Saturday, February 29, 2020

跨品种无风险利率曲线构建与应用



金融工程
跨品种无风险利率曲线构建与应用 --- 宏观固收量化系列研究之(二)
研究结论
  •   利率曲线包含投资者对未来的预期,当期的期限结构信息可以用于利率走势 的预测研判。之前基于中债国债、国开债单品种利率曲线研究发现,预测能 力确实存在,但都只能预测一年后的长期变化,短线难预测的原因可能在于 单品种利率曲线短端数据可靠性不高。
  •   即期利率曲线需要借助数学模型从债券价格数据中估算提取。中债国债即期 利率曲线计算用到的成分券数量多、久期分布均匀,但价格数据很大一部分来 自于银行间报价和市场成员估值数据,噪音因素较多,高波动的短端利率估算 准确度受到较大影响。
  •   银行间质押回购、国债、国开债信用资质接近,综合银行间市场、证券交易所 的交易价格数据,剔除交易量低、收益率异常的数据记录,借助 Neilson-Siegel 模型,并融入税率、流动性溢价对国开债定价的影响,可以估算得到一条跨品 种的无风险利率曲线。
  •   跨品种利率曲线和国债利率曲线相比,长期走势基本一致,但短端和中端利率 的波动明显高于国债曲线;高波动回购利率的加入、成分券数量有限、市场价 格数据噪音等都是造成这种现象的可能原因。在个别时点,例如 2013.06.20 钱荒时,跨品种利率曲线的短端反应更敏感,更能反映当时市场的真实情况。
  •   跨品种利率曲线的 NS 模型参数可用 VAR 方法建模,预测未来三个月的曲线 变动。利率曲线整体变动无法预测,但长端关键期限利率的可预测性在统计上 显著,方向准确率接近七成;而单品种国债利率曲线短期预测完全不可行。
  •   Cochrane(2005)的方法提取当期利率曲线的即期和远期利率信息,再通过 IVX 回归的方式可以预测不同期限零息债未来三个月的风险溢价(BRP),5710 三个期限的 BRP 样本外可预测性显著,方向准确性也有七成;对比单 品种国债利率曲线,预测能力明显提升。
  •   任何利率债组合,可用三个不同期限的零息债券复制,使得两者的久期和凸性 匹配,再预测复制组合零息券 BRP 的变化就可以研判利率债组合的走势。我 们用不同久期的中债国债总财富指数做了测试,跨品种利率曲线对指数未来 三个月涨跌幅的预测能力也非常显著,方向准确性接近八成。
  •   跨品种利率曲线通过一些处理也可以用到国开债的投资分析上。实证发现,它 对未来三个月国开债长端利率变化、长端零息债 BRP、国开债指数涨跌幅也 有显著预测能力。
  •   基于模型的定量预测,可以设计债券指数的久期轮动策略,相对等权策略基 准,轮动策略的年化收益增强幅度在 100bps 以上,年度只需做 1-2 次调仓, 实操可行。
    风险提示
    量化模型失效风险 市场极端环境的冲击
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报告发布日期 证券分析师
相关报告
2020 02 27
Table_BaseInfo
朱剑涛
021-63325888*6077 zhujiantao@orientsec.com.cn 执业证书编号:S0860515060001
利率曲线:可预测与不可预测的成分 2019-12-09 A 股风险溢价(ERP) 2019-08-30
专 题 报 告


·
目录
一、跨品种构建利率曲线的必要性 ................................................................. 4 二、跨品种无风险利率曲线............................................................................ 4
2.1 单品种利率曲线分析....................................................................................................4 2.2 跨品种利率曲线构建方法.............................................................................................5 2.3 利率曲线对比分析.......................................................................................................8
三、利率曲线的相关预测 ............................................................................. 10
3.1 曲线整体的预测.........................................................................................................10 3.2 关键期限风险溢价的预测...........................................................................................12 3.3 国债指数的预测.........................................................................................................13 3.4 国债久期轮动策略.....................................................................................................14 3.5 国开债上的运用.........................................................................................................15
