[논문 리뷰] A multi-agent nonlinear Markov model of the order book

K. L. Vaninsky, Stepan Myzuchka외 1명|arXiv (Cornell University)|2012. 08. 15.

Complex Systems and Time Series Analysis참고 문헌 27인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 새로운 정보에 대한 반응으로 장기적 상관관계와 집단적 시장 행동을 포착하기 위해 낙관적 및 비호의 투자자 심리 상태를 나타내는 두 개의 느린 변수를 포함하는 다중 에이전트 비선형 마르코프 모델을 제안한다. 수치 시뮬레이션 결과, 이 모델은 실제 금융 시장의 핵심 경험적 특성을 재현함을 보여준다.

ABSTRACT

We introduce and treat rigorously a new multi-agent model of the order book (OB). Our model is designed to explain the collective behavior of the market when new information a?ecting the market arrives. Our model has two major features. First, it has two additional parameters which we call slow vari- ables. These parameters measure the mood of two groups of investors, namely, bulls and bears. Second, our model captures the interaction between trading agents and constitutes a nonlinear Markov process which exhibits long term cor- relations. We explain the intuition behind the equations and present numerical simulations which show that the behavior of our model is similar to the behavior of the real market.

연구 동기 및 목표

• 정보 충격 기간 동안 집단적 시장 행동을 다중 에이전트 프레임워크를 사용하여 모델링하기 위해.
• 특히 낙관적 및 비호의 분위기를 포함한 투자자 심리를 두 개의 느린 변수를 통해 통합하기 위해.
• 실제 오더북 데이터에서 관찰된 장기적 상관관계를 포착하는 비선형 마르코프 과정을 개발하기 위해.
• 변동성 집중 현상과 가격 피드백 효과와 같은 경험적 시장 행동을 재현하기 위해.

제안 방법

• 시장 내 낙관적 및 비호의 투자자 집단 심리를 나타내는 두 개의 느린 변수를 도입하기 위해.
• 에이전트 상호작용에 기반한 오더북의 진화를 규명하는 비선형 마르코프 과정을 설정하기 위해.
• 감정과 가격 압력에 영향을 받는 상태 의존 전이로 거래 결정을 모델링하기 위해.
• 오더북 및 감정 변수의 역학을 기술하기 위해 확률적 미분 방정식을 사용하기 위해.
• 실제 오더북 데이터를 사용하여 모델 캘리브레이션을 수행하여 현실적인 행동을 보장하기 위해.
• 모델이 시장 현상 재현 능력을 검증하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정보 사건 기간 동안 투자자 심리 역학은 오더북의 집단적 행동에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 감정 기반 느린 변수를 갖춘 비선형 마르코프 과정은 시장 데이터의 장기적 상관관계를 재현할 수 있는가?
• RQ3 모델 내 에이전트 기반 상호작용이 변동성 집중과 같은 경험적 오더북 행동을 어느 정도 재현할 수 있는가?
• RQ4 감정과 가격 압력 간의 상호작용은 시장 안정성과 피드백 루프를 어떻게 형성하는가?

주요 결과

• 모델은 실제 시장의 핵심 경험적 특성인 가격 및 거래량 역학의 장기적 상관관계를 성공적으로 재현한다.
• 감정 기반 느린 변수의 통합은 집단적 투자자 심리에 의해 영향을 받는 지속적인 시장 제도를 포착할 수 있음을 보여준다.
• 수치 시뮬레이션 결과, 모델은 피드백 효과와 변동성 집중을 포함한 실제 시장 오더북과 유사한 행동을 나타낸다.
• 비선형 마르코프 구조는 경험적 시장 마이크로스트럭처 관찰과 일치하는 복잡한 비정규 분포 역학을 가능하게 한다.