市场脉搏：基于LSTM-HMM混合方案的量化择时与动态仓位管理

目录TOC\o"1-2"\h\z\u从1.0到2.0的升级路线：让模型看到更多特征 5纯HMM模型的优势和局限 5LSTM-GHMM混合方案的优势和升级路线 7LSTM-HMM混合模型架构：从时序特征到概率空间 9LSTM-HMM模型整体架构与流程 9特征工程升级：更多的量价细节 10LSTM自编码器：从手工特征到深度特征 11回测验证：2021年以来多指数回测表现 13LSTM-GHMM的灰箱中学到了什么？ 13多指数长期回测结果与模型局限性 15基于状态特征的仓位优化思路和改进方向 20风险提示 24图表目录图表1：隐马尔科夫链示意图 5图表2：动态调节机制及模型完整择时流程示意图 6图表3：HMM择时框架在万得全A上的应用 7图表4：HMM择时框架在中证1000上的应用 7图表5：LSTM训练集与验证集的重建损失 12图表6：LSTM编码器输出的各特征维度分布 12图表7：万得全A的GHMM状态转移矩阵 13图表8：万得全A的HMM状态转移矩阵 13图表9：万得全A训练集和测试集的状态分布 14图表10：万得全A各状态的胜率()和期望收益 14图表11：万得全A在长时间维度上的状态划分 15图表12：上证指数2021年以来回测结果 15图表13：沪深300指数2021年以来回测结果 15图表14：万得全A指数2021年以来回测结果 16图表15：万得微盘2021年以来回测结果 16图表16：创业板指2021年以来回测结果 16图表17：科创综指2021年以来回测结果 16图表18：中证1000指数2021年以来回测结果 17图表19：中证2000指数2021年以来回测结果 17图表20：干预开度后的万得微盘指数回测结果 18图表21：2026年干预后仓位和回测结果 18图表22：部分主要指数择时超额收益 18图表23：2021年以来回测结果 18图表24：万得全A各状态择时超额走势 19图表25：万得全A状态2择时超额走势 19图表26：2021年万得全A指数凯利仓位 20图表27：2025下半年以来万得全A指数凯利仓位 20图表28：上证指数2021年以来补丁回测结果 21图表29：沪深300指数2021年以来补丁回测结果 21图表30：万得全A指数2021年以来补丁回测结果 21图表31：万得微盘2021年以来补丁回测结果 21图表32：创业板指2021年以来补丁回测结果 22图表33：科创综指2021年以来补丁回测结果 22图表34：中证1000指数2021年以来补丁回测结果 22图表35：中证2000指数2021年以来补丁回测结果 22图表36：上证指数补丁及原始相对收益 23图表37：沪深300补丁及原始相对收益 23图表38：万得全A补丁及原始相对收益 23图表39：万得微盘补丁及原始相对收益 23图表40：中证1000补丁及原始相对收益 24图表41：中证2000补丁及原始相对收益 24图表42：创业板指补丁及原始相对收益 24图表43：科创综指补丁及原始相对收益 24（1长短期记忆网络模型）的联动实现一个更具备精确性和普适性的动态仓位管理方案。1.02.0HMM（1HMMHMM了凯利公式在指数择时面临的“独立重复投注事件”假设问题。1.0A11.0A图表1：隐马尔科夫链示意图 中邮证券研究所HMMHMM图表2：动态调节机制及模型完整择时流程示意图中邮证券研究所1.020253-420251.0A10001.0HMM图表3：HMM择时框架在万得全A上的应用 图表4：HMM择时框架在中证1000上的应用1000

。数据经标准化，基

1000

。数据经标准化，基1.0HMM，因此在状态边缘的切换是突然且生硬的。LSTM-GHMM1.0HMMHMM（HMMHMM5-6HMM2.0HMM（GaussianHiddenMarkovModelGHMMHMM与HMM（/下跌/震荡（）HMM1.0本不得不将特征限制在“趋势+波动”两个维度的根本原因。相比之下，GHMM将观测变量设定为连续的多维向量，其发射概率由高斯分布（正态分布𝜇𝑠和一个协方差矩阵测向量在该状态下出现的概率为:𝑃(𝑜∣𝑆

