连续交易竞价撮合算法

王习平

本文研究了连续交易竞价撮合算法，旨在提高交易市场的效率和公平性。首先，介绍了连续交易竞价撮合算法的背景和意义，阐述了研究目的。详细分析了连续交易竞价撮合算法的基本原理，包括交易市场的基本概念和定义、核心思想以及撮合过程。在此基础上，探讨了连续交易竞价撮合算法的优化与改进方法，包括市场深度优化以及高频交易环境下的应对策略。为了验证撮合算法的实际效果，本文进行了实证分析，包括数据来源和处理、撮合算法的实证实现以及撮合算法优化的实证效果评估。

一、引言

（一）连续交易竞价撮合算法的背景和意义

连续交易竞价撮合算法作为金融市场中的核心机制，旨在实现买卖双方的公平交易和市场的高效运作。随着金融市场的快速发展和技术的进步，交易量和交易速度不断提高，对撮合算法的要求也越来越高。在这个背景下，连续交易竞价撮合算法应运而生，其意义主要体现在提高效率，降低交易成本，提高市場流动性，保障交易公平性，满足市场参与者的多样化交易需求，适应市场发展的需求。

（二）研究目的

深入研究撮合算法有助于确保所有市场参与者在公平的竞争环境下交易，避免市场操纵和内幕交易等不公平现象。随着金融市场的发展和交易需求的多样化，研究连续交易竞价撮合算法有助于更好地应对各种交易场景，满足市场发展的需求。

二、连续交易竞价撮合算法的基本原理

（一）报单委托

下达交易意向指令构成报单委托，报单委托从价格属性上分为限价委托和市价委托。限价委托是指好于指定的价格才能成交的委托，而市价委托则不设定具体价格。

（二）连续交易竞价撮合的价格优先、时间优先原则

价格优先、时间优先原则是指在交易市场中，对买卖指令进行排序和执行的一种规则。当有多个买卖指令在市场上出现时，先执行报价最高的买单和报价最低的卖单。这是因为报价最高的买单表示买方对资产的需求最强烈，而报价最低的卖单表示卖方对资产的供应最充足。而在价格相同的买卖指令中，先执行先提交的指令。这意味着在相同价格的买卖指令中，最早提交的指令将优先得到执行。

总之，价格优先、时间优先原则是交易市场中的一种基本规则，旨在确保交易的公平性和有效性。在这个原则下，交易市场会优先执行报价最优且最早提交的买卖指令。

（三）撮合过程的详细描述

在连续交易阶段，每输入一笔报单，要立即判断它能否成交。客户录入市价/限价指令后，如果是该交易合约的最优价位，交易系统自动按照价格优先/时间优先的原则寻找对手进行撮合，该指令可能立即全部成交，或者分成几笔成交、部分成交，甚至完全不成交。未能成交的剩余申报进入申报库以价格优先/时间优先的原则排队等待。每次撮合如果有成交，该合约的参考价修正为最新成交价。

成交价确定的原则为中间价原则，即取买入价、卖出价、前一成交价三者中间的价格。如果前一成交价没有，则取上日结算价作为前一成交价。

1.撮合交易流程：

2.价格优先、时间优先撮合示例：

如表，现有的撮合队列如下图所示

当插入一个报单，买卖方向为买入，价格为23，数量为88手的报单的时候，报单簿根据排队原则，变为：

此时买报单簿的第一条和卖报单薄的第一条可以进行成交，成交的价格为23，成交量为80手。完成之后的报单簿如下图：

此时如果有一方向为买入，价格为25，数量为80的报单进入，则：

此时，买入报单簿的第一条记录和卖出报单簿的第一条记录可以成交，成交的价格为 25，24，23（前一成交价） 此三者的中间价，所以成交的价格为24，数量为50手。成交之后的状态如下：

如此时有一个市价卖出报单，共计30手，则报单簿成为：

由于是市价，所以成交的价格一定为25，手数为30手。

三、连续交易竞价撮合算法的优化与改进

（一）市场深度优化

1.市场深度的概念

市场深度是指交易市场中，买卖盘报价的多样性和数量。市场深度反映了市场中的流动性和交易活跃程度，可以通过买卖盘的报价层次、报价数量以及报价之间的差距来衡量。市场深度越高，表示市场中的买卖盘报价越丰富，交易者可以更容易地找到合适的交易对手，从而提高市场的流动性。高流动性的市场有助于投资者快速进出，降低交易成本。市场深度较高的市场，买卖盘报价之间的差距较小，价格波动较小，减少投资者的风险。帮助投资者了解市场中的交易情况，提高市场的信息透明度。市场深度较高的市场，通常意味着更多的参与者和竞争，有助于维护市场的公平性，防止少数投资者操纵市场价格。

2.市场深度优化方法

优化市场深度主要涉及提高市场流动性、增加交易量和降低买卖价差。包括：1.了解市场需求：研究市场趋势和需求，以便更好地了解投资者的需求和行业发展方向。2.提高市场透明度：公开和透明的市场信息有助于吸引更多投资者参与交易。3.降低交易成本：降低交易手续费、税收等成本，有助于吸引更多投资者参与市场交易。4.引入做市商：做市商通过报价买卖价差，为市场提供流动性。5.增加产品多样性：推出更多种类的金融产品，满足不同投资者的需求，有助于提高市场深度。

