[論文レビュー] BSE: A Minimal Simulation of a Limit-Order-Book Stock Exchange

Dave Cliff|arXiv (Cornell University)|Sep 17, 2018

Complex Systems and Time Series Analysis参考文献 6被引用数 10

ひとこと要約

この論文では、リアルな環境ながらもアクセスしやすい条件下で自動取引システムをモデル化することを目的とした、最小限のオープンソースの指値指定注文書取引所シミュレータであるBSEを紹介する。研究および教育の目的で設計されたBSEは、市場マイクロ構造およびアルゴリズム取引のダイナミクスに関する実地実験を可能にし、静的過去データ分析とは対照的に、ライブでインタラクティブな代替手段を提供する。

ABSTRACT

This paper describes the design, implementation, and successful use of the Bristol Stock Exchange (BSE), a novel minimal simulation of a centralised financial market, based on a Limit Order Book (LOB) such as is common in major stock exchanges. Construction of BSE was motivated by the fact that most of the world's major financial markets have automated, with trading activity that previously was the responsibility of human traders now being performed by high-speed autonomous automated trading systems. Research aimed at understanding the dynamics of this new style of financial market is hampered by the fact that no operational real-world exchange is ever likely to allow experimental probing of that market while it is open and running live, forcing researchers to work primarily from time-series of past trading data. Similarly, university-level education of the engineers who can create next-generation automated trading systems requires that they have hands-on learning experience in a sufficiently realistic teaching environment. BSE as described here addresses both those needs: it has been successfully used for teaching and research in a leading UK university since 2012, and the BSE program code is freely available as open-source on GitHuB.

研究の動機と目的

• 現代の自動化金融市場を研究するためのライブでインタラクティブな環境の不足を補う。
• 教育的用途を目的とした、リアルながしかし簡素化された指値指定注文書取引所のシミュレーションを提供する。
• 過去の市場データに依存せずに、ハイフレーケンシー取引のダイナミクスに関する研究を支援する。
• アルゴリズム取引システムのテストおよび教育に利用可能な、自由に利用可能なオープンソースプラットフォームを提供する。
• 理論的市場モデルと現実世界の自動取引システムの間のギャップを埋める。

提案手法

• BSEは、買い注文および売り注文、価格・時刻優先順位のマッチング、継続的ダブルオークションメカニズムを備えた中央集権型指値指定注文書市場をシミュレートする。
• システムは、リアルタイムに注文の提出・変更・キャンセルを行う複数の自動取引エージェントをサポートする。
• 注文マッチングは標準的な価格・時刻優先順位ルールに従い、公正で決定論的な実行を保証する。
• シミュレーションは離散的な時間ステップで実行され、注文の到着およびキャンセルは、設定可能なパラメータに基づいて確率的にモデル化される。
• エージェントが注文書にインタラクトできるプログラムインターフェース（API）をBSEは公開しており、カスタム取引戦略の統合を可能にする。
• プラットフォームはPythonで実装されており、コミュニティによる利用および拡張を目的としてGitHubにオープンソースとしてホスティングされている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異なる自動取引戦略が、シミュレートされた指値指定注文書環境でどのように機能するか？
• RQ2 自律的取引エージェント間の相互作用から、どのような顕在的市場マイクロ構造現象が生じるか？
• RQ3 BSEの設計は、現実世界の取引所と比較して、主要な市場ダイナミクスをどの程度正確に再現できるか？
• RQ4 BSEは、アルゴリズム取引を教えるための実用的教育ツールとしてどの程度有効か？
• RQ5 過去データ分析とは対照的に、ライブシミュレーションから得られる市場安定性および効率性に関する洞察は何か？

主な発見

• BSEは2012年以降、英国の主要大学で教育および研究の目的で成功裏に使用されており、教育的および研究的有用性が裏付けられている。
• シミュレーション環境により、市場ダイナミクスに対するリアルタイムのインタラクションが可能となり、過去データの受動的分析とは明確な利点を示す。
• BSEのオープンソース性のおかげで、多様な研究および教育的応用分野でのコミュニティの採用および拡張が促進された。
• BSEは、注文マッチングおよび価格発見を含む、実際の指値指定注文書取引所のコアメカニズムを効果的に再現している。
• プラットフォームは、制御され、再現可能で、ハイフレーケンシー取引戦略の開発およびテストを可能にする。
• システムの最小限の設計により、市場メカニズムの明確な理解が可能であり、同時に高度な研究に向けた拡張性を備えている。