用人工期货市场设计的熔断机制的好处和限制外文翻译资料

原文

NOTE

Benefits and Limits of Circuit Breaker:

Institutional Design Using Artificial Futures Market

Shigeto KOBAYASHI* and Takashi HASHIMOTO

School of Knowledge Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST),

1–1 Asahidai, Nomi, Ishikawa 923–1292, Japan.

E-mail: s-kobaya, hash@jaist.ac.jp

Abstract

In various stock markets, an institution called a “circuit breaker” exists to interrupt trading of stocks for a certain period when stock prices change significantly. The purpose of this institution is to directly control rapid changes in stock prices and avoid confusion in the market. However, the benefits and drawbacks of the effectiveness of circuit breakers have been discussed back and forth. In this study, we consider the influence of circuit breakers on a futures market by using an artificial market simulator, “U-Mart,” by operating the period of interruption. From experimental results, we found the following: circuit breakers play an important role in controlling price fluctuations and in stabilizing the settlement system, while they also reduce the trading volume. Circuit breakers greatly reduce the volatility when market liquidity is low. In high liquidity situations, circuit breakers prevent the maldistribution of profits, which is caused by an increase in bankruptcies. We also suggest that the period of interruption is an important parameter in the institutional design of a circuit breaker, since the volatility and the number of bankruptcies are sensitive to the period.

Keywords: circuit breaker, U-Mart, institutional design, artificial market, multi-agent

simulation.

1. Introduction

Financial market institutions are required to provide secure and safe opportunities for

trading and to coordinate with other exchanges. Therefore, they must be sophisticated.

However, actual market institutions are often developed on the basis of the experience of exchange officials. In world exchanges, many theoretical market institutions fall far short of their expected effectiveness. For example, financial markets are vulnerable to

“bubbles” and excess volatility. As a result of how financial markets operated, the

monetary economy today is ballooning greatly exceeding the real economy. The average daily turnover in foreign exchanges markets has reached $3.2 trillion (Bank for International Settlements, 2007). The annual merchandise trade value (export base) was $14.1 trillion (Japan External Trade Organization, 2007), equal to only five days of the average daily turnover in foreign exchange markets. In such a case, sharp stock price fluctuations may significantly affect not only the financial markets, but also the entire socioeconomy.

The circuit breaker is one of the market institutions established to prevent the collapse

of the market system from a significant crash. In this study, we define a circuit breaker as a temporary halt in trading. The introduction of circuit breakers was advocated in the Brady Committee report (“Brady Report” Presidential Task Force on MarketMechanisms, 1988) that investigated “Black Monday.” Later, circuit breakers were introduced into world securities exchanges, including the United States, Brazil, India, and Japan. According to the Brady Report, the main purpose of introducing circuit breakers was to directly reduce excessive stock price volatility and to mitigate market disruptions. Circuit breakers that provide such an advantage have been evaluated to some extent by exchanges, market participants, and researchers.

Fortunately or unfortunately, an extremely large change in stock prices that invokes

the circuit breakers is so rare that empirical research on the institution has not been

possible; therefore, the efficiency of this market institution has not been confirmed.

Greenwald and Stein (1988) are known as advocates of the circuit breaker system.

However, they claim that we must argue carefully whether a stock exchange should halt trading in spite of a sudden drop in prices as a consequence of rational actions of market participants. Furthermore, they point out that circuit breakers may disturb market stability by increasing the uncertainty of the market participantsrsquo; actions. Kim and Rhee (1997) found that stock brands which experienced limits-hits generally had a smaller decrease in price volatility than usual, and they claimed that limits on price movements disturbed the price discovery function.

Kyle (1988) and Fama (1989) argued that trading limits caused significant price fluctuations because they created uncertainty regarding prices.

It is very difficult to design market institutions that contribute to the stability of the

market, as a large-scale economic experiment cannot be performed on a real stock

market. We believe that computer experiments on artificial markets can help in analyzing market characteristics that cannot be addressed with traditional economics. Knowledge related to individualsrsquo; decision making (micro-level) and to the entire market economy (macro-level) is studied in various disciplines including economics. Such studies havenot been able to completely explain market phenomena. Macro-level market phenomena are realized by individualsrsquo; actions at the micro-level through market institutions such as the pricing system and daily trading limits. To analyze the market institutions governing market phenomena, it is necessary to consider how autonomic agents and market institutions affect market phenomena. An artificial market is a useful tool to study micro-and macro-level phenomena, and the institutional relationship in markets.