1=𝑠)=

1exp(−

−μ)⊤𝚺−𝟏(𝑜−μ))𝑡 𝑡

(2π)𝑑/2|Σ𝑠|1/2

2

𝑠 𝒔 𝑡 𝑠这一设计带来的第一个关键改进是特征维度的解放：GHMM1.0HMMGHMM状态推断是基于后验概率分布的：𝑃(𝑆𝑡=𝑠∣𝑜1,…,𝑜𝑡)∝𝑃(𝑜𝑡∣𝑆𝑡=𝑠)⋅∑𝑃(𝑆𝑡=𝑠∣𝑆𝑡−1=𝑖)⋅𝑃(𝑆𝑡−1=𝑖∣𝑜1,…,𝑜𝑡−1)𝑖这一概率分布天然给出了市场"当前处于每个状态的可能性有多大"的连续度量当模型输出"趋势上涨概率55震荡上涨概率40趋势下跌概率5"时GHMM的状LSTM2.0GHMMLSTMGHMMLSTM（并90GHMM参数激增所引发的维度灾难与过拟合风险。LSTMLSTMLSTM，来LSTM明90余市GHMMLSTM-HMMLSTM-HMMLSTM-GHMM4LSTMGHMM1.0HMM息瓶颈在于人工定义的特征类型有限且状态硬边界不符合市场渐变规律。2.0版LSTMGHMMLSTMGHMM特征工程升级：更多的量价细节LSTM状态推断的上限。1.01010ATR900.524σ阈值，将市场划分为6如动量强度、价格位置、市场结构等）在离散化过程中被丢失。2.0225+90z-score（4102060短、中、长三个时间维度的价格趋势强度。②波动率特征（4维：分别计算10日、20日、60日窗口的已实现波动率（年化，以及基于滚动分位数的波动率状态指标（0-1连续值同时间尺度上的波动特征。（420202020些特征刻画当前价格在历史价格结构中的相对位置，为状态判断提供锚点。（4维（滞后1日20滚动偏度、20日滚动峰度、以及价格趋势强度（方向一致性指标，从统计结构层面描述市场的微观行为模式。⑤极端分位数特征（2维：20日收益率分布的95分位数和5于捕捉市场尾部风险的极端状态。⑥趋势-波动6状态软概率（6维2.0版本对1.0六状态划分理念的1.0（每个时刻唯一属于6种状态之一，2.0版本采用非对称双sigmoid函数计算6种状态的软概率。LSTMGHMMLSTMLSTM252.3LSTM自编码器：从手工特征到深度特征251.0GHMM25GHMMGHMMGHMMLSTM（LSTM（Encoder）（Decoder）25LSTMLSTM（MSE1090×25即那些与市场状态识别最相关的时序演化模式。LSTMGHMMLSTM4-55100epoch6LSTMGHMMGHMMLSTM（90×25维GHMM图表5：LSTM训练集与验证集的重建损失 图表6：LSTM编码器输出的各特征维度分布 回测验证：2021LSTM-GHMM2016-2020A2021AA7A581.0A42.02-51.02.01-42.00，其自我维持的概率不足五成，是一个不稳定的过渡状态。4图表7：万得全A的GHMM状态转移矩阵 图表8：万得全A的HMM状态转移矩阵4状态0状态1状态2状态3状态044.1%5.4%1.0%0.2%111.5%87.1%2.7%2.1%242.6%3.2%95.1%1.7%状态30.0%1.8%0.7%93.8%状态41.7%2.5%0.6%2.2%震荡上涨趋势下跌趋势上涨震荡下跌震荡上涨76.45.612.65.4趋势下跌10.782.50.46.4趋势上涨16.10.083.40.4震荡下跌13.110.90.575.5这个不稳定过渡状态的出现正是2.0版本在状态识别方面进步的体现。GHMM545LSTMGHMM1.0状态切换过程中的中间阶段。GHMM9AGHMMGHMM33量，这种差异是可以接受的。图表9：万得全A训练集和测试集的状态分布图表10：万得全A各状态的胜率()和期望收益0%

出现占比:训练集 出现占比:测试集平均持续时间:练集 平均持续时间:试集30 20 10 状态0状态1状态2状态3状态4状态00 状态0状态1状态2状态3状态4状态0