四、总结 ...................................................................................................... 16 风险提示 ...................................................................................................... 16 参考文献 ...................................................................................................... 16 附录 ............................................................................................................. 17
有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。
2
图表目录
  • 图  1:中债国债利率曲线成分券各个剩余期限区间的券数量........................................................5
  • 图  2:中债国债利率曲线成分券不同价格数据来源的数量占比 ....................................................5
  • 图  3:银行间质押回购日均成交额变化(月度)..........................................................................6
  • 图  4:银行间不同期限质押式回购的成交额占比..........................................................................6
  • 图  5:用于构建利率曲线的各利率品种的券数量..........................................................................7
  • 图  6:用于构建利率曲线的债券久期区间分布占比......................................................................7
  • 图  7:平均即期利率曲线(2007.01-2019.12)...........................................................................8
  • 图  8:不同利率曲线三个月即期利率走势.....................................................................................9
  • 图  9:不同利率曲线一年即期利率走势比.....................................................................................9
  • 图  10:不同利率曲线五年即期利率走势......................................................................................9
  • 图  11:不同利率曲线十年即期利率走势比...................................................................................9
  • 图  12:国开债相对国债流动性溢价 𝛿 随时间的变化 ................................................................ 10
  • 图  13:跨品种利率曲线十年即期利率季度变动真实值与预测值对比.........................................11
  • 图  14:跨品种利率曲线十年期零息债未来三个月 BRP 真实值与预测值对比.............................12
  • 图  15:中债国债总财富指数(5-7 年)未来三个月涨跌幅真实值与预测值对比 ........................13
  • 图  16:国债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)未来三个月涨跌幅差额真实值与预测值对比 .... 14
  • 图  17:国债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)久期轮动策略表现 ...........................................14
  • 图  18:国开债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)未来三个月涨跌幅差额真实值与预测值对比.15
  • 图  19:国开债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)久期轮动策略表现........................................15
  • 表  1:不同机构、不同账户债券投资税率差异 .............................................................................6
  • 表  2:利率曲线未来三个月变动样本外预测结果........................................................................11
  • 表  3:关键期限零息债券未来三个月 BRP 样本外预测结果........................................................12
  • 表  4:不同久期中债国债总财富指数未来三个月涨跌幅样本外预测结果 .................................... 13
  • 表  5:利率曲线未来六个月变动样本外预测结果........................................................................17
  • 表  6:利率曲线未来一年变动样本外预测结果 ...........................................................................17
  • 表  7:关键期限零息债券未来六个月 BRP 样本外预测结果........................................................17
