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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Microscopic financial data analysis for investigating high-frequency traders' dynamics and modelling liquidity simulators

Research Project

Project/Area Number 21H01560
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

金澤 輝代士  京都大学, 理学研究科, 准教授 (50759256)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 創祐  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00771221)
佐野 幸恵  筑波大学, システム情報系, 准教授 (60580206)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Keywords金融ミクロデータ分析 / データ解析 / 長期記憶過程 / 経済物理学 / LMFモデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は金融市場におけるトレーダー,特に高頻度トレーダー(high-frequency traders, HFT)の行動を実データから分析し,流動性への影響を調査することである.また東京証券取引所のミクロデータ分析を通じてわかったトレーダーの取引戦略をエージェントベースモデル(agent-based model, ABM)に組み込むことで,市場をシミュレーションすることを目指す.
本年度はLillo-Mike-Farmer (LMF)モデルの観点から,トレーダーの注文分割行動についての研究を完成させることに注力した.LMFモデルは成行注文を通じた流動性消費行動のモデルである.LMFモデルは特に大口注文分割行動に焦点を当てたモデルである.金融実務において,大口注文を執行したい機関投資家は注文分割を行うと言われている.この注文分割行動の結果として,成行注文における符号(買いを+1,売りを-1と符号化する)は弱い予測可能性を持つ,と言われている.LMF理論はこの性質を定量的に整理し,検証可能な予言を提唱していた.具体的には,成行注文の符号自己相関関数の漸近的挙動を特徴づけるベキ指数が,注文分割回数のべき指数と直接関係することを主張していた.
本研究ではこの予言をミクロデータ分析を通じて実証した.更に結果を論文としてまとめ,物理トップ誌のPhysical Review Letters誌に投稿した.査読結果としてMinor revisionであることがわかったため,論文改訂を通じて今後出版に漕ぎ着けることを予定している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

LMFモデルは2005年に提案された古いモデルであり,分野では確立されたモデルと看做されている.一方で,本モデルの予言を検証するためには個々のトレーダーの注文行動を分析可能なミクロデータが必要であり,実データ分析を通じた検証は未解決問題だった.本問題を肯定的に解決する論文を無事投稿することが出来,更には物理学のトップ誌であるPhysical Review Lettersでminor revisionの査読結果を得たことは非常に良い進展だと考える.

Strategy for Future Research Activity

現在Physical Review Letters誌に投稿中の論文については,査読結果を反映させて再投稿を行う必要がある.これを次年度中に確実に行うことを目指す.
次に,大口注文を行った時のマーケットインパクト(MI)の平方根則について研究を行う.MIとは成行注文を行った時に発生する価格変化を指す.金融実務において,MIの平方根則は重要な問題として認識されている.多くのモデルはMIは注文量について線形であることを予言する(例えば金融経済学でのKyleモデルなど).しかし,実際に実務的に成行注文を大量に行った時,価格変化は非線形に応答し,平方根則に従うことが経験的に知られている(つまり,注文量をQと書くと,MI∝Q^{1/2}).この法則が意味することは,市場は大口注文の発注に対して強いレジリエンスを示すということである.このレジリエンスは何故生じているのだろうか?これが分野として大きな問題になっている.特に申請者はこの市場のレジリエンスと,HFTの取引戦略との関係に興味がある.
そこで次年度は,MIの平方根則について詳細なデータ分析を行う.東京証券取引所のミクロデータ分析を通じて,東京証券取引所でも平方根則が本当に実現しているか,そしてその精度はどの程度正確であるかを統計分析する.また,平方根則の比例係数はある種の新たな流動性指標として捉えることが出来るか,研究する.そしてその係数がどういう要因によって決まっているか,特にHFTの行動特性とどのように相関を持つかについて,探索研究を行う.

