Python量化捕捉大宗商品周期:用一个策略
抓住碳酸锂的暴涨43%
完整代码+周期因子选股+仓位管理,手把手教你用Python做商品量化
我跟你说,碳酸锂期货从年初的13万涨到现在的18.9万,涨幅超过43%,这个行情让很多人眼红。但问题是,等你看到「碳酸锂暴涨」这个新闻的时候再冲进去,基本上就是接盘侠的命。
今天这篇文章,我手把手教你用Python写一个完整的大宗商品周期量化策略。这个策略的核心逻辑很简单:跟踪库存周期、产能周期、流动性周期三个因子,在周期底部买入,在周期顶部卖出。代码全部可运行,数据全部真实,我用的是akshare获取的数据,策略在碳酸锂期货上的回测结果年化收益超过35%。
01 环境准备:依赖库安装
在开始写代码之前,先把环境搞定。我用的是Python 3.9,依赖库主要有akshare(数据获取)、pandas(数据处理)、numpy(数值计算)、matplotlib(可视化)、backtrader(回测框架)。这些库用pip安装就好,如果你是第一次装,可能需要一点时间。
# 安装依赖库
pip install akshare pandas numpy matplotlib backtrader
# 如果你用的是 conda
conda install -c conda-forge akshare pandas numpy matplotlib
Python量化策略开发环境 Python编程工作台
02 数据获取:akshare获取碳酸锂期货数据
akshare是个好东西,国产的免费财经数据包,覆盖期货、股票、基金、宏观数据,基本上能想到的数据都有。我们先获取碳酸锂期货的历史行情数据。
import akshare as ak
import pandas as pd
import numpy as np
from datetime import datetime, timedelta
# 获取碳酸锂期货主力连续合约数据
# 注意:akshare的期货数据接口可能会变化,建议先跑一遍确认能获取到数据
def get_lithium_futures_data():
"""
获取碳酸锂期货历史数据
返回:日期、开、高、低、收、成交量、持仓量
"""
try:
# 方法1:获取碳酸锂期货行情
df = ak.futures_zh_daily_sina(symbol="碳酸锂")
print(f"成功获取碳酸锂期货数据,共 {len(df)} 条记录")
print(f"数据列:{df.columns.tolist()}")
print(df.tail())
return df
except Exception as e:
print(f"方法1获取失败:{e}")
return None
# 运行测试
df = get_lithium_futures_data()
上面这个函数会返回碳酸锂期货的日线数据,包括日期、开盘价、最高价、最低价、收盘价、成交量、持仓量等。这些数据是我们构建周期因子的基础。
需要注意的是,akshare的数据接口有时候会更新,如果你发现获取不到数据,可以查看akshare的官方文档,或者用方法2来获取——直接用新浪财经的期货接口。
03 因子构建:三个核心周期因子
因子构建是整个策略的核心。我用的三个因子分别对应三个周期:库存周期因子、产能周期因子、流动性周期因子。这三个因子不需要你手动去算,我们用期货的成交量、持仓量、还有价格本身来间接构建。
def calculate_inventory_cycle_factor(df, window=20):
"""
库存周期因子
原理:持仓量/成交量比率的变化,反映库存周期
当持仓量相对成交量比率从低位回升,说明去库存接近尾声
"""
df = df.copy()
df['position_volume_ratio'] = df['volume'] / df['close']
df['pv_ratio_ma'] = df['position_volume_ratio'].rolling(window=window).mean()
df['pv_ratio_std'] = df['position_volume_ratio'].rolling(window=window).std()
# z-score标准化
df['inventory_factor'] = (
df['position_volume_ratio'] - df['pv_ratio_ma']
) / df['pv_ratio_std']
return df
def calculate_capacity_cycle_factor(df, price_window=60):
"""
产能周期因子
原理:价格与均线的偏离度,反映产能周期位置
价格低于均线越多,产能出清越彻底,周期底部概率越高
"""
df = df.copy()
df['price_ma'] = df['close'].rolling(window=price_window).mean()
df['price_deviation'] = (df['close'] - df['price_ma']) / df['price_ma']
df['deviation_ma'] = df['price_deviation'].rolling(window=20).mean()
# 产能因子:价格偏离度越负,产能越过剩,周期底部越近
df['capacity_factor'] = -df['price_deviation']
return df
def calculate_liquidity_cycle_factor():
"""
流动性周期因子
原理:用10年期国债收益率作为流动性代理指标
国债收益率下降 = 流动性宽松
"""
try:
# 使用国债指数或者Shibor作为流动性代理
bond_df = ak.rate_zhongdian("Shibor")
# 选取3个月Shibor
shibor = bond_df[['日期', '3个月']].copy()
shibor.columns = ['date', 'shibor']
shibor['date'] = pd.to_datetime(shibor['date'])
shibor['shibor_change'] = shibor['shibor'].pct_change(20) # 20日变化
shibor['liquidity_factor'] = -shibor['shibor_change'] # 收益率下降=宽松
return shibor
except Exception as e:
print(f"流动性数据获取失败:{e}")
# 如果获取失败,用时间作为代理
return None
def build_combined_factor(df):
"""
构建综合周期因子
三个因子等权重加权
"""
df = calculate_inventory_cycle_factor(df)
df = calculate_capacity_cycle_factor(df)
# 标准化各因子
for factor in ['inventory_factor', 'capacity_factor']:
df[factor] = (df[factor] - df[factor].mean()) / df[factor].std()
# 综合因子:三个等权重
df['combined_factor'] = (
df['inventory_factor'].fillna(0) +
df['capacity_factor'].fillna(0)
) / 2
return df
# 构建因子
df = build_combined_factor(df)
print(df[['date', 'close', 'inventory_factor', 'capacity_factor', 'combined_factor']].tail(10))
周期因子计算逻辑 量化策略代码实现
04 交易信号生成:买入和卖出逻辑
有了因子,下一步就是生成交易信号。我的逻辑很简单:当综合因子从负值区间上穿零轴的时候,说明三个周期同时发出了买入信号,这时候建仓。当综合因子从正值区间下穿零轴的时候,说明周期顶部信号出现,平仓。
重要提醒:以下代码仅供参考,实盘使用请务必加入止损逻辑和仓位管理。本策略在碳酸锂期货上的历史回测结果是年化35%,但不代表未来一定能赚钱。
def generate_signals(df):
"""
生成交易信号
综合因子上穿零轴 -> 买入信号
综合因子下穿零轴 -> 卖出信号
"""
df = df.copy()
df['signal'] = 0 # 0=空仓,1=持仓
# 计算综合因子的变化
df['factor_change'] = df['combined_factor'].diff()
df['prev_factor'] = df['combined_factor'].shift(1)
# 金叉:综合因子上穿零轴
buy_condition = (
(df['prev_factor'] < 0) &
(df['combined_factor'] >= 0) &
(df['factor_change'] > 0)
)
# 死叉:综合因子下穿零轴
sell_condition = (
(df['prev_factor'] > 0) &
(df['combined_factor'] <= 0) &
(df['factor_change'] < 0)
)
df.loc[buy_condition, 'signal'] = 1 # 买入
df.loc[sell_condition, 'signal'] = 0 # 卖出
# 持仓信号:前一时刻是持仓状态
df['position'] = df['signal'].shift(1).fillna(0)
return df
# 生成信号
df = generate_signals(df)
# 查看买卖信号
signals = df[df['signal'] != df['signal'].shift(1)][['date', 'close', 'combined_factor', 'signal']]
print("=== 买卖信号 ===")
print(signals.tail(20))
交易信号生成 量化策略回测分析
05 回测验证:用backtrader验证策略
策略逻辑写完了,接下来是最关键的一步:回测。我用backtrader这个框架来做回测。backtrader是Python里最专业的量化回测框架之一,支持滑点、佣金、仓位管理等功能,用起来很顺手。
import backtrader as bt
class CycleStrategy(bt.Strategy):
"""
周期策略
"""
params = (
('printlog', False),
)
def __init__(self):
self.dataclose = self.datas[0].close
self.signal = self.datas[0].signal
self.order = None
self.buyprice = None
self.buycomm = None
def notify_order(self, order):
if order.status in [order.Submitted, order.Accepted]:
return
if order.status in [order.Completed]:
if order.isbuy():
self.buyprice = order.executed.price
self.buycomm = order.executed.comm
if self.params.printlog:
print(f"买入 | 价格: {self.buyprice:.2f}")
elif order.issell():
if self.params.printlog:
print(f"卖出 | 价格: {order.executed.price:.2f}")
self.order = None
def next(self):
if self.order:
return
if not self.position:
if self.signal[0] > 0:
self.order = self.buy()
else:
if self.signal[0] == 0:
self.order = self.sell()
def run_backtest(df, initial_cash=1000000):
"""
运行回测
"""
cerebro = bt.Cerebro()
# 添加数据
df_bt = df[['date', 'open', 'high', 'low', 'close', 'volume', 'signal']].copy()
df_bt.columns = ['date', 'open', 'high', 'low', 'close', 'volume', 'signal']
df_bt = df_bt.set_index('date')
data = bt.feeds.PandasData(dataname=df_bt)
cerebro.adddata(data)
# 添加策略
cerebro.addstrategy(CycleStrategy, printlog=False)
# 设置初始资金
cerebro.broker.setcash(initial_cash)
# 设置佣金
cerebro.broker.setcommission(commission=0.0003)
# 执行回测
cerebro.addanalyzer(bt.analyzers.Returns, _name='returns')
cerebro.addanalyzer(bt.analyzers.DrawDown, _name='drawdown')
cerebro.addanalyzer(bt.analyzers.SharpeRatio, _name='sharpe')
results = cerebro.run()
# 输出结果
port_value = cerebro.broker.getvalue()
returns = results[0].analyzers.returns.get_analysis()
drawdown = results[0].analyzers.drawdown.get_analysis()
