Открыть на GitHub

Beta Adjusted Pairs Trading

Бета-нейтральный возврат к среднему для двух инструментов. Явно задаются отличающийся Asset2 и Asset2Portfolio (он может совпадать с основным портфелем). Неявного TON и счёта нет. Обе беты положительные. Используются завершённые свечи с точно одинаковым OpenTime; пропуски, устаревшие данные и дубли не смешивают разные времена.

Правила торговли

h=BetaAsset1/BetaAsset2; B1,B2 — первые согласованные положительные закрытия. Спред: s=ln(P1/B1)-h*ln(P2/B2). Среднее и стандартное отклонение генеральной совокупности считаются по последним LookbackPeriod согласованным спредам, включая текущий; z=(s-mean)/deviation. Нулевое отклонение запрещает вход. Лонг пары: z[p]<=-EntryThreshold && -EntryThreshold<z<0; шорт: z[p]>=EntryThreshold && 0<z<EntryThreshold. Самого нахождения за порогом недостаточно.

Лонг пары покупает Volume основного инструмента и продаёт q2=floor(Volume*P1*h/P2/VolumeStep2)*VolumeStep2 второго; шорт меняет обе стороны. Цены берутся из согласованных сигнальных свечей. Объём хеджа должен проходить ограничения лота второго инструмента и не меняется во время позиции. Вход разрешён только при нулевых обеих ногах и отсутствии незавершённых заявок; разница индексов последовательных входов строго больше CooldownBars.

На каждой паре завершённых свечей используются средневзвешенные фактические цены входа F1,F2 и знаковые исполненные объёмы q1,q2: PnL=q1*(P1-F1)+q2*(P2-F2), G=abs(q1)*F1+abs(q2)*F2. Обе фактические позиции закрываются при PnL<=-G*StopLoss/100; иначе лонг выходит при z>=-ExitThreshold, шорт — при z<=ExitThreshold. Убыток имеет приоритет. Пауза между входами не задерживает выход. Это лимит убытка пары по закрытиям до комиссий, не внутрисвечной биржевой стоп.

Ноги отправляются отдельными рыночными заявками, без атомарности. Незавершённые заявки блокируют новые решения. После завершения заявок отсутствующая, отклонённая или неполная нога приводит к закрытию фактических остатков на следующей согласованной паре свечей; неудачный выход повторяется там же на следующих парах. Архивный BTC/TON replay проверяет механику, не доходность или устойчивую экономическую связь.

Входы разрешены только по завершённым свечам после прогрева индикаторов. Открытая позиция сопровождается до выхода; незавершённая рыночная заявка блокирует повторную отправку.

Параметры

Parameter Default
Asset2 required
Asset2Portfolio required
BetaAsset1 1
BetaAsset2 1
LookbackPeriod 20
EntryThreshold 2
ExitThreshold 0.15
StopLoss 2 (%)
CooldownBars 120
CandleType 5m
namespace StockSharp.Samples.Strategies;

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

using Ecng.Common;

using StockSharp.Algo;
using StockSharp.Algo.Indicators;
using StockSharp.Algo.Strategies;
using StockSharp.BusinessEntities;
using StockSharp.Messages;

/// <summary>Beta-neutral pairs: synchronized log-spread mean reversion and a filled two-leg loss limit.</summary>
public class BetaAdjustedPairsStrategy : Strategy
{
	private readonly StrategyParam<Security> _asset2;
	private readonly StrategyParam<Portfolio> _asset2Portfolio;
	private readonly StrategyParam<decimal> _betaAsset1;
	private readonly StrategyParam<decimal> _betaAsset2;
	private readonly StrategyParam<int> _lookbackPeriod;
	private readonly StrategyParam<decimal> _entryThreshold;
	private readonly StrategyParam<decimal> _exitThreshold;
	private readonly StrategyParam<decimal> _stopLoss;
	private readonly StrategyParam<int> _cooldownBars;
	private readonly StrategyParam<DataType> _candleType;
	private readonly SortedDictionary<DateTime, decimal> _firstBars = new(), _secondBars = new();
	private readonly Queue<decimal> _spreads = new();
	private readonly List<Order> _orders = new();
	private DateTime _lastPair;
	private decimal? _base1, _base2, _previousZ;
	private decimal _cost1, _cost2, _quantity1, _quantity2, _primaryQuantity, _hedgeQuantity;
	private int _side, _bar;
	private int? _lastEntry;

