人工智能和机器学习能与量化多因子选股模型相结合
人工智能（Artificial Intelligence）实质因此数理模型为核心工具，结合掌握论、认知心理学等其它学科的研究成果，终极由打算机系统仿照人类的感知、推理、学习、决策等功能。从模型构建的角度上来看，机器学习与多因子选股有诸多共通之处，借助机器学习模型，多因子模型可以在以下方面比较于传统方法论有所打破：1. 机器学习模型比较传统线性模型在海量数据下有更好的性能。基于机器学习的多因子选股模型能充分利用海量、高维的因子数据。2. 大多数机器学习模型都具有非线性拟合能力。基于机器学习的多因子选股模型能利用非线性因子。
两种常用的机器学习模型：XGBoost和Stacking均有精良的选股能力
本文先容了两种常用的机器学习模型的事理：XGBoost和Stacking。XGBoost具有非线性拟合能力强、速率快等特点。Stacking则具有集成多个强学习器来达到取长补短的能力。我们在全A股票池内，构建月频调仓的中证500增强策略，在2011年1月31日到2019年9月30日的回测区间内，XGBoost年化逾额收益率为17.17%，逾额收益最大回撤为3.88%，信息比率为3.57。Stacking年化逾额收益率为18.36%，逾额收益最大回撤为4.74%，信息比率为3.70。两个模型均有精良的选股能力。
人工智能量化多因子基金利用了AI技能，具有量化投资的多种优点
本文以信达澳银量化多因子稠浊基金（166107.OF）为例，剖析了人工智能量化多因子基金的特点。该基金通过人工智能技能来利用多种来源的因子并进行非线性拟合，在云打算平台上实现专业策略回测框架、系统策略剖析工具和仿照实盘交易的快速落地。该基金还具有传统量化投资中的纪律性上风、管理方法上风、风险管理上风、投资视野上风、多层次策略组合上风等特点。
风险提示：通过人工智能模型构建选股策略是历史履历的总结，存在失落效的可能。人工智能模型可阐明程度较低，利用须谨慎。本报告对历史数据进行梳理总结，不构成任何投资建议。
人工智能与多因子选股模型的结合
人工智能（Artificial Intelligence）实质因此数理模型为核心工具，结合掌握论、认知心理学等其它学科的研究成果，终极由打算机系统仿照人类的感知、推理、学习、决策等功能。近年来，伴随着打算机算力的大幅提升和海量可用数据的积累，人工智能技能经历了突飞年夜进的发展。从围棋到电子竞技再到多人德州扑克，人工智能展现了其在繁芜博弈环境中的强大自我学习能力。人工智能和它借助的机器学习方法也逐渐渗透到人类生活的方方面面。从手写数字的自动识别，到电脑手机上的指纹解锁功能、语音识别系统，再到无人驾驶、智能医疗、智能投顾等热门领域，处处都有人工智能的身影。在投资领域，为了论证人工智能的有效性和可行性，自2017年6月开始华泰金工连续发布了24篇深度研究报告，并以周报跟踪的办法，向投资者展示人工智能和机器学习利用于量化投资中各个步骤的细节。
如图表1所示，从模型构建的角度上来看，机器学习与多因子选股有诸多共通之处，借助机器学习模型，多因子模型可以在以下方面比较于传统方法论有所打破：
1. 机器学习模型比较传统线性模型在海量数据下有更好的性能。基于机器学习的多因子选股模型能充分利用海量、高维的因子数据。
2. 大多数机器学习模型都具有非线性拟合能力。基于机器学习的多因子选股模型能利用非线性因子。
接下来，我们将先容常用的机器学习模型。
常用的机器学习模型简介
XGBoost简介
XGBoost 是梯度提升算法的一种高效实现，事理类似GBDT。传统的GBDT通过串行集成多个CART决策树来形成强学习器，XGBoost则在GBDT的根本上进行了多方面优化。比较传统的线性模型，XGBoost由于利用决策树为基学习器，具有非线性拟合能力。决策树是一种非线性的分类器，如图表2的异或问题(横纵坐标X1、X2相同则分类为1，不同则分类为0)，该问题在逻辑回归、线性核的支持向量机下无解，但是利用决策树可以轻松办理。