  • 表  8:关键期限零息债券未来一年 BRP 样本外预测结果 ........................................................... 18
一、跨品种构建利率曲线的必要性
利率主流分析方法是“增长+通胀”的基本面框架,但这里的基本面更多指的是未来的 基本面信息;如果想做定量分析,需要等相关经济数据发表,时间上会有滞后,投资者 对未来基本面的预期可能已经通过债券交易反映到利率期限结构中;如果投资者的预期 正确,那么提取当期的利率期限结构信息有可能准确预测未来市场走势。
我们在前一篇专题报告《利率曲线:可预测与不可预测成分》中,基于中债国债和国开 债即期利率曲线做了实证,发现:
  1. 1)  利率曲线整体变化的短、中、长期预测都不太可行,但个别关键期限点利率未来一 年的长线变化有较强可预测性。
  2. 2)  提取当期利率期限的即期和远期利率数据,可以预测长久期零息债相对一年期零息 债未来一年的超额收益,也就是债券风险溢价(BRP);
  3. 3)  利率债组合可以采用多个久期的零息债复制,使得组合久期和凸性匹配;通过分析 零息债 BRP 的变化来定量分析利率债组合。
上述研究结论的一个不足之处在于模型的预测能力都体现在“一年后”这个较长的窗口 上,但投资者也关心短期(例如:一个季度)的市场变化。模型短线难预测的一个可能 重要原因是,国债和国开债利率曲线短端数据的可靠性不高。从下文分析可知,中债利 率曲线的价格数据来源有很多不确定性,短端利率波动大,更容易受数据噪音影响,数 学模型拟合得到的短端利率不能完全真实反映市场情况。基于不可靠数据算出的短期 BRP,例如十年期零息国债相对三个月零息国债的超额收益,可靠性也不高,预测难度 大。因此我们想综合利用多个流动性好的利率品种,使得市场交易数据尽可能覆盖利率 曲线的各个期限区间,获得更可靠的即期利率数据,用于利率市场短线分析。
二、跨品种无风险利率曲线
2.1 单品种利率曲线分析
即期利率曲线不可完全观测,需要借助数学模型从市场上零息债券、付息债券的价格数 据中拟合出来。根据中登公司信息部 2008 7 月发布的材料,构建利率曲线用到的债 券价格数据有四个来源:银行间市场、柜台市场、证券交易所、市场成员(银行、基金 等 70 家机构)提供的估值。我们从 wind 底层数据库提取了中债国债即期利率曲线每个 交易日用到的成分券信息做统计分析,结果如图 12 所示。
2010.01.01-2019.12.31 期间,成分券的数量除了 2013 2014 年,其余年份都在 200 只以上,且剩余期限区间分布均匀,剩余期限在 1-5 年的券数量最多。成分券只用到了 银行间市场和柜台市场的国债,不包括交易所市场,2011.09.05 后只用了银行间市场国 债数据。图 2 中的“其它”数据来源占比最高,在 80%左右,主要包括两个:银行间报 价和市场成员估值。基于目前已有的数据我们无法把这两者区分开,但这两者的价格数 据噪音都比较大。银行间报价的买卖价差大,报价不能准确反映市场成交意愿;各个市
1:中债国债利率曲线成分券各个剩余期限区间的券数量 300
250
200
150
100
50
0
2010/1/4 2011/1/4 2012/1/4 2013/1/4 2014/1/4 2015/1/4 2016/1/4 2017/1/4 2018/1/4 2019/1/4
2:中债国债利率曲线成分券不同价格数据来源的数量占比 10 0%
80%
60%
40%
20%
0%
2010/1/4 2011/1/4 2012/1/4 2013/1/4 2014/1/4 2015/1/4 2016/1/4 2017/1/4 2018/1/4 2019/1/4

银行间市场成交价 柜台报价 其它
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
小于 1 15
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
51010年以上
场成员的估值方法可能有差异,削弱了价格数据的可比性,相关工作岗位人员的变更还 可能带来估值方法前后的不一致,不确定性较高。这些数据噪音都会影响即期利率曲线 数学模型的参数估计,波动率大的短端利率受到的影响更多,结果可靠性降低。
2.2 跨品种利率曲线构建方法
利率单品种的交易数据较少,所以我们考虑选取多个信用资质接近国债的利率产品,合 并交易数据估算无风险利率曲线,但这里有不少细节问题需要处理,本报告采用了国债、 国开债和银行间质押式回购三个品种。
首先,国债采用的是 wind filesync 数据库收录的银行间市场和证券交易所的收盘价数 据,剔除成交额小于 100 万、到期收益率异常的条目;同时考虑到短剩余期限国债异常 交易数据较多,对利率模型参数比较敏感,且短端利率可以由流动性更好的银行间质押 回购估算,所以也剔除了剩余期限小于三个月的债券。
其次,国开债的数据来源、剔除标准和国债保持一致。虽然国开债信用等级接近国债, 但税收政策、流动性溢价造成两者收益率有显著差别。债券投资涉及的税种主要是针对 票息的所得税和针对买卖价差的营业税,但不同机构、同一机构配置户与交易户享有的 税率有明显差别,赵(2015) 做了一个汇总(这里引用列于表 1),并根据不同机构、账 户持仓额度估算政策性金融债投资者最近十年的理论税率都在 25%-30%之间。另一个 常用税率估算指标是隐含税率:
隐含税率 = 1 国债收益率/国开债收益率
但这个指标容易受市场因素影响,波动较大。直觉上讲,如果税率政策和投资者结构没 有频繁、剧烈的变动,投资者的平均税率水平应该变动比较平缓,隐含税率用于国开债 定价并不合适。
1:不同机构、不同账户债券投资税率差异
持有到期 卖出交易
国债 免税 免税
金融机构 政策性金融债 利息 ×25% 利息 ×30.5%
(所得税) (25% 所得税+5.5% 营业税及附加税)
一般
国债 免税 免税 基金
政策性金融债 免税 免税
国债 免税 免税
农信社 政策性金融债 免税 利息 ×5.5% (营业税及附加税)
亏损
资料来源:东方证券研究所 & 赵(2015)
国开债和国债税收政策、流动性的差别主要反映在国开债的定价方法上,国开债我们采 用如下定价公式:
𝑃 = 𝐶1(1−𝑥) +⋯+ 𝐶𝑘(1−𝑥) + 𝑝𝑎𝑟
0 exp((𝑟𝜏1 +𝛿)⋅𝜏 ) exp((𝑟𝜏𝑘 +𝛿)⋅𝜏 ) exp((𝑟𝑇 +𝛿)⋅𝑇) 010𝑘0
