are discussed when China will launch stock index futures in the future,for example：theoretical price can not be reasonablelt estimated,financing needs,and other related systems.Finally,the corresponding policy recommendations are raised.Chapter 9 is about the conclusions and prospect.The corresponding conclusions are drawn from the theoretical and empirical aspects,A further study on stock index futures fiitures-spot arbitrage depends on the improvement of the sofaware and data.Key Words：stock index futures,futures-spot arbitrage,cost of carry,threshold cointegrationVII学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：毕舛力叫年3月z。日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。学位论文作者签名：Z?有力年3月“日第1章绪论第1章绪论1.1 研究背景1.1.1 世界股指期货发展股指期货的发展历程大致可以分为四个阶段：股指期货的孕育和产生阶段(19771982年)、股指期货的成长阶段(19831987年)、股指期货的停滞阶段(19881989年)、股指期货的快速发展阶段(1990-至今)。作为20世纪80年代 金融创新中出现的最重要、最成功的金融工具之一，股指期货的产生是股票市场 发展到一定阶段的产物，是专门为投资者规避股票市场上的系统性风险而设计 的，它以全新的理念开拓了新的投资领域和机会。股指期货诞生于美国，它的出现是由于当时美国证券市场发展的需要。20 世纪70年代，金融全球化和自由化增加了风险的来源和传播渠道，放大了风险的 影响和后果，全球商品和资产的价格波幅加剧，金融危机频频发生。与此同时，西方各国受石油危机影响，经济发展不稳、增长缓慢，利率、汇率波动频繁，通 货膨胀加剧，股市一片萧条。股票市场经历了二战后最严重的一次危机，美国主 要股票指数S&P500指数曾最高从110多点暴跌至60多点，之后又从60多点上涨至 140多点；道琼斯指数跌至1700点，在19731974年的股市下跌中跌幅超过了 50%,甚至超过了20世纪30年代金融风暴时期的一倍。考虑到当时美国存在严重 的通货膨胀，1972年-1974年美国股市的下跌幅度给投资者造成的损失与1929年 大萧条接近。股指的大幅波动给股票市场的投资者带来了巨大的痛苦，投资者对 股票风险管理工具的需求非常强烈。1977年，堪萨斯市交易所(KCBT)向美国商品期货交易委员会(CFTC)提交开展股票指数期货交易的报告，CFTC即批准了KCBT的报告。1982年2月24 日，KCBT推出了世界上第一份股指期货合约价值线股指期货合约；4月21 日，芝加哥商业交易所(CME)推出了S&P500股指期货；5月6日，纽约期货交 易所(NYBOT)也迅速推出了NYSE综合指数期货交易。其实在堪萨斯交易所于 1982年推出世界上第一份股指期货合约之前，美国关于股指期货的研究就已经有 十余年的历史，只是由于当初没有发现现金交割这一创新，无法将商品期货管理 第1章绪论制度与股票市场整体系统性风险管理有机结合起来。因为在交割环节，如果采用 商品期货中实物交割的方式，交割成本就过高，难以适应资本市场的风险管理需 要。现金交割极大地提高了效率，使股指期货得以顺利产生叱 股指期货推出来 之后就因为其具有的流动性高、交易成本低、市场效率高的特征受到了投资者的 欢迎，投资者纷纷运用股指期货管理其股票资产。价值线平均指数期货推出当年 成交量就达到了35万张，S&P500指数期货成交量更是达到了 150万张。