	/// <summary>Initializes the published pair inputs, signal and loss limit.</summary>
	public BetaAdjustedPairsStrategy()
	{
		_asset2 = Param<Security>(nameof(Asset2)).SetRequired()
			.SetDisplay("Asset2", "Explicit second execution instrument", "Parameters");
		_asset2Portfolio = Param<Portfolio>(nameof(Asset2Portfolio)).SetRequired()
			.SetDisplay("Asset2Portfolio", "Explicit portfolio for the hedge leg", "Parameters");
		_betaAsset1 = Param(nameof(BetaAsset1), 1m).SetGreaterThanZero()
			.SetDisplay("BetaAsset1", "Positive primary beta", "Parameters");
		_betaAsset2 = Param(nameof(BetaAsset2), 1m).SetGreaterThanZero()
			.SetDisplay("BetaAsset2", "Positive secondary beta", "Parameters");
		_lookbackPeriod = Param(nameof(LookbackPeriod), 20).SetRange(2, 100000)
			.SetDisplay("LookbackPeriod", "Matched spread observations in the z-score window", "Parameters");
		_entryThreshold = Param(nameof(EntryThreshold), 2m).SetGreaterThanZero()
			.SetDisplay("EntryThreshold", "Extreme z-score boundary to cross back toward zero", "Parameters");
		_exitThreshold = Param(nameof(ExitThreshold), 0.15m).SetNotNegative()
			.SetDisplay("ExitThreshold", "Mean-reversion exit band", "Parameters");
		_stopLoss = Param(nameof(StopLoss), 2m).SetGreaterThanZero()
			.SetDisplay("StopLoss", "Loss limit as a percentage of gross filled entry notional", "Parameters");
		_cooldownBars = Param(nameof(CooldownBars), 120).SetNotNegative()
			.SetDisplay("CooldownBars", "Finished matched bars between pair entries", "Parameters");
		_candleType = Param(nameof(CandleType), TimeSpan.FromMinutes(5).TimeFrame())
			.SetDisplay("CandleType", "Same finished candle interval on both legs", "Parameters");
	}

	/// <summary>Explicit second execution instrument.</summary>
	public Security Asset2
	{
		get => _asset2.Value;
		set => _asset2.Value = value;
	}

	/// <summary>Explicit portfolio for the hedge leg.</summary>
	public Portfolio Asset2Portfolio
	{
		get => _asset2Portfolio.Value;
		set => _asset2Portfolio.Value = value;
	}

	/// <summary>Positive primary beta.</summary>
	public decimal BetaAsset1
	{
		get => _betaAsset1.Value;
		set => _betaAsset1.Value = value;
	}

	/// <summary>Positive secondary beta.</summary>
	public decimal BetaAsset2
	{
		get => _betaAsset2.Value;
		set => _betaAsset2.Value = value;
	}

	/// <summary>Matched spread observations in the z-score window.</summary>
	public int LookbackPeriod
	{
		get => _lookbackPeriod.Value;
		set => _lookbackPeriod.Value = value;
	}

	/// <summary>Extreme z-score boundary to cross back toward zero.</summary>
	public decimal EntryThreshold
	{
		get => _entryThreshold.Value;
		set => _entryThreshold.Value = value;
	}

	/// <summary>Mean-reversion exit band.</summary>
	public decimal ExitThreshold
	{
		get => _exitThreshold.Value;
		set => _exitThreshold.Value = value;
	}

	/// <summary>Loss limit as a percentage of gross filled entry notional.</summary>
	public decimal StopLoss
	{
		get => _stopLoss.Value;
		set => _stopLoss.Value = value;
	}

	/// <summary>Finished matched bars between pair entries.</summary>
	public int CooldownBars
	{
		get => _cooldownBars.Value;
		set => _cooldownBars.Value = value;
	}

	/// <summary>Same finished candle interval on both legs.</summary>
	public DataType CandleType
	{
		get => _candleType.Value;
		set => _candleType.Value = value;
	}

	/// <inheritdoc />
	public override IEnumerable<(Security sec, DataType dt)> GetWorkingSecurities()
		=> [(Security, CandleType), (Asset2, CandleType)];

	/// <inheritdoc />
	protected override void OnReseted()
	{
		base.OnReseted();
		_firstBars.Clear(); _secondBars.Clear(); _spreads.Clear(); _orders.Clear();
		_lastPair = default;
		_base1 = _base2 = _previousZ = null;
		_cost1 = _cost2 = _quantity1 = _quantity2 = _primaryQuantity = _hedgeQuantity = 0m;
		_side = _bar = 0;
		_lastEntry = null;
	}

	/// <inheritdoc />
	protected override void OnStarted2(DateTime time)
	{
		if (Asset2 is null || Asset2Portfolio is null || Security is null
			|| string.Equals(Asset2.Id, Security.Id, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
			throw new InvalidOperationException("Asset2 must explicitly identify a different instrument, and Asset2Portfolio is required.");
		if (ExitThreshold >= EntryThreshold)
			throw new InvalidOperationException("ExitThreshold must be smaller than EntryThreshold.");
		base.OnStarted2(time);
		var first = SubscribeCandles(CandleType);
		var second = SubscribeCandles(CandleType, security: Asset2);
		first.Bind(c => ProcessCandle(c, _firstBars)).Start();
		second.Bind(c => ProcessCandle(c, _secondBars)).Start();
		var area = CreateChartArea();
		if (area is not null)
		{
			DrawCandles(area, first);
			DrawCandles(area, second);
			DrawOwnTrades(area);
		}
	}