其中 T 为债券期限,par 为面值,{𝐶1,...𝐶𝑘}是未来将支付的 k 期票息,支付时点对应为 {𝜏 , ... 𝜏 }𝑟𝜏𝑘 为当前时点期限为 𝜏 的即期利率;x 为所得税税率,参考上文分析,这
1𝑘0 𝑘
里统一设置为 25%;𝜹为国开债流动性溢价,上述公式中所有期限的国开债相对国债的
流动性溢价都一样,可以近似视作不同期限流动性溢价的平均值。
银行间质押回购我们选取了四个期限 7 天、1 个月、3 个月、六个月。需要注意的是回 购利率数据在 2014.12.15 之前是全市场加权,之后是在存款类机构间加权,后者信用 等级更高,但历史数据相对较短。
3:银行间质押回购日均成交额变化(月度)
4:银行间不同期限质押式回购的成交额占比
40000
30000
20000
10000
0 2006/1/1
2008/1/1
2010/1/1
2012/1/1
2014/1/1
2016/1/1
2018/1/1
银行间质押回购日均成交量(亿)
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
10 0%
80%
60%
40%
20%
0% 2006/1/1
2008/1/1
2010/1/1
2012/1/1
2014/1/1
2016/1/1
2018/1/1
DR001.IB
DR007.IB
DR014.IB
DR021.IB
DR1M.IB 1月以上
5:用于构建利率曲线的各利率品种的券数量
6:用于构建利率曲线的债券久期区间分布占比
100
80
60
40
20
0
10 0%
80%
60%
40%
20%
0%
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
国债
国开债 回购
小于一年 1-55-10
10年以上
按照上述规则,我们计算跨品种利率曲线用到的成分券数量和久期区间分布占比如下图 所示。早期市场债券交易不活跃,060708 三年的成分券数量大概在 50 只左右,从 2014 年开始稳定在 80 只以上,最近两年稳定在 100 只以上。价格数据平均 80%来自 于银行间市场,国债和国开债数量最近两年基本相当。从久期分布看,久期在 1-5 年的 券占比最高,平均达到 46%;其次为 5-10 年(平均占比 28.5%)和 1 年以下(平均占 比 19.8%);久期十年以上的券最少,只占 5.6%,模型估算出来的利率曲线,十年以 上期限的利率数据可靠性比较低。
考虑到成分券的数量比较有限,且很多券流动性一般,价格数据质量不高,因此利率模 型我们还是采用参数敏感性较低的 Neilson-Siegel 模型(简称 NS 模型),而没有使用 参数敏感度较高的多项式样条方法。后者在有高质量价格数据的前提下能刻画更多利率 曲线的细节,适合用于建立随机微分方程描述利率的动态变化特征;而本文的研究目标 是利率曲线的季度变动趋势,局部细节的丧失影响有限。模型的数学表达式如下:
+ 𝑐𝑡 ⋅ 𝑒−𝜆⋅𝜏 为了进一步降低参数敏感性,我们限定𝜆 = 0.59776,和上篇专题报告保持一致。
模型参数{𝑎𝑡, 𝑏𝑡, 𝑐𝑡}和国开债流动性溢价𝛿通过拟合真实价格数据估算得到,也就是求解 下列最优化问题:
(𝜏) 1 − 𝑒−𝜆⋅𝜏
𝑦𝑡 = 𝑎𝑡 + 𝑏𝑡
𝜆⋅𝜏
𝑁
min ∑ 𝑤 (𝑃 𝑎 , 𝑏 , 𝑐 , 𝛿 − 𝑃
̂(𝑖)( ) (𝑖) 2
𝑖𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑖=1
)
𝑎𝑡,𝑏𝑡,𝑐𝑡,𝛿
债券 i 的权重。因为同样的收益率变动幅度,久期长的债券价格变化幅度更大,所以如 果上述优化问题的各个债券采取等权,长久期债券的数据影响会更大;为了修正这个影
̂
其中,𝑃(𝑖)t 日债券 i 的真实市场价格,𝑃(𝑖)(𝑎 , 𝑏 , 𝑐 , 𝛿) 则是基于现金流折现模型给出
𝑡 𝑡𝑡𝑡𝑡 的理论价格,国开债定价采用上文介绍的定价方法考虑税收和流动性溢价,𝑤𝑖 是赋予
12
响一种常用做法是取 𝑤𝑖 = (𝑑𝑖) 𝑑𝑖是债券 i 的修正久期。我们尝试过这种方法,但由
于长久期的券数量并不是很多,这种加权方式会让优化问题中短久期券的权重过高,影 响利率曲线的使用效果,因此本文采取的是拟合到期收益率的方法,也就是求解:
𝑎𝑡,𝑏𝑡,𝑐𝑡,𝛿
其中𝑦(𝑖)是债券 i 按照市场价格算出来的到期收益率,𝑦̂(𝑖)(𝑎 , 𝑏 , 𝑐 , 𝛿)是按模型计算出来 𝑡 𝑡𝑡𝑡𝑡
的到期收益率,个券按成交额分档设置权重,参数需满足一定的约束条件。
以上的利率曲线估算过程仅在成分券数量大于等于 40 的交易日进行,如果成分券数量 少于 40,则不作计算,采用前一个交易日的数值。
2.3 利率曲线对比分析
本节将对比跨品种利率曲线和传统单品种利率曲线的差异。首先我们把 2007.01.01- 2019.12.31 期间各个期限即期利率的每日数值进行平均得到平均即期利率曲线,如图 7 所示。由于回购利率数值上高于国债利率曲线拟合出来的同期限短端利率,因此跨品种 构建的无风险利率曲线相对国债利率曲线而言,短端和中端利率有所抬升,长短利率相 差不大。但这并不意味着跨品种曲线短端利率一直高于国债利率曲线,事实上最近几年 由于成分券数量的增多,回购利率在跨品种利率曲线构建过程中的权重在减小,短端利 率的估算要服从长久期债券的定价,使得近两年跨品种利率曲线短端利率要低于国债利 率曲线(图 8)。
7:平均即期利率曲线(2007.01-2019.12)
𝑁
min ∑𝑤(𝑦̂(𝑖)(𝑎,𝑏,𝑐,𝛿) −𝑦(𝑖) )2
𝑖𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑖=1
0.05
0.04
0.03
国债 国开债 跨品种
0.02
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
从图 8-11 可以看到,跨品种利率曲线几个关键期限利率长期走势和国债利率曲线基 本一致,但是短端和中端利率的波动明显高于国债利率曲线;高波动回购利率的加入、 成分券数量有限、市场价格数据噪音等都是造成这种现象的可能原因。在个别时点,例 如 2013.06.20 钱荒时(图 8 中加红圈的数据点),跨品种利率曲线的短端反应更敏感, 更能反映当时市场的真实情况。
8:不同利率曲线三个月即期利率走势 三个月即期利率走势
9:不同利率曲线一年即期利率走势比 一年期即期利率走势
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
11:不同利率曲线十年即期利率走势比 十年即期利率走势
10:不同利率曲线五年即期利率走势 五年即期利率走势