Recent studies on artificial markets have mainly verified existing economic theories

(Arthur et a

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用人工期货市场设计的熔断机制的好处和限制

小林重人*和桥本隆

科学知识，科学和技术的日本高级研究所（JAIST）学院，

1-1 Asahidai，能美，石川县923-1292，日本。

电子邮件：S-kobaya，hash@jaist.ac.jp

前言

在各种不同的股票市场，机构称为“熔断机制”的存在中断的股票的交易在一定时间内当股票价格显著变化。该机构的目的是为了直接控制股票价格的快速变化，避免市场混乱。然而，这些益处和熔断机制的有效性的缺点已经讨论来回。在这项研究中，我们考虑了期货市场上的熔断机制通过人工模拟市场，“U-沃尔玛”，通过操作中断时间的影响。从实验结果中，我们发现了以下：熔断机制控制价格的波动，并在稳定的结算系统，同时它们也减少了交易量中发挥重要作用。熔断机制大大降低了波动性，当市场流动性较低。在高流动性的情况下，熔断机制防止利润的分布不均，其通过增加破产所致。我们还建议，中断期是在一个熔断机制的机构设计的一个重要参数，因为波动和破产的数量的期间敏感。

关键词：熔断机制，U-沃尔玛，制度设计，人工模拟市场，多代理模拟。

1．介绍

金融市场的机构必须为交易提供安全和安全的机会，并与其他交易所进行协调。因此，它们必须是精密的。然而，实际的市场机构经常交换官员的经验的基础上发展起来的。在世界的交流，许多理论市场机构远远低于其预计效益。例如，金融市场很容易受到“泡沫”和过度波动。作为市场如何运作的财务结果，货币经济今天气球大大超过实体经济。日均成交在外汇市场已经达到了3.2万亿美元$（国际清算银行，2007年）。每年的商品贸易值（出口基地）是$ 14.1万亿元（日本贸易振兴机构，2007年），等于只有5天日均成交在外汇市场。在这种情况下，锐利的股价波动可能显著不仅影响金融市场，而且针对整个社会经济。

熔断机制是建立防止市场体系从显著崩溃瓦解市场的机构之一。在这项研究中，我们定义了一个熔断机制，交易暂时停止。引入熔断机制在布雷迪委员会的报告（“布雷迪报告”总统专责小组市场机制，1988年），该调查是主张“黑色星期一”。后来，熔断机制引入世界证券交易所，其中包括美国，巴西，印度和日本。根据布雷迪报告，引入熔断机制的主要目的是直接降低过高的股价波动，减轻市场混乱。这提供了这样的优势，熔断机制已被评估通过交流，市场人士和研究人员有一定关系。

幸运还是不幸，股价调用熔断机制一个非常大的变化是如此罕见，在该机构的实证研究已不可能;因此，这个市场机构的效率还没有得到证实。格林沃尔德和Stein（1988）被称为熔断机制系统的倡导者。

然而，他们声称一定要仔细论证证券交易所是否应该停止，尽管价格突然下降为市场参与者理性行为的后果进行交易。此外，他们还指出，熔断机制可以通过增加市场参与者行为的不确定性，扰乱市场稳定。 Kim和李承晚（1997）发现，股票品牌经历了限制，一般命中曾在比平常价格波动较小的下降，他们声称，价格波动限制扰乱了价格发现功能。

凯尔（1988）和法玛（1989）认为，交易限制造成显著的价格波动，因为他们创造了关于价格的不确定性。

这是非常难以设计市场机构向市场的稳定性，作为大规模的经济实验无法真正股票市场上执行。我们认为，人工模拟市场计算机实验可以在分析不能用传统经济学来解决市场的特点帮助。涉及到个人的决策（微观）和整个市场经济的（宏观）知识在各学科包括经济进行了研究。这样的研究一直没能完全解释市场现象。宏观层面的市场现象是由个人在通过市场机制微观层面的行动来实现，如定价制度和每日交易限额。分析管理市场现象的市场机构，有必要考虑代理商和市场机构如何自律影响市场的现象。人工模拟市场是研究微观和宏观层面的现象，一个有用的工具，并在市场体制的关系。

人工模拟市场最近的研究主要是验证现有的经济理论（亚瑟等，1997; Chen和郭，2003年），通过采取经济物理的方法（多发性大动脉炎，2002）分析了实际的市场现象。泉和上田（2001）提出了