基于NetLogo平台的熔断机制建模与仿真

周春燕 董琴 朱紫薇 王宏伟

摘要： 熔断机制的引进使得中国股市短时间内经历了剧震。本文选取股民心理因素，通过NetLogo平台构建模型对熔断机制的运行进行仿真，推出结论：在熔断机制下，理性投资者会帮助市场恢复交易；而从众心理与恐慌情绪会使大部分投资者非理性跟风，导致的“磁吸效应”迅速触发熔断式停盘。

Abstract： The introduction of circuit breaker made a shock in Chinese stock market in a short period of time. This article constructs a model to the simulation of the operation of circuit breaker by selecting psychological factors on NetLogo platform. In conclusion， rational investors will help restore market transactions， but the herd mentality and panic can make most of the irrational investors to drive stock close by rapidly selling off under circuit breaker.

关键词： 仿真；熔断机制；心理因素；NetLogo

Key words： simulation；circuit breaker；psychological factors；NetLogo

中图分类号：F830 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0067-02

0 引言

熔断机制是金融市场对交易品种价格剧烈波动设置熔断限价的监管制度，它最早起源于美国，设置的目的是在金融市场上价格发生突然变化时，一方面给投资者提供冷静的时段，防止其过度非理性交易；另一方面给监管者采取应对措施争取一定的时间。目前已有多个国家的交易市场设立了熔断制度。中国证券市场于2016年1月1日起正式在A股实施指数熔断机制，熔断基准指数为沪深300指数，采用5%和7%两档阈值。沪深300指数涨跌幅超过5%，将暂停交易15分钟；沪深300涨跌幅超过7%时，交易时间将暂停至收盘。实施后仅4个交易日触发4次“熔断”，造成股市剧震，A股市值从2015年底的52.9万亿元猛降至46.1万亿元，蒸发6.8 万亿元，不得不于2016年1月8日暂停实施熔断制度。鉴于国外的相关经验，熔断机制被认为能降低股票市场的波动性，事实上熔断机制的出现却导致中国股市快速的停盘然后停市。为什么“中国式熔断机制”会失败？本文以NetLogo为平台，通过对投资者交易行为建模仿真，来分析熔断机制的出现导致中国股市波动加剧并直至出现停盘停市的情形。

1 熔断机制失败的因素分析

熔断机制实施伊始存在诸多不利的客观因素：人民币持续贬值；经济形势不乐观；注册制实施进度超出预期；国际原油期货价格创新低等。而主观方面，股民的从众心理和恐慌情绪等心理因素直接影响了投资者的交易行为。

消极的心理因素分析：随着跌幅不断扩大，熔断跌幅5%的触发让很多人始料未及，因此在熔断的15分钟内投资者产生了大范围恐慌；当市场情绪被散户的跟风心态所主导急于抛售，在市场触及7%跌幅前将股票卖出。

积极的心理因素分析：假设一部份股民看到股票下跌，对股票持有积极的态度，买跌不买涨。不盲目跟风。涨跌幅5%到涨跌幅7%之间时，积极买入。

客观因素通过对股民的心理因素影响股市的交易趋势。所以本文选取股民心理因素作为仿真建模的主要变量，根据股民的积极预期和消极预期两种心理进行仿真对比分析，展示从5%熔断点到7%熔断点的交易演变过程。

2 仿真建模

NetLogo是一个用来对自然和社会现象进行仿真的可编程建模平台，内嵌许多复杂系统模型，本文以Traffic basic模型为基础，对熔断机制运行进行仿真。

2.1 总体构造 交易系统由道路、股民、信号灯构成。其中道路代表股市，假定道路是环形封闭的。只有一条道路，根据瓦片（patch）的坐标，能够标注方位，用来表示股民的持仓状况，右侧的道路总长度为15个。假定股民为参与股市的交易人，现实中参与股市的人数在交易期是可预计的，在理想的情况下设置系统中股民的数量为0到50之间。设置其中一个瓦片为信号灯，用来显示是否触及熔断点。信号灯左侧是持有股票的用户，右侧是持有货币的用户。左侧用户通过信号灯代表股票转换成货币，右侧转换到左侧代表货币转换股票，以交易用户的心理因素影响股票的交易速度，有助于观察其速度变化与股市运行情况，致使A股的交易速度变化。消极心理情形下，股市若触及跌幅5%，股民会在触及7%跌幅之前急于卖出股票，因此左侧股民想要加速通过熔断信号。而想要买进的股民持币观望，熔断信号右侧的股民缓慢前进；积极心理情形下，与之相反，股市在触及跌幅5%时股民积极买入，熔断信号右侧股民会加速通过到左侧，而想要卖出股票的股民正常交易。信号灯代表熔断信号，将熔断信号设置在道路坐标为（10，1）位置上，颜色为红、黄、绿三种，股民心理因素变化来控制股民的交易趋势的变化，进而影响熔断信号的颜色变化。熔断信号颜色为绿色代表股市正常运行，信号为黄色时代表熔断阀值5%警示，信号为红色时代表熔断阀值7%警示。

2.2 参数设置 设置股民的最小交易速度、最大交易速度。股民加速交易为0.3，减速交易为0.2。交易速度代表股民的买入或卖出动向。

2.3 规则设置 环境规则：当视图中熔断信号为绿色时，股民在股市正常交易不收干扰；视图中熔断信号为黄色，则为熔断阀值5%的警示；当视图中熔断信号为红色，为熔断阀值7%的警示；右侧道路拥堵，熔断信号为红色则股市交易停止。即代表沪深300涨跌幅超过7%，交易时间将暂停至收盘。