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
最后看一下模型估算出来的国开债相对国债的流动性溢价参数𝛿的变化(图 12),流动 性更好的品种投资者愿意出更高的价格持有,收益率降低,所以𝛿都是负值;流动性数值 的大小和税率设置有关,税率设置的越高,计算出的流动性溢价绝对值越大,数值越小。 模型算出来的流动性溢价平均在-80bp 左右,主观感觉绝对值偏高,说明之前设置的 25% 税率有可能偏高,关于税率这一块的更精确分析有待后续跟进。
国债
国开债
跨品种
国债 国开债 跨品种
国债
国开债
跨品种
国债 国开债 跨品种
12:国开债相对国债流动性溢价 𝛿 随时间的变化
0.000
-0.005
-0.010
-0.015
-0.020
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
三、利率曲线的相关预测
3.1 曲线整体的预测
Neilson-Siegel 模型做利率建模的一个好处在于,整条利率曲线可以用{𝑎𝑡,𝑏𝑡,𝑐𝑡}三 个参数;如果能准确预测三个参数未来的变化,也就相当于预测了整条利率曲线的变化。 我们在上篇专题报告中测试过多种方法,本报告只采用 Dielbold(2006)推荐的 VAR(VectorAutoRegression) {𝑎𝑡,𝑏𝑡,𝑐𝑡}建模并做预测。历史数据区间为2007.01.01 2019.12.31,每十个交易日抽取一个数据样本,样本外时间段从 2012.01.10 开始, 采用扩张窗口(expanding window)方法动态估计模型参数。
在评判模型样本外预测效果时,我们以随机游走模型为基准(该模型认为{𝑎𝑡 , 𝑏𝑡 , 𝑐𝑡 }未来 的变化值都是零)计算样本外 Rsquared 算式如下:
OOS = 1 −
𝑇 (𝑦̂−𝑦)2 𝑡=1 𝑡 𝑡
𝑇 𝑦2 𝑡=1 𝑡
其中y 是真实值,𝑦̂ 是预测值。然后用 Diebold(1995)DM test 检验上述五个模型与 t𝑡
随机游走模型的预测值 MSE(Mean Squared Error)在统计上是否有显著差异;另外还 统计了模型的方向预测准确率,预测正确的时候,yt的平均绝对值大小和预测错误时的 平均绝对值大小,以及两者的比例(PL ratio)。
未来三个月的预测结果如表 2 所示,样本外预测效果显著强于随机游走模型的数据做了 加粗处理。未来六个月和一年的预测结果参考附录,需要注意的是,由于长线预测重叠 抽样的原因(参考 Boudoukh(2005)),长线预测的 Rsquared 会明显高于短线,但这并 一定能说明长线比短线好预测。
2 把中债国债即期利率曲线和跨品种利率曲线的样本外预测结果做了对比。当 {Δ𝑎,Δ𝑏,Δ𝑐} 三个参数的变化值在样本外预测效果都显著时,我们认为利率曲线是可以 做整体预测的。从表 2 结果看,三个月短线时间,两条利率曲线都不可以做整体预测; 相对而言,跨品种利率曲线局部可预测性更强,Δ𝑎 和长端关键期限(7 年、10 年)利 率变动都有显著预测效果。
2:利率曲线未来三个月变动样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:NS模型参数 Δa Δb Δc
预测目标:关键期限利率变动
0.25 1 3 5 7 10
OOS
0.226 0.229 0.888
0.195 0.060 0.057 0.133 0.158 0.175
DM test pvalue
0.018 0.124 0.311
0.251 0.377 0.401 0.115 0.080 0.061
跨品种
Hit Ratio
74.7% 57.2% 70.1%
54.1% 54.6% 55.2% 67.5% 67.0% 68.6%
真实平均变动(正确)
0.0030 0.0084 0.0031
0.0056 0.0042 0.0028 0.0028 0.0029 0.0030
真实平均变动(错误)
0.0015 0.0031 0.0010
0.0039 0.0029 0.0023 0.0020 0.0017 0.0015
PL ratio
2.00 2.67 3.07
1.44 1.46 1.21 1.42 1.71 2.03
OOS
-0.167 -0.076 -0.124
-0.003 -0.210 -0.314 -0.176 -0.069 -0.025
DM test pvalue
0.082 0.398 0.276
0.961 0.008 0.000 0.017 0.244 0.662
国债
Hit Ratio
51.5% 61.3% 59.3%
58.8% 52.1% 54.1% 59.8% 57.7% 58.2%
真实平均变动(正确)
0.0027 0.0044 0.0075
0.0040 0.0030 0.0023 0.0021 0.0024 0.0021
真实平均变动(错误)
0.0025 0.0044 0.0055
0.0040 0.0033 0.0027 0.0025 0.0020 0.0021
PL ratio
1.07 1.00 1.35
0.98 0.90 0.85 0.82 1.21 1.03
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
13 展示了模型对跨品种利率曲线十年期即期利率未来一个季度变化值的预测效果, 其中黑色柱子代表对应时点未来三个月(61 个交易日)十年期即期利率的真实变化值, 红色虚线为模型预测值,可以看到模型对 201420152018 的利率下行,以及 2017 的利率上行把握比较准确。
13:跨品种利率曲线十年即期利率季度变动真实值与预测值对比
0.010
0.005
0.000
-0.005
-0.010
真实值 预测值
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
3.2 关键期限风险溢价的预测
由于利率曲线不可完全预测,所以也就无法通过现金流折现计算债券价格的方式来判断 利率债组合的价值变化。因此,我们在上篇报告中建议采取另一种方式来近似分析利率 债组合,即:用三个零息债券复制利率债组合,使零息债组合和利率债组合的久期和凸 性相等,然后再预测长久期零息债的风险溢价 BRP,进而得到利率债组合收益的预测。 因此,模型如果能预测一些关键期限点的 BRP,那么利率债组合也可以做定量分析。