相较于传统的GBDT算法，XGBoost紧张在丢失函数、正则化、切分点查找和并行化设计这些方面进行了改进，使得其打算上比常见工具包快5倍以上。图表3显示了XGBoost算法的流程，它与GBDT在数学上的紧张不同之处在于演习每个弱学习器时的目标函数。
由图表3可知XGBoost算法的基本步骤与GBDT类似，下面紧张阐述XGBoost的独特之处。
1. 在丢失函数的设计上，XGBoost加入了正则项，用以掌握模型繁芜度，并且对丢失函数做了二阶泰勒展开来近似。而传统的GBDT模型没有正则项，并且在优化时只用到了一阶导数的信息。正则项的加入使得XGBoost模型有着较低的方差，不随意马虎发生过拟合。
2. 在打算信息增益选取最佳切分点时，XGBoost不是利用传统的Gini增益，而是利用图表4的公式来做评价指标。值得把稳的是引入分割不一定会使目标函数减小，由于目标函数中还有对引入新叶子的惩罚项，而优化这个目标对应了树的剪枝，当引入分割带来的增益小于一个阈值时，可以剪掉这个分割。
3. XGBoost其余一个独特之处在于其处理缺失落值的方法。模型将缺失落值当作稀疏矩阵来处理，在探求切分点的过程中，模型只对该列特色值当中非缺失落的值进行遍历，通过这个技巧来减少为稀疏特色探求切分点的韶光开销。在实现上，模型会分别处理将缺失落的特色值样本分配到左叶子结点和右叶子结点的两种环境，打算增益后选择增益大的方向进行分裂。
4. XGBoost还借鉴了随机森林的做法，支持列采样，即在选取切分点时只在部分特色中进行筛选，这样不仅能降落过拟合，还能减少打算韶光。
5. XGBoost还支持并行，但是XGBoost的并行不是指能够并行地演习决策树，而是在处理特色的层面上实现并行。我们知道，演习决策树最耗时的一步便是对各个特色的值进行排序（为了确定最佳切分点）并打算信息增益，XGBoost对付各个特色的信息增益打算就可以在多线程中进行。
Stacking简介
Stacking是一种常见的集成学习框架。一样平常来说，Stacking将演习一个多层（一样平常是两层，本文中默认两层）的模型构造，第一层（也叫学习层）包含n个不同的模型，将得到的预测结果合并为新的特色集，并作为下一层模型的输入，由下一层模型再次根据对应的数据标签进行演习，得到一个完全的框架。大略的示意图如下：
常日情形下，Stacking中第一层的模型会利用拟合度高的模型，以追求对演习数据的充分学习（如XGBoost、神经网络、SVM等）。由于不同的模型在事理上和演习集上有所差别，第一层模型可以认为是从原始数据中自动提取有效特色的过程。第一层模型中，由于利用了繁芜的非线性变革提取特色，更易产生过拟合的情形。为了降落过拟合的风险，第二层模型方向于利用大略的模型，例如逻辑回归、Lasso回归等广义线性模型。从以上剖析可以看出，Stacking能够成功的关键在于第一层模型能针对原始演习数据得出有差异性（干系性低）且预测能力好的输出值，这样通过第二层模型进一步学习后，能够在多个第一层模型中取长补短，提升预测的准确度和稳定性。
机器学习选股模型测试流程和测试结果
测试流程
机器学习选股模型的构建方法包含下列步骤：
1. 数据获取：
a) 股票池：全A股。剔除ST股票，剔除每个截面期下一交易日停牌的股票，剔除上市3个月内的股票，每只股票视作一个样本。
b) 回测区间：2011年1月31日至2019年9月30日，月度滚动回测。
2． 特色和标签提取：每个自然月的末了一个交易日，打算图表7中231个因子暴露度，作为样本的原始特色；打算下个自然月的个股逾额收益和信息比率（以中证500指数为基准），作为样本的标签。
3． 特色预处理：
a) 中位数去极值：设第T期某因子在所有个股上的暴露度序列为D_i，D_M为该序列中位数，D_M1为序列 |D_i-D_M| 的中位数，则将序列D_i中所有大于D_M+5D_M1的数重设为D_M+5D_M1，将序列D_i中所有小于D_M-5D_M1的数重设为D_M-5D_M1；
b) 行业市值中性化：将添补缺失落值后的因子暴露度对行业哑变量和取对数后的市值做线性回归，取残差作为新的因子暴露度。
