[論文レビュー] Multiscale Features of Cross Correlation of Price and Trading Volume

Jamshid Ardalankia, Mohammad Osoolian+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2019

Complex Systems and Time Series Analysis被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、マルチフラクタル・デトレンドド・クロス相関解析（MF-DXA）手法を用いて、複数の時間スケールにおける株価と売買高の相関構造のパワー則スケーリングおよびマルチフラクタル構造を明らかにした。価格・売買高のカップリングは時間スケールとともに減少する顕著なスケーリング行動を示しており、先進市場では売買高が価格を上回る傾向にあり、価格の妥当性が向上していることがわかった。

ABSTRACT

Price without transaction makes no sense. Trading volume authenticates its corresponding price, so there is mutual information and entanglement between price and volume. On the other hand, we are curious about scaling features of this entanglement and need to know how structures in different scales translate information. So, markets are faced with a variety of dimensions of price and trading volume. Investment size (volume), price-wise expectations (gain/loss), and time-wise expectations (time-scale) differ from one investor to another. This study, by applying the MF-DXA method, demonstrates that price and trading volume and their coupling contain power law information and are multifractal in the markets we investigated. Also, the resultant correlation coefficients present scaling behaviors which are totally significant in the investigated time-scales and they decrease with increasing time-scales. Meanwhile, considering developed markets, the price-volume coupling is more dominated by trading volume rather than price. This domination increases price validity. We can confirm that in a developed market, traders, with a certain price, are more rational and show their enthusiasm to price by applying trading volume. This approach for emerging markets is weak. As a whole, in emerging markets, market behavior is guided by a phenomenon other than volume.

研究の動機と目的

• 金融市場における価格と売買高のマルチスケールクロス相関構造を調査すること。
• 異なる時間スケールにおける価格・売買高カップリングのスケーリング行動とマルチフラクタル性がどのように生じるかを特定すること。
• 先進市場と新興市場における売買高が価格をどれほど上回るかを比較すること。
• 売買高が価格情報の妥当性をどのように果たし、投資家の合理的行動をどのように反映するかを評価すること。

提案手法

• 価格時系列と売買高時系列間のクロス相関を分析するために、マルチフラクタル・デトレンドド・クロス相関解析（MF-DXA）手法を適用した。
• この手法により、複数の時間スケールにおけるクロス相関係数のパワー則スケーリングを検出できた。
• 特異性スペクトルとスケーリング指数を分析することで、価格・売買高カップリングのマルチフラクタル性を定量化した。
• クロス相関係数が時間スケールとともにどのように変化するかを分析することで、スケーリング行動を評価した。
• 発展途上市場と先進市場の違いを区別し、価格・売買高カップリングの強さと性質を比較した。
• スケーリング行動の統計的有意性を、調査された時間スケール全体で評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 金融市場において、価格と売買高は複数の時間スケールでどのように共進化するか？
• RQ2 価格と売買高のクロス相関におけるスケーリング行動の性質は何か？
• RQ3 価格・売買高カップリングはどの程度マルチフラクタル的であり、時間スケールによってどのように変化するか？
• RQ4 先進市場と新興市場における売買高が価格を上回る傾向の違いは何か？
• RQ5 クロス相関のスケーリング行動は、市場効率性と投資家の合理的行動にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 調査されたすべての時間スケールにおいて、価格と売買高のクロス相関に顕著なスケーリング行動が認められた。
• 相関係数は時間スケールが大きくなるにつれて減少しており、長期的視野ではカップリングが弱まっていることが示された。
• 価格と売買高のカップリングにはパワー則スケーリングが認められ、データに長距離依存性が存在することが確認された。
• カップリングはマルチフラクタル的であり、市場行動に複雑でスケール依存のダイナミクスが存在することを示唆している。
• 先進市場では、売買高が価格情報の支配的要因となり、価格の妥当性が向上し、より合理的なトレーダー行動が反映されている。
• 新興市場では、価格・売買高カップリングが弱く、売買高の支配的影響も薄いため、市場行動は売買高以外の要因に強く影響を受けることが示された。