本节使用的是 Cochrane(2005)的做法,从当期利率曲线中提取即期和远期利率,通过 线性回归的方式预测 BRP。线性回归采用 Kostakis(2015)提出的 IVX 方法,来处理利率 数据持续性、因变量重叠抽样带来的小样本偏差问题。历史数据时间段设置和上节 VAR 模型一致。从表 3 可以看到,跨品种利率曲线 5710 三个长期限零息债的季度 BRP 可预测性很强,方向准确率达到七成。图 14 展示了 10 年期 BRP 的预测效果。
3:关键期限零息债券未来三个月 BRP 样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:关键期限BRP
0.5 1 2 3 5 7 10
OOS
0.154 -0.024 -0.069 0.016 0.139 0.174 0.192
DM test pvalue
0.361 0.836 0.202 0.740 0.034 0.014 0.011
跨品种
Hit Ratio
72.7% 72.2% 71.6% 72.2% 69.6% 71.1% 72.7%
真实平均变动(正确)
0.0015 0.0035 0.0063 0.0088 0.0149 0.0212 0.0293
真实平均变动(错误)
0.0012 0.0034 0.0058 0.0076 0.0090 0.0098 0.0146
PL ratio
1.22 1.03 1.10 1.15 1.65 2.17 2.01
OOS
0.091 -0.017 -0.277 -0.239 -0.162 -0.372 -0.287
DM test pvalue
0.039 0.739 0.024 0.013 0.024 0.001 0.004
国债
Hit Ratio
63.4% 59.8% 66.5% 61.9% 51.5% 58.8% 51.0%
真实平均变动(正确)
0.0011 0.0026 0.0053 0.0076 0.0126 0.0162 0.0228
真实平均变动(错误)
0.0009 0.0025 0.0056 0.0077 0.0095 0.0147 0.0189
PL ratio
1.18 1.00 0.94 0.98 1.33 1.11 1.20
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
14:跨品种利率曲线十年期零息债未来三个月 BRP 真实值与预测值对比
0.10
0.05
0.00
-0.05
-0.10
真实值 预测值
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
3.3 国债指数的预测
如前所述,即期利率曲线是从债券市场价格中拟合得到,是一个利率分析工具,不能直 接从市场上观测,不同数学模型拟合出的即期利率会有差别,算是比较“虚”的概念。 为了证明这个“虚”的概念能够运用到利率债投资实务中,本节把模型预测目标改为不 同久期的中债国债总财富指数未来三个月涨跌幅。不过严格的讲,债券指数也有虚的成 分,因为指数成分券众多,不是都有交易,很多券得采用估值数据,而债券估值又依赖 于即期利率曲线;但由于指数成分券数量多,模型差异对指数整体的影响相对较小。
为了分析利率债指数,我们可以用零息债券复制利率债组合,使得复制组合和指数的久 期、凸性匹配,具体方法参考上篇专题。如果指数的久期是 2.1,常规的选择会用 1 年 期和三年期零息债券来复制,但事实也可以用 7 年期和 10 年期零息债券通过多空组合 的方式来实现;而且从上一节可以看到,短线 BRP 的可预测性主要集中在长端,因此 下文统一用三个月、7 年、10 年三个零息债券来复制债券指数。从表 4 和图 15 可以看 到,模型的样本外预测效果非常显著,方向准确率在八成左右。
4:不同久期中债国债总财富指数未来三个月涨跌幅样本外预测结果
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
15:中债国债总财富指数(5-7 年)未来三个月涨跌幅真实值与预测值对比
利率曲线
评价指标
预测目标:中债国债总财富指数涨跌幅 1-3年 3-5年 5-7年
OOS
0.112 0.103 0.118
DM test pvalue
0.000 0.000 0.000
跨品种
Hit Ratio
87.6% 80.4% 77.8%
真实平均变动(正确)
0.0102 0.0133 0.0165
真实平均变动(错误)
0.0034 0.0079 0.0103
PL ratio
2.97 1.69 1.61
0.06
0.04
0.02
0.00
-0.02
-0.04
真实值 预测值
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
3.4 国债久期轮动策略
基于模型对国债指数收益的预测,我们可以设计一个久期轮动策略。假设轮动的标的是 国债总财富指数(5-7 年)和(1-3 年),每隔三个月用模型预测两个指数未来收益率的 差额(图 16);如果差额大于 10bps,买入 5-7 年指数;如果差额小于-10bps,买入 1- 3 年指数;如果差额在-10bsp 10bps 中间,则持仓不变。业绩比较基准是两个指数等 权策略。轮动策略绩效如图 17 所示,可以看到策略增效明显,收益年化提升 100bps, 风险略微增大;年度只需做 1-2 次调仓,实操可行。
16:国债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)未来三个月涨跌幅差额真实值与预测值对比 真实值 预测值
0.03
0.02
0.01
0.00
-0.01
-0.02
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
17:国债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)久期轮动策略表现
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1 2012/1/10
2013/1/10
基准 久期轮动
2014/1/10
2015/1/10
2016/1/10
2017/1/10
信息比
2.85 2.62
2018/1/10
2019/1/10
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
年化收益
3.61% 4.61%
最大回撤
-2.95% -3.25%
基准
久期轮动
3.5 国开债上的运用
把跨品种无风险利率曲线运用到国开债上要麻烦一些,因为两者的同期限利率之间没有 简单的一一对应关系。我们的解决方案是用估算出来的跨品种利率曲线给国开债定价 (考虑税收、流动性溢价因素),把模型价格当做市场价格,推算出国开债即期利率曲 线;这样得到的国开债即期利率曲线和跨品种利率曲线在国开债定价上近似相符。