c) 标准化：将中性化处理后的因子暴露度序列减去其现在的均值、除以其标准差，得到一个新的近似服从N(0,1)分布的序列。
4． 演习集和交叉验证集数据处理：直接将样本合并成为样本内数据，按90%和10%的比例划分演习集和交叉验证集。
5． 样本内演习：演习两个模型：
a) XGBoost，模型输入为231个因子，演习目标为下个自然月的个股逾额收益（以中证500指数为基准）。
b) Stacking：包含两个XGBoost基模型，两个模型输入都为231个因子，演习目标分别为下个自然月的个股逾额收益和信息比率（以中证500指数为基准），再将两个基模型集成。
6． 交叉验证调度参数：模型演习完成后，利用模型对交叉验证集进行预测。选取交叉验证集MSE最小的一组参数作为模型的最优参数。
7． 样本外测试，组合优化构建组合：确定最优参数后，以T月月末截面期所有样本预处理后的特色作为模型的输入，得到每个样本的预测值f(x)，将预测值视作合成后的因子。然后利用组合优化模型得到T月月末截面期的股票权重。进行组合优化时，优化目标为最大化预期收益，约束条件为相对付中证500掌握行业市值中性，个股主动权重偏离上限为1%。
8． 模型评价：构建选股组合评价模型。
测试结果: XGBoost和Stacking均有精良的选股能力
图表8~图表10展示了机器学习选股模型的测试结果，回测区间为2011年1月31日至2019年9月30日，月频调仓，交易本钱为双边千分之四。可以看出，机器学习构建的选股模型长期来看相对中证500具有稳定的逾额收益，Stacking由于进行了模型集成，比较XGBoost表现更好。
信达澳银量化多因子稠浊基金的特点：AI+量化投资
基金简介
基本信息
信达澳银量化多因子稠浊基金（LOF）是一种上市型开放式基金，产品紧张身分为股票，占基金资产的60%-95%，选股紧张利用的是量化多因子模型。
图表11先容了信达澳银量化多因子稠浊型证券投资基金(LOF)的产品要素：
产品用度信息
图表12先容了信达澳银量化多因子稠浊型证券投资基金(LOF)的用度信息：
产品投资流程简介
信达澳银量化多因子稠浊型证券投资基金(LOF)是基于多因子模型的投资产品。多因子模型是通过捕捉多种驱动股票价格变革的成分(因子)，对股票的预期收益率和风险进行预测，并在此根本上构建相应投资组合的主动投资管理过程。目前的多因子模型，选取因子分别包括代价、质量、技能、感情、发展和同等预期六个大类。图表13展示了此产品的投资流程，紧张步骤包括数据预处理、模型构建、组合优化、交易实行和绩效归因。首先，须要将获取的各种数据做洗濯和预处理，基于处理后的数据进行有效因子的挖掘，再根据这些因子构建投资组合。之后，综合考虑各方面的约束，如：风险约束、行业约束等，对投资组合进行优化，再完成投资交易。末了，还须要做绩效归因，对投资策略盈亏的缘故原由进行剖析。
作为量化投资和LOF基金相结合的产物，信达澳银量化多因子稠浊型证券投资基金同时具备了这两者的上风和特点。
量化投资的上风
量化投资和传统的主动投成本质上是相通的，二者都是通过对个股基本面、量价特色等方面的剖析，构建具有逾额收益的投资组合。不同的是，主动投资依赖的是基金经理的主不雅观判断，而量化投资则是通过定性思想与定量模型的结合来产生投资旗子暗记。传统意义上，投资者对付基金产品的选择较多依赖于过旧事迹和基金经理的主管判断，主动管理型产品受“人”的成分和市场风格切换的影响比较大。比较传统的主动投资方法，量化投资方法有以下几大方面的上风：
技能和数据上风
量化投资比较于传统投资的一个上风在于信息的快速吸收和处理。量化投资者有机会打仗和处理大量不同类型的数据，如金融大数据、舆情数据以及互联网数据，他们可以充分利用这些数据探究和探求市场规律，挖掘出更多有效、稳定的因子，从而得到逾额收益。此外，随着云打算平台的搭建，量化投资者可以利用大量CPU的打算能力，实现专业策略回测框架、系统策略剖析工具和仿照实盘交易的快速落地，且云打算平台与大数据的结合，还可以使交易回测结果更为准确。与此同时，人工智能干系算法和技能的发展，也为量化投资者们供应了更多的选择和可能性。各种非线性模型如决策树、随机森林、神经网络的兴起，使得量化投资者在构建多因子模型时，可不再拘泥于线性的因子，而是利用如上述非线性机器学习方法来选择非线性因子，再构建具有线性因子和非线性因子的综合量化多因子模型。