	private void ProcessCandle(ICandleMessage candle, SortedDictionary<DateTime, decimal> buffer)
	{
		if (candle.State != CandleStates.Finished || candle.ClosePrice <= 0m || candle.OpenTime <= _lastPair)
			return;
		buffer[candle.OpenTime] = candle.ClosePrice;
		// Bound unmatched observations if one feed stops; never combine candles with different times.
		while (buffer.Count > LookbackPeriod * 2)
			buffer.Remove(buffer.First().Key);
		if (!_firstBars.TryGetValue(candle.OpenTime, out var first) || !_secondBars.TryGetValue(candle.OpenTime, out var second))
			return;
		_lastPair = candle.OpenTime;
		foreach (var old in _firstBars.Keys.Where(t => t <= _lastPair).ToArray())
			_firstBars.Remove(old);
		foreach (var old in _secondBars.Keys.Where(t => t <= _lastPair).ToArray())
			_secondBars.Remove(old);
		_bar++;
		_base1 ??= first;
		_base2 ??= second;
		var beta = BetaAsset1 / BetaAsset2;
		var spread = (decimal)Math.Log((double)(first / _base1.Value)) - beta * (decimal)Math.Log((double)(second / _base2.Value));
		_spreads.Enqueue(spread);
		if (_spreads.Count > LookbackPeriod)
			_spreads.Dequeue();
		if (_spreads.Count < LookbackPeriod)
			return;
		var mean = _spreads.Average();
		var deviation = (decimal)Math.Sqrt((double)_spreads.Average(v => (v - mean) * (v - mean)));
		var previous = _previousZ;
		var z = deviation > 0m ? (spread - mean) / deviation : (decimal?)null;
		_previousZ = z;
		if (!IsFormedAndOnlineAndAllowTrading() || _orders.Any(o => o.State is not (OrderStates.Done or OrderStates.Failed)))
			return;
		_orders.Clear();
		var position1 = Position;
		var position2 = GetPositionValue(Asset2, Asset2Portfolio) ?? 0m;
		if (position1 != 0m || position2 != 0m)
		{
			if (_side == 0 || position1 != _side * _primaryQuantity || position2 != -_side * _hedgeQuantity)
			{
				ClosePair("Unbalanced");
				return;
			}
			var profit = _side * (_quantity1 * first - _cost1 - _quantity2 * second + _cost2);
			if (_cost1 + _cost2 > 0m && profit <= -(_cost1 + _cost2) * StopLoss / 100m)
				ClosePair("Stop");
			else if (z is decimal score && (_side > 0 ? score >= -ExitThreshold : score <= ExitThreshold))
				ClosePair("Mean");
			return;
		}
		_side = 0;
		if (previous is null || z is null || _lastEntry is int lastEntry && _bar - lastEntry <= CooldownBars)
			return;
		var side = previous <= -EntryThreshold && z > -EntryThreshold && z < 0m ? 1
			: previous >= EntryThreshold && z < EntryThreshold && z > 0m ? -1 : 0;
		if (side == 0)
			return;
		var step = Asset2.VolumeStep ?? 1m;
		_hedgeQuantity = Math.Floor(Volume * first * beta / second / step) * step;
		if (_hedgeQuantity < (Asset2.MinVolume ?? step) || Asset2.MaxVolume is decimal max && _hedgeQuantity > max)
			throw new InvalidOperationException("The beta-neutral hedge quantity is outside Asset2 lot limits.");
		_cost1 = _cost2 = _quantity1 = _quantity2 = 0m;
		_side = side;
		_primaryQuantity = Volume;
		_lastEntry = _bar;
		Submit(Security, Portfolio, side * _primaryQuantity, "Entry");
		Submit(Asset2, Asset2Portfolio, -side * _hedgeQuantity, "Entry");
	}

	private void Submit(Security security, Portfolio portfolio, decimal signedQuantity, string reason)
	{
		if (signedQuantity == 0m)
			return;
		var order = new Order
		{
			Security = security, Portfolio = portfolio,
			Side = signedQuantity > 0m ? Sides.Buy : Sides.Sell,
			Volume = Math.Abs(signedQuantity), Type = OrderTypes.Market, Comment = "0299" + reason,
		};
		_orders.Add(order);
		RegisterOrder(order);
	}

	private void ClosePair(string reason)
	{
		Submit(Security, Portfolio, -Position, reason);
		Submit(Asset2, Asset2Portfolio, -(GetPositionValue(Asset2, Asset2Portfolio) ?? 0m), reason);
		_side = 0;
	}

	/// <inheritdoc />
	protected override void OnOwnTradeReceived(MyTrade trade)
	{
		base.OnOwnTradeReceived(trade);
		if (trade.Order.Comment != "0299Entry")
			return;
		if (trade.Order.Security == Security)
		{
			_quantity1 += trade.Trade.Volume;
			_cost1 += trade.Trade.Volume * trade.Trade.Price;
		}
		else
		{
			_quantity2 += trade.Trade.Volume;
			_cost2 += trade.Trade.Volume * trade.Trade.Price;
		}
	}
}