重复上文的分析,我们发现跨品种分析获得的国开债利率曲线和单品种国开债利率曲线 相比,长端利率、长端 BRP 的短线可预测性更高,方向准确率都在七成以上。本节只 展示中债国开债总财富指数(1-3 年)和(5-7 年)久期轮动策略的结果,策略设置与国 债指数相同,可以看到策略依然非常显著的增强效果。
18:国开债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)未来三个月涨跌幅差额真实值与预测值对比 真实值 预测值
0.04
0.02
0.00
-0.02
-0.04
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
19:国开债总财富指数(5-7 年)与(1-3 年)久期轮动策略表现
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1 2012/1/10
2013/1/10
基准 久期轮动
2014/1/10
2015/1/10
2016/1/10
2017/1/10
信息比
3.03 2.75
2018/1/10
2019/1/10
基准
久期轮动
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
年化收益
4.29% 5.42%
最大回撤
-3.55% -3.96%
四、总结
利率曲线包含投资者对未来宏观、市场的预期,当期的期限结构信息可以用于利率走势 的预测研判。单品种利率曲线构建过程中,由于交易活跃的债券数量有限,用到了许多 “市场性”不够的价格数据,不能准确反映市场波动,适用于利率产品获得稳定估值, 但不适用于利率市场短线波动分析。综合回购、国债、国开债多个品种的市场交易数据, 能够获得信息含量更高的无风险利率曲线,可用于国债、国开债的季度短线分析,实证 效果不错,模型的未来表现我们将持续跟踪。
风险提示
1. 量化模型基于历史数据分析得到,未来存在失效风险,建议投资者紧跟模型表现。 2. 极端市场环境可能对模型效果造成剧烈冲击,导致收益亏损。
参考文献
  1. [1].  Boudoukh, J., Richardson, M.P., Whitelaw, R., (2005), “The Myth of Long-Horizon Predictability”, Review of Financial Studies, 21(4): 1577–1605
  2. [2].  Cochrane, J.H., Piazzesi, M., (2005), “Bond risk premia”, American Economic Review, 95:138-160.
  3. [3].  Dielbold, F.X., Li, C., (2006), “Forecasting the term structure of government bond yields”, Journal of Econometrics, 130:337-364.
  4. [4].  Diebold, F.X. , Mariano, R.S. ,(1995), Comparing predictive accuracy. Journal of Business and Economic Statistics, 13:253-263.
  5. [5].  Kostakis,A., Magdalinos, T., Stamatogiannis,P., (2015). "Robust Econometric Inference for Stock Return Predictability," Review of Financial Studies, Society for Financial Studies, 28(5): 1506-1553
  6. [6].  赵璐媛, (2015), “国债和政策性金融债利差分析”, 中债专题研究,2015(4): 31-40.
  7. [7].  赵凌, (2008), "中债收益率曲线和中债估值编制方法及使用说明", 香港,ppt.
附录
5:利率曲线未来六个月变动样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:NS模型参数 Δa Δb Δc
预测目标:关键期限利率变动
0.25 1 3 5 7 10
OOS
0.370 0.219 0.867
0.055 0.000 0.120 0.214 0.256 0.288
DM test pvalue
0.000 0.018 0.306
0.489 0.996 0.056 0.003 0.001 0.001
跨品种
Hit Ratio
75.5% 62.8% 75.0%
56.9% 61.2% 56.9% 62.8% 69.1% 70.2%
真实平均变动(正确)
0.0040 0.0087 0.0030
0.0071 0.0053 0.0043 0.0041 0.0039 0.0039
真实平均变动(错误)
0.0023 0.0037 0.0012
0.0048 0.0040 0.0032 0.0028 0.0027 0.0025
PL ratio
1.69 2.35 2.50
1.50 1.33 1.35 1.45 1.46 1.58
OOS
-0.083 -0.335 -0.547
-0.313 -0.410 -0.360 -0.132 0.016 0.084
DM test pvalue
0.352 0.010 0.000
0.003 0.000 0.000 0.066 0.776 0.140
国债
Hit Ratio
55.9% 54.8% 56.9%
58.0% 58.5% 55.9% 60.6% 62.2% 58.5%
真实平均变动(正确)
0.0040 0.0062 0.0076
0.0048 0.0038 0.0032 0.0030 0.0033 0.0035
真实平均变动(错误)
0.0028 0.0043 0.0063
0.0051 0.0048 0.0040 0.0039 0.0031 0.0025
PL ratio
1.43 1.45 1.20
0.94 0.79 0.81 0.76 1.06 1.39
资料来源:东方证券研究所 & Wind 资讯
6:利率曲线未来一年变动样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:NS模型参数 Δa Δb Δc