  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] 価格インパクトの平方根則は普遍スケーリング則か?2023

    • Author(s)
      Sato Yuki、Kanazawa Kiyoshi
    • Journal Title

      人工知能学会第二種研究会資料

      Volume: 2023 Pages: 01~05

    • DOI

      10.11517/jsaisigtwo.2023.FIN-030_01

    • Open Access
  • [Journal Article] Housekeeping and excess entropy production for general nonlinear dynamics2023

    • Author(s)
      Yoshimura Kohei、Kolchinsky Artemy、Dechant Andreas、Ito Sosuke
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 5 Pages: 013017

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.5.013017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Geometric thermodynamics for the Fokker-Planck equation: stochastic thermodynamic links between information geometry and optimal transport2023

    • Author(s)
      Ito Sosuke
    • Journal Title

      Information Geometry

      Volume: 7 Pages: 441~483

    • DOI

      10.1007/s41884-023-00102-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exact Solution to Two-Body Financial Dealer Model: Revisited from the Viewpoint of Kinetic Theory2022

    • Author(s)
      Kanazawa Kiyoshi、Takayasu Hideki、Takayasu Misako
    • Journal Title

      Journal of Statistical Physics

      Volume: 190 Pages: 1

    • DOI

      10.1007/s10955-022-03022-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermodynamic role of main reaction pathway and multi-body information flow in membrane transport2022

    • Author(s)
      Yoshida Satoshi、Okada Yasushi、Muneyuki Eiro、Ito Sosuke
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 4 Pages: 023229

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.4.023229

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Geometric decomposition of entropy production into excess, housekeeping, and coupling parts2022

    • Author(s)
      Dechant Andreas、Sasa Shin-ichi、Ito Sosuke
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 106 Pages: 024125

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.106.024125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Information-geometric structure for chemical thermodynamics: An explicit construction of dual affine coordinates2022

    • Author(s)
      Ohga Naruo、Ito Sosuke
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 106 Pages: 044131

    • DOI

      10.1103/physreve.106.044131

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Quantitative verification of the order-splitting hypothesis as the microscopic origin of the persistent order flows2023

    • Author(s)
      金澤輝代士
    • Organizer
      長崎CEFM国際ワークショップ
  • [Presentation] 取引者の注文分割仮説に基づく注文流の長期記憶性の説明2023

    • Author(s)
      佐藤優輝, 金澤輝代士
    • Organizer
      第58回ジャフィー大会(2022年度冬季)
  • [Presentation] 価格インパクトは普遍か?2023

    • Author(s)
      佐藤優輝, 金澤輝代士
    • Organizer
      第2回計算社会科学会大会 (CSSJ2023)
  • [Presentation] 価格インパクトの平方根則は普遍スケーリング則か?2023

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      第30回 人工知能学会 金融情報学研究会(SIG-FIN)
  • [Presentation] Quantitative analysis on order splitting behavior of individual traders and the long memory of the order flow2023

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      APS march meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 線型伝搬関数を用いたHFTによる価格インパクトの定量化2023

    • Author(s)
      佐藤優輝, 金澤輝代士
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 価格変動の非線形スケーリング則とその頑健性の検証2023

    • Author(s)
      佐藤優輝, 金澤輝代士
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Microscopic origin of the persistent order flows: microscopic data analysis2023

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      SKM DPG conference 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantitative Verification of the Order-Splitting Hypothesis as the Microscopic Origin of the Persistent Order Flows in the Tokyo Stock Exchange Market2022

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      Econophysics Colloquium 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金融市場での売買符号時系列の長期記憶性とそのミクロモデルの検証2022

    • Author(s)
      佐藤 優輝, 金澤 輝代士
    • Organizer
      SMASH22 SUMMER SYMPOSIUM
  • [Presentation] 非線形ホークス過程の漸近解析と強度のべき分布2022

    • Author(s)
      金澤 輝代士, Didier Sornette
    • Organizer
      第29回 人工知能学会 金融情報学研究会(SIG-FIN)
  • [Presentation] 金融市場での注文流の長期記憶性はどのように定量的に計測するべきか?2022

    • Author(s)
      佐藤 優輝, 金澤 輝代士
    • Organizer
      第29回 人工知能学会 金融情報学研究会(SIG-FIN)
  • [Presentation] Statistical analysis of a microscopic financial dataset for the long-range correlation of the order flow2022

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      7th workshop on Complexity in Economics and Finance (CCS 2022 Satellite)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Order-splitting behaviour in the Tokyo stock exchange market2022

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanazawa
    • Organizer
      Conference on Complex Systems 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金融市場における注文流の長期記憶性とその統計手法の検討2022

    • Author(s)
      佐藤優輝, 金澤輝代士
    • Organizer
      Data-driven Mathematical Science: 経済物理学とその周辺

URL: 

Published: 2024-12-25  

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