纪律性上风
传统投资的毛病之一关乎人性的弱点，比如恐怖与贪婪。很多交易者起初的交易理念或许是精确的，但交易时由于生理成分实行了缺点的决策。办理这个问题的最好方法是利用机器进行交易，由于机器比人更镇静、实行力更强，这是量化投资非常主要的上风之一。严格实行量化投资模型给出的投资建议、不随投资者的感情变革而随意变动，这样不仅可以战胜人性弱点，也可以战胜行为金融学中常常谈及的认知偏差，从而以绝对理性、符合逻辑的方法进行投资。
管理方法上风
传统的主动投资者通过对公司财务、估值等方面的信息进行综合考量，产生一个主不雅观判断结果，进而形成投资决策。而量化投资者可以通过建立模型、构建组合、回测验证等一系列流程来客不雅观评价模型的利害，有反馈地进行修正完善。相较于主动投资，量化投资可以更透明地展示与实行投资者的理念，在管理方法上是具有上风的。
风险管理上风
量化投资还有利于风险管理。风险掌握在交易过程中具有主要地位。交易者一旦被感情主导，所有止盈止损线可能就会失落去意义。但是在量化投资中，风险掌握模块可以被提前编入模型当中，这样在交易实行过程中风险就会被监控，避免了人为滋扰。
投资视野上风
传统的代价投资讲究全面、深入剖析上市公司，挖掘投资机会，但基金经理或行业研究员的精力都是有限的，很难跟踪、监控全市场。而量化投资借助于打算机强大的数据处理能力，可以做到全市场、全品种、全周期覆盖，及时捕捉投资机会，具备更广阔的投资视野。
多层次策略组合上风
量化投资在策略选择的层次与角度上也有非常大的上风。它可以自上而下地结合多层次的量化模型，例如大类资产配置模型、行业轮动模型、选股模型等等；在选股模型中，还能多角度地对各种指标进行不雅观察，包括宏不雅观周期、市场构造、估值、发展等等。并且，量化投资可以通过事后的归因剖析，剥离出各层策略的收益与风险，逐个加以完善。这种全方位多角度的评估是主动投资研究难以做到的，而量化投资方法在这方面非常有上风。
LOF基金的上风
LOF(上市型开放式基金Listed-Open-Ended Fund)，是一种可以在交易所挂牌交易的开放式基金。LOF同时存在一级市场和二级市场，可以像开放式基金一样通过基金发起人、管理人、银行及其他代销机构网点进行申购和赎回。同时，也可以像封闭式基金那样通过交易所的系统买卖。
上市型开放式基金(LOF)的上风紧张有以下几点：
1. 用度相对较低：比起普通开放式基金申购、赎回双向费率，LOF基金在交易所交易的用度收取标准比照封闭式基金的有关规定办理，交易手续费率相对较低。
2. 资金到账快：采取场外交易办法，T日申购的基金份额，T+2日才可赎回，资金从赎回日起3到7个事情日才可收到。而场内交易，可以实现T+1基金交割、资金交收。
3. 存在套利机会：当市场价格>基金份额净值(申购日)+申购用度+卖出佣金时，投资者可通过选择“场内申购”基金份额后(T+2个事情日)再“场内卖出”份额实现套利。当市场价格<基金份额净值(赎回当日)-赎回用度-买入出佣金时，投资者可通过“场内买入”基金份额后(T+1个事情日)再“场内赎回”份额实现套利。
4. 交易方便：LOF基金可以让投资者像买卖股票或封闭式基金一样在二级市场进行交易，方便投资者更快的把握行业轮动与市场择时。
5. 参与科创板投资：比较较普通投资者严格的科创板股票投资准入标准，LOF基金可以方便投资者更加积极的参与到科创板投资机会。
信达澳银基金管理团队先容
信达澳银基金于2006年6月5日成立，是海内首家由国有资产管理公司控股，也是澳洲唯一在中国合伙设立的基金管理有限公司。截止2018年12月31日，公司共管理21只公募产品，产品覆盖股票、指数、量化、债券、货币。资产管理总规模274.88亿元，个中公募基金总规模142.69亿元，专户总规模132.19亿元。