1984年，股指期货成交量已占美国所有期货成交量的20%以上，其中S&P500股指期货的成 交量更大，成为世界上第二大金融期货合约咒股指期货在美国成功交易引发了 世界性的股指期货上市潮，从北美到南美，从欧洲到亚洲，从大洋洲到非洲都有 交易所推出股指期货，以美洲、欧洲和亚洲地区居多，如表LL据Bloomberg 不完全统计，目前全世界共有74种主要指数拥有上百种期货合约。全球最著名的 三大股指期货指数标的分别为美国的S&P500指数(美洲)、英国的FTSE100指数(欧洲)和日本的Nikkei225指数(亚洲)，其中S&P500指数期货最具代表性。表L 1世界主要股指期货合约国家或 地区指数期货合约交易单 位(/点)开设时 间开设交易所成份 股数美国价值线指数期货(VLD500美元1982.2堪萨斯城期货交易 所(KCBT)1665标准普尔500指数期货(S&P500)500美元1982.4芝加哥商品交易所(CME)500纽约证交所综合 指数期货(NYSE)500美元1982.5纽约期货交易所(NYFE)主要市场指数期货(MMI)250美元1984.4芝加哥期货交易所(CB0T)20日经225指数期货(Nikkei225)1990.9芝加哥商品交易所(CME)欧洲顶尖指数期货(EUROTOP)1992.10纽约商品交易所(COMEX)台湾加权股价指数期货期 货(TX)1998.7台湾期货交易所(TAIMEX)电子类加权股价指数 期货(TE)1999.7金融保险类加权股价 指数期货(TF)小型股指期货(MTX)2001.4日本日经225指数期货(Nikkei225)1000 日 元1988.9大阪证券交易所(OSE)225东证股票指数期货(TOPIX)东京证券交易所(TSE)英国金融时报100指数期货(FTSE100)25英磅1984.5伦敦国际金融期货 交易所(LIFFE)1002第1章绪论资料来源：根据各交易所网站，文献等资料整理。国家或 地区指数期货合约交易单 位(/点)开设时 间开设交易所成份 股数法国法国证券商协会40指 数期货(CAC40)200法郎1988.6法国期货交易所(MATIF)40香港恒生指数期货(HSI)50港元1986.5香港期货交易所(HKFE)43小型恒生指数期货(MSI)10港元2000.1043国企指数期货(HHI)50港元2003.1243新华富时中国25指数 期货2005.525恒生中国H股金融行业 指数期货2007.49新加坡日经225指数期货(Nikkei225)500日元1986.9新加坡国际金融交 易所(SIMEX)225摩根斯坦利世界指数 期货(MSCI)1993.3道琼斯台湾股指期货1997.1泰国股指期货1998.10马来西亚股指期货1998.11德国德国股指期货(DAX)100马克1990.9德国期货交易所(DTB)30澳大利 亚普通股指数期货(AU Ordinaries)100澳大 利亚元1983.2悉尼期货交易所(SFE)新西兰新西兰股指40期货(NZSE 40)1991.9新西兰期货交易所(NIFE)奥地利奥地利股指期货(ATX)1992.8比利时比利时20指数期货(BEL 20)1993.9丹麦丹麦股指期货(KFX)1989.12泛欧指 数泛欧100指数期货(EUROTOP 100)1991.6芬兰芬兰指数期货(FOX)1988.5社乂 荷二阿姆斯特丹股指期货(AEX)1988.10西班牙西班牙股指期货(IBEX 25)1992.1西班牙不定所得交 易所(MEFFRV)瑞典瑞典股指期货(OMX)1989.12瑞士瑞士股指期货(SMI)1990.11加拿大多伦多50指数期货(TORONTO 50)1987.5上世纪90年代以后，随着世界证券市场的迅猛发展，投资者以及作为中介 机构的投资银行对于套期保值工具的需求猛增，使得近十年来股指期货的数量增 长很快，如图1.lP1o无论是市场经济发达国家，还是发展中国家，股指期货交 易都呈现良好的发展势头：截至2006年，根据WFE统计，全球共有34个国家 3第1章绪论和地区的28家交易所上市股指期货，如表L2。2006年，股指期货占全球期 货交易的比例高达18%,仅次于利率期货。2007年占整个期货份额上升到37%,在国外整个金融产品中是最重要的品种。股指期货是金融期货中历史最短、发展 最快、最成功的金融产品，已成为国际资本市场中最有活力的风险管理工具之一。画指期货的成交量期货与现货成交金额的比匐图L1世界股指期货成交量增长趋势表1.