（二）高频交易的应对策略

1.高频交易的特点和影响

高频交易是指利用高速计算机程序和先进的算法策略在极短的时间内进行大量交易的一种金融市场交易方式。高频交易的核心是高速计算机程序和先进的算法策略，使得交易可以在毫秒甚至微秒级别完成。高频交易为市场提供了大量的流动性，降低了交易成本。但也可能在短期内放大市场波动，导致短期价格波动加剧。一旦出现技术故障或错误，可能会导致市场异常波动或系统性风险。高频交易的参与者通常拥有先进的技术设备，在市场中具有一定的竞争优势，可能导致其他投资者处于不公平的竞争环境中。

2.高频交易环境下的撮合算法优化

主要包括2个方面：1.提升撮合系统性能和吞吐量支持高频交易带来的巨大交易量。分品种构建撮合单元，多个撮合单元并行执行撮合过程；分布式处理，增加撮合处理流水线长度，这样会一定程度增加撮合处理的时延，但会大大增加吞吐量，以保障交易处理通畅，这是交易公平性的首要保证。2.增加交易处理随机时延。具体在交易处理随机增加时延，有意延长撮合处理时间。这样可以避免瞬间突发的市场波动，使得波动时间加长，全市场的参与者都有机会纠正市场短期失效。同时也避免了拥有先进技术和设备的高频交易市场参与者赢者通吃。更好地维持了市场的多样性和公平性。

四、连续交易竞价撮合算法的实证分析

（一）数据来源和处理

连续交易竞价撮合算法在华鑫证券N视界高仿真交易平台上得到实证。

1.数据来源说明

华鑫证券N视界高仿真交易平台是仿真国内沪深2家证券交易市场、5家期货交易市场（中国金融期货交易所、上海期货交易所、大连商品交易所、郑州商品交易所，上海国际能源交易中心）和上海黄金交易所的模拟交易平台，拥有30万仿真用户，构建了类似真实交易所的撮合交易机制，其仿真用户通过该平台演练投资方法和投资策略，这些投资方法和策略最终都会投产。因此，平台的模拟撮合算法的成熟度是被这些用户验证过的。本文论述的算法是在此平台上验证的。

2.数据预处理方法

采集沪深交易所逐笔行情数据，按品种分成40组数据，利用40组撮合单元来验证撮合结果。分组的目的是提高验证效率，也论证了分布式撮合对高频交易性能的支持。

（二）撮合算法的实证实现

1.实证实现的框架和步骤

按前述算法用C++实现一个交易撮合引擎，用沪深交易所level2行情中的逐笔委托数据作为委托输入，交易撮合引擎进行撮合处理，处理后输出逐笔成交。比对输出的逐笔成交和沪深交易所相应的逐笔成交数据（level2行情中的公开数据）。本方法主要用来验证撮合结果的正确性和性能提升有效性。

2.实证结果的分析与讨论

重放逐笔委托精确验证撮合算法的正确性，40组5轮验证，比对逐笔成交结果完全一致。增加撮合单元可以线性增加系统处理能力。

（三）撮合算法优化的实证效果

1.优化方法的实证实现

将交易撮合算法仿真平台开放给仿真用户使用，另设立一组高频交易机器人用特定时间段沪深逐笔委托数据模拟高频交易，时间段中包括极端事件下的行情，這样不但可以通过比较逐笔行情来评估市场行情偏离程度，也能验证高频交易的算法支撑，以及高频交易在撮合算法调整时的不同影响。

2.优化效果的评估

通过仿真交易验证了增加撮合流水线处理路径能大幅提升系统吞吐量，同时也增加了交易时延。在吞吐量增加6倍的情况下，时延增加了15%，说明在交易量大幅增加时，延展撮合处理流水线有助于提高系统吞吐量，交易时延增加值在可接受范围内。

随机增加交易撮合处理时间，交易撮合时延在12us左右，委托机器人组处理时延差距控制5us以内。当随机时延也增加到8us时，委托机器人组不同处理速度的机器人优势丧失。随着随机时延逐步加大，能显著观察到降低突发事件引发的行情波动率。

五、结论

（一）研究总结

连续交易竞价撮合算法是一种在金融市场上用于实现买卖双方交易的关键技术。其目标是在保证交易公平、公正的基础上，实现交易双方的订单快速、高效的撮合。前面讨论了撮合方法以及价格时间优先原则，也讨论了高频交易下的算法支持和市场深度优化。

（二）研究局限与未来展望

在近年来的研究中，连续交易竞价撮合算法得到了广泛关注和研究，主要包括以下几个方面：1.价格按比例分配原则：这也是最基本的撮合原则之一，即以价格优先为基础，在同一价格下按照申报数量的比例进行撮合。这种原则主要用于价格变化不大而交易巨大的交易品种，如银行间债券市场。2动态撮合算法：动态撮合算法主要关注市场中的瞬时流动性，通过实时调整撮合参数，以实现更高效的订单撮合。这些研究成果有助于提高金融市场的交易效率、流动性以及公平性。

（作者单位：华鑫证券有限责任公司）