运转规则：交易时间为连续的，只有触发熔断条件才中断；交易是双向的，信号的左侧代表股民卖出股票，信号的右侧代表股民买进股票；参与股市交易的股民的人数在交易时期内是既定的；当股市正常运行时，此时熔断信号为绿色，股民的交易速度不加限制；当熔断信号右侧的股民数量等于10个，右侧道路已经较为堵塞，为熔断机制5%阀值警示，交易暂停15分钟。此时熔断信号为黄色；当信号灯右侧的股民速度为15个时，右侧道路已经非常堵塞，为熔断机制7%阀值警示，此时熔断信号为红色，交易停止，所有股民速度变为0。

3 仿真过程分析

3.1 无熔断限制 当系统初始化完成并开始运行时，股民开始参与股市活动，此时熔断信号为绿色，代表股市交易正常，股民交易股票自由，不受熔断机制的影响。

3.2 熔断阀值5%的情形

3.2.1 股民消极心理的仿真 过程描述：熔断信号为绿色后，为无熔断信号限制时期，股民参与股市交易的速度加快，熔断信号左右右侧的股民人数随机增加。但当熔断信号右侧的股民数量等于10个时，右边的道路空间变得紧张，股市接近跌停5%熔断信号右侧的股民数量等于10个，熔断信号的计时器时间为26时，熔断信号为黄色，即为熔断阀值5%的警示。如图1所示，在时间0到26之间都为无熔断信号时期，股民股票交易正常进行，前期股民股票交易的最小速度与最大速度差距较大，但越接近熔断阀值5%，股民的交易速度越接近最大交易速度。说明卖出股票的交易次数不断在增加，当市场达到熔断阀值5%，即代表沪深300涨跌幅超过5%，实行熔断机制，交易时间将暂停15分钟。

3.2.2 股民积极心理的仿真 过程描述：熔断信号为绿色后，为无熔断信号限制时期，股民参与股市交易的速度加快，熔断信号左右侧的股民人数随机增加。但当熔断信号右侧的股民数量等于10个时，右边的道路空间变得紧张，当一部分股民为积极心理，在股市跌幅至5%时，熔断信号右侧的股民保持正常的速度运行，即股民将股票转换货币的次数不加限制。熔断信号右侧的股民加速通过到左侧。即股民用货币购入其较看好的潜力股。如图2所示，持股用户不急于卖出，而持币用户积极买入，与消极用户行为相反。这样的行为延长了股市正常交易的时间，甚至能够让已经出现了沪深300涨跌超过5%的股市返回正常的股市交易时期。根据现实情况，值得强调的是盲目从众的股民始终是大于理智股民，最终还是无法避免7%的到来。

3.3 熔断阀值7%的情形 熔断信号为黄色后，如图1箭头所指部分，在计时器于26到79之间的时间内，为熔断信号的5%警示到7%警示的过渡期。位于熔断信号左侧的股民应该减少通过熔断信号的次数。但如图1所示，在过渡期以红色标识的股民的交易速度在越接近7%熔断阀值时（时间为79）较高频率地接近最大速度，说明左侧股民以较大速度通过黄色熔断信号，熔断信号的右侧道路被增加股民所占据，当瓦片的数量增加到15个时，道路没有多余空间，在计时器为79时，右侧道路拥堵，监视器显示交易人交易股票的速度为0，熔断信号为红色，股市交易停止。

虽然已经出现熔断阀值5%警示，但在熔断阀值5%警示冷静期过后的时间里，按常规说，持股用户人数应该减少，但根据现实情况，在停盘之前，由于股民趋利避害的心理，希望的是在再次开盘时抓紧时间脱离股市，持股用户人数反而增加，股民市场在触及7%的熔断点前将存货卖出，降低自身损失。因此会出现持币用户不急于将货币转换股票或持股用户急于卖出股票的情况，导致股市瘫痪。最终沪深300涨跌幅超过7%，触发熔断机制，交易停止。

4 结论

本文根据投资者的不同的心理因素进行模拟仿真，分析其对股市股票交易的影响。虽然较理智的投资者较好的推进的股市的交易，但是由于市场情绪被大部分散户的投机心态所主导，大部分人们并未像想象中的冷静下来，而在静默期内紧张情绪进一步升温。大多数散户此时唯一的理性反应就是在市场触及7%的熔断点前将存货卖出；机构投资者由于止损和应对赎回的要求也选择跟着散户的步伐抛出筹码。这种个体的理性行为导致的集体非理性使得各方参与者并未出现分歧，而坚定地成了市场空方并相互踩踏。股市熔断机制是为了更好的调控股市风险，但是结果表明，放到中国就有些“水土不服”，一旦指数触发了第一个熔断阈值，第二个熔断阈值也会很快被击破。显示该机制存在进一步的完善空间。证券管理机构需要深刻反思目前股市的制度设计，通过合理的制度搭配，根据市场状况调整熔断阀值，细化熔断规则，并在推出新的监管制度时做好市场模拟与科学论证。只有这样，才能在股民结构不合理、投资理性程度不够的中国股票市场上通过熔断机制实现降低股价波动、维护市场稳定的作用。

参考文献：

[1]陈碧霄.对中国股市熔断机制的思考与看法[J].科技风，2016（2）.

[2]杨媛.探讨熔断机制对我国股市的影响[J].财政金融，2015（11）.

[3]陈旭光，陈旭东.论股指熔断机制在我国的效用[J].东北财经大学学报，2010.

[4]李凤云.熔断机制反思[J].中国金融，2014.