胜率训练集 胜率测试集期望收益训练集 期望收益测试

状态4-1%状态4状态1状态2状态32.0识别的结果显示牛10GHMM状态1状态2状态3GHMM1114GHMMLSTMLSTM-GHMM图表11：万得全A在长时间维度上的状态划分 多指数长期回测结果与模型局限性以2008-2020（科创综指至2022年202112-198LSTM-GHMM图表12：上证指数2021年以来回测结果 图表13：沪深300指数2021年以来回测结果图表14：万得全A指数2021年以来回测结果 图表15：万得微盘2021年以来回测结果 图表16：创业板指2021年以来回测结果 图表17：科创综指2021年以来回测结果 LSTM-GHMMHMMHMM20212026上扬行情时会阶段性跑输导致超额收益收敛。GHMM2050212026图表20：干预开度后的万得微盘指数回测结果 图表21：2026年干预后仓位和回测结果0

万得微盘

LSTM-GHMM LSTM-GHMM LSTM-GHMM:开度干预9509008502021/042021/082021/042021/082021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/04

干预仓位 万得微LSTM-HMM(开度干预)

100%80%60%40%20%2026/012026/012026/012026/012026/022026/022026/032026/032026/032026/042026/042026/052026/052026/062026/06HMM底层设计逻辑上固有的缺陷。HMM22-232025AHMM被迫选择降低仓位，从而导致阶段性超额收益收敛。图表22：部分主要指数择时超额收益 图表23：2021年以来回测结果30%

上证指数 沪深万得全A

2021/042021/082021/122021/042021/082021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/042021/042021/082021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/04

创业板指 中证中证224这种固定状态中的超额损失对于构建择时策略来说是值得庆幸的，在GHMM2LSTM-GHMMA2252152应着较低的仓位选择。图表24：万得全A各状态择时超额走势 图表25：万得全A状态2择时超额走势

状态1 状态2 状态3 状态

2021/042021/082021/042021/082021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/04

万得全A 累计超额状态2(右轴

10%-5%-10%-15%-20%-25%2021/042021/082021/042021/082021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/0426-2720212025LSTM-GHMM222回撤风险的稳定状态，因此这种进行信号干预的“冒险”是可以接受的。图表26：2021年万得全A指数凯利仓位 图表27：2025下半年以来万得全A指数凯利仓位

凯利仓位(右轴) 万得全

90%80%70%60%50%40%30%20%10%2021/04/262021/05/172021/04/262021/05/172021/06/072021/06/282021/07/192021/08/092021/08/302021/09/202021/10/112021/11/012021/11/222021/12/13

750070006500600055005000

凯利仓位(右轴) 万得全

100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%2025/05/202025/06/202025/05/202025/06/202025/07/202025/08/202025/09/202025/10/202025/11/202025/12/202026/01/202026/02/202026/03/202026/04/202026/05/202026/06/20基于状态特征的仓位优化思路和改进方向50+5028-35LSTM-HMM+凯利仓位管理，绿色净值曲线为带底部图表28：上证指数2021年以来补丁回测结果 图表29：沪深300指数2021年以来补丁回测结果图表30：万得全A指数2021年以来补丁回测结果 图表31：万得微盘2021年以来补丁回测结果 图表34：中证1000指数2021年以来补丁回测结果 图表35：中证2000指数2021年以来补丁回测结果36-4325%20%15%10%25%20%15%10%-5%-10%

2021/04图表38：万得全A补丁及原始相对收益相对收益:万得全A:补丁50%40%30%20%10%-10%2021/08图表38：万得全A补丁及原始相对收益相对收益:万得全A:补丁50%40%30%20%10%-10%2021/122022/042022/082022/122023/042023/082023/12相对收益:万得全A:原始2024/04相对收益:万得全A:原始2024/082024/122025/042025/082025/122026/0450%40%30%50%40%30%20%10%2323

2021/04图表39：万得微盘补丁及原始相对收益100%50%-50%图表39：万得微盘补丁及原始相对收益100%50%-50%-100%-150%-200%2021/122022/042022/082023/042023/082023/122024/042024/082024/122025/042025/082025/122026/04图表36：上证指数补丁及原始相对收益图表37300相对收益:沪深300:补丁相对收益:沪深300:原始图表36：上证指数补丁及原始相对收益图表37300相对收益:沪深300:补丁相对收益:沪深300:原始图表40：中证1000补丁及原始相对收益 图表41：中证2000补丁及原始