预测目标:关键期限利率变动
0.25 1 3 5 7 10
OOS
0.458 0.391 0.894
0.296 0.260 0.316 0.366 0.391 0.410
DM test pvalue
0.000 0.015 0.298
0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
跨品种
Hit Ratio
82.3% 58.9% 72.0%
70.3% 69.1% 66.9% 68.6% 70.9% 73.7%
真实平均变动(正确)
0.0057 0.0102 0.0036
0.0108 0.0089 0.0071 0.0064 0.0064 0.0062
真实平均变动(错误)
0.0043 0.0052 0.0012
0.0056 0.0056 0.0055 0.0055 0.0048 0.0044
PL ratio
1.34 1.96 3.13
1.93 1.58 1.29 1.18 1.31 1.41
OOS
0.158 -0.870 -0.860
-0.251 -0.271 -0.059 0.152 0.274 0.345
DM test pvalue
0.100 0.000 0.000
0.008 0.004 0.411 0.004 0.000 0.000
国债
Hit Ratio
64.6% 63.4% 48.6%
58.3% 55.4% 56.0% 70.3% 70.9% 66.9%
真实平均变动(正确)
0.0054 0.0063 0.0078
0.0066 0.0063 0.0060 0.0060 0.0055 0.0058
真实平均变动(错误)
0.0040 0.0056 0.0066
0.0076 0.0071 0.0065 0.0057 0.0053 0.0047
PL ratio
1.35 1.14 1.19
0.88 0.89 0.92 1.06 1.03 1.24
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7:关键期限零息债券未来六个月 BRP 样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:关键期限BRP
0.5 1 2 3 5 7 10
OOS
0.104 0.040 0.086 0.163 0.197 0.223
DM test pvalue
0.111 0.611 0.203 0.017 0.005 0.003
跨品种
Hit Ratio
79.8% 75.5% 75.5% 73.9% 75.0% 73.9%
真实平均变动(正确)
0.0040 0.0093 0.0134 0.0202 0.0281 0.0409
真实平均变动(错误)
0.0031 0.0071 0.0094 0.0158 0.0186 0.0211
PL ratio
1.28 1.31 1.42 1.28 1.51 1.93
OOS
0.031 -0.113 -0.079 -0.104 -0.087 -0.089
DM test pvalue
0.608 0.140 0.242 0.218 0.292 0.262
国债
Hit Ratio
67.6% 61.7% 63.3% 55.9% 57.4% 53.7%
真实平均变动(正确)
0.0027 0.0070 0.0107 0.0191 0.0258 0.0351
真实平均变动(错误)
0.0020 0.0064 0.0102 0.0138 0.0186 0.0261
PL ratio
1.31 1.09 1.05 1.38 1.39 1.35
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8:关键期限零息债券未来一年 BRP 样本外预测结果
利率曲线
评价指标
预测目标:关键期限BRP
0.5 1 2 3 5 7 10
OOS
0.355 0.365 0.406 0.425 0.438
DM test pvalue
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
跨品种
Hit Ratio
79.4% 76.6% 80.6% 81.1% 80.6%
真实平均变动(正确)
0.0109 0.0183 0.0298 0.0409 0.0585
真实平均变动(错误)
0.0052 0.0097 0.0196 0.0289 0.0399
PL ratio
2.07 1.88 1.52 1.42 1.47
OOS
0.186 0.230 0.287 0.317 0.138
DM test pvalue
0.044 0.015 0.001 0.000 0.166
国债
Hit Ratio
78.3% 75.4% 70.9% 73.1% 61.7%
真实平均变动(正确)
0.0081 0.0156 0.0267 0.0351 0.0526
真实平均变动(错误)
0.0054 0.0104 0.0243 0.0365 0.0451
PL ratio
1.52 1.51 1.10 0.96 1.17
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分析师申明
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报告发布日后的 12 个月内的公司的涨跌幅相对同期的上证指数/深证成指的涨跌幅为基准;
公司投资评级的量化标准
买入:相对强于市场基准指数收益率 15%以上; 增持:相对强于市场基准指数收益率 5%~15%; 中性:相对于市场基准指数收益率在-5%~+5%之间波动; 减持:相对弱于市场基准指数收益率在-5%以下。
未评级 —— 由于在报告发出之时该股票不在本公司研究覆盖范围内,分析师基于当时对该 股票的研究状况,未给予投资评级相关信息。
暂停评级 —— 根据监管制度及本公司相关规定,研究报告发布之时该投资对象可能与本公 司存在潜在的利益冲突情形;亦或是研究报告发布当时该股票的价值和价格分析存在重大不 确定性,缺乏足够的研究依据支持分析师给出明确投资评级;分析师在上述情况下暂停对该股 票给予投资评级等信息,投资者需要注意在此报告发布之前曾给予该股票的投资评级、盈利预 测及目标价格等信息不再有效。
行业投资评级的量化标准:
看好:相对强于市场基准指数收益率 5%以上;
中性:相对于市场基准指数收益率在-5%~+5%之间波动;
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