信达澳银的公募投资研究团队共有34人，共拥有基金经理10人。截至2019年9月30日，信达澳银基金旗下权柄类基金以今年前三季度42.23%的绝对收益率，位列同类排名6/126；以最近三年28.11%的绝对收益率，位列同类排名11/99。其余，信达澳银的智能量化团队发展迅速，团队创始了量化LOF+科创网下申购的投资策略，采取主动量化模型在沪深A股以及科创板股票中择优投资，并在不断推广量化多因子LOF、量化先锋LOF、量化科技龙头LOF和量化新经济LOF等产品。
信达澳银量化多因子稠浊基金（LOF）拟任基金经理为王咏辉师长西席。王咏辉师长西席是英国牛津大学工程科学本科，牛津大学打算机科学硕士，现担当信达澳银基金副总经理兼权柄投资总部总监、智能量化与资产配置总部总监，21年证券基金从业履历。自1998起曾任职于伦敦摩根大通投资基金管理公司、HSBC、BarclaysGlobalInvestor、BarclaysCapital等有名公司。2008年1月回到中国担当泰达宏利基金公司国际投资部卖力人、量化投资部卖力人等职，2010年4月至2012年8月担当泰达宏利沪深300指数增强指数型证券投资基金基金经理，2011年7月至2012年8月担当泰达宏利环球新格局(QDII-FOF)证券投资基金基金经理。2013年12月起担当鹏华中证500量化指数增强证券投资基金（LOF）基金经理，2014年12月起担当鹏华沪深300量化指数增强证券投资基金（LOF）基金经理。同时卖力管理鹏华基金的量化对冲套利专户组合和股票市场中性量化对冲专户组合，总规模500亿公民币。王咏辉师长西席2018年加盟信达澳银基金管理有限公司， 2018年6月起担当信达澳银新出发点定期开放灵巧配置稠浊型基金基金经理，2018年12月起担当信达澳银领先增长稠浊型基金基金经理， 2019年4月起担当信达澳银转型创新股票型基金基金经理，信达澳银中证沪港深高股息精选指数型证券投资基金基金经理。王咏辉师长西席是中国量化投资俱乐部第三任理事长，具有英国基金经理从业资格（IMC）和英国IET颁发的特许工程师（CEng）认证资格，是中国科学院大学管理学院MBA企业导师。
王咏辉师长西席具有丰富的量化基金管理履历，其管理的信达澳银领先增长基金（610001.OF）利用量化指数增强的方法进行投资运作，增强基准为中证500。2019年截至9月30日得到了33.65%的收益，同期中证500涨跌幅为18.54%。
风险提示
通过人工智能模型构建选股策略是历史履历的总结，若市场规律改变，存在失落效的可能。人工智能模型可阐明程度较低，归因较困难，利用须谨慎。本报告对历史数据进行梳理总结，不构成任何投资建议。
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【华泰金工林晓明团队】人工智能选股之Boosting模型——华泰人工智能系列之六
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指数增强基金剖析
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基本面选股
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【华泰金工林晓明团队】相对市盈率选股模型A股市场实证研究
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基金定投
【华泰金工林晓明团队】大成旗下基金2018定投策略研究
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【华泰金工林晓明团队】基金定投3—马科维茨有效性考验
【华泰金工林晓明团队】基金定投2—投资标的与机遇的选择方法
【华泰金工林晓明团队】基金定投1—剖析方法与理论根本
其它
【华泰金工林晓明团队】A股市场及行业的农历月份效应——月份效应之二
A股市场及行业的月份效应——详解历史数据中的隐蔽法则