sharpe = results[0].analyzers.sharpe.get_analysis()
print(f"\n=== 回测结果 ===")
print(f"初始资金: {initial_cash:.2f}")
print(f"最终资金: {port_value:.2f}")
print(f"总收益率: {(port_value/initial_cash - 1)*100:.2f}%")
print(f"年化收益率: {returns.get('rtot', 0)*100:.2f}%")
print(f"最大回撤: {drawdown.get('max', {}).get('drawdown', 0):.2f}%")
print(f"夏普比率: {sharpe.get('sharperatio', 0):.2f}")
return cerebro, results
# 运行回测
cerebro, results = run_backtest(df)
这个回测框架里我加了几个关键参数:初始资金100万、佣金万分之三(期货手续费)。如果你想加入滑点,可以用cerebro.addsizer来调整,或者直接在commission里改。
06 仓位管理:金字塔式加仓
上面这个基础策略已经能跑了,但我在实盘里用的时候会加一个仓位管理逻辑:金字塔式加仓。这个方法的好处是既能在行情启动时建仓,又能在回调时降低成本,心理压力也会小很多。
class CycleStrategyWithPosition(bt.Strategy):
"""
带仓位管理的周期策略
金字塔式加仓:初始30%,每跌5%加仓20%
"""
params = (
('initial_size', 0.3), # 初始仓位30%
('add_size', 0.2), # 每次加仓20%
('add_trigger', 0.05), # 跌幅5%触发加仓
('max_size', 0.7), # 最大仓位70%
('stop_loss', 0.15), # 止损线15%
('printlog', False),
)
def __init__(self):
self.dataclose = self.datas[0].close
self.signal = self.datas[0].signal
self.order = None
self.buyprice = None
self.current_size = 0
self.entry_price = None
def notify_order(self, order):
if order.status in [order.Submitted, order.Accepted]:
return
if order.status in [order.Completed]:
if order.isbuy():
self.current_size += order.executed.size / len(self.datas)
if self.entry_price is None:
self.entry_price = order.executed.price
if self.params.printlog:
print(f"买入 | 价格: {order.executed.price:.2f} | 仓位: {self.current_size:.2%}")
elif order.issell():
self.current_size = 0
self.entry_price = None
if self.params.printlog:
print(f"卖出 | 价格: {order.executed.price:.2f}")
self.order = None
def next(self):
if self.order:
return
# 止损检查
if self.position and self.entry_price:
loss = (self.dataclose[0] - self.entry_price) / self.entry_price
if loss < -self.params.stop_loss:
self.order = self.sell()
if self.params.printlog:
print(f"触发止损 | 亏损: {loss:.2%}")
return
# 买入信号
if not self.position:
if self.signal[0] > 0:
size = self.params.initial_size
self.order = self.buy(size=size)
# 金字塔加仓
elif self.current_size < self.params.max_size:
if self.entry_price:
pullback = (self.dataclose[0] - self.entry_price) / self.entry_price
if pullback <= -self.params.add_trigger:
add_amount = self.params.add_size
new_size = min(self.current_size + add_amount, self.params.max_size)
size_to_add = new_size - self.current_size
self.order = self.buy(size=size_to_add)
if self.params.printlog:
print(f"金字塔加仓 | 回撤: {pullback:.2%} | 新仓位: {new_size:.2%}")
# 卖出信号
elif self.position:
if self.signal[0] == 0:
self.order = self.sell()
# 运行优化后的回测
cerebro2, results2 = run_backtest(df)
print("\n=== 优化后的策略结果 ===")
# 这里会输出金字塔策略的回测结果
金字塔仓位管理示意图 量化交易风控
最后说一句
写到这里,完整的Python大宗商品周期量化策略就完成了。代码从数据获取、因子构建、信号生成、回测验证、仓位管理,全流程都有,你可以直接复制粘贴去跑。数据用的是akshare免费数据,框架用的是backtrader开源库,不需要任何付费软件。
但我必须泼一盆冷水:历史回测赚钱,不代表未来一定能赚钱。我见过太多量化策略在回测里表现炸裂,一上实盘就亏成狗。问题在于:市场规律会变,策略会失效,过拟合是量化最大的敌人。
所以,如果你真的想在实盘用这个策略,有几个建议:第一,先用模拟盘跑三个月,看看策略表现和回测差距有多大;第二,加入止损,触达就砍,不要侥幸;第三,定期复盘策略有效性,一旦连续亏损超过预期,及时调整或者暂停。
量化这条路,没有捷径。我的三十万次回测教会我最核心的道理是:策略只是工具,纪律才是根本。代码可以抄,但执行力抄不了。这个策略给你了,怎么用,是你的事。
(本文仅为个人市场观察与代码分享,不构成任何投资建议。期货市场有风险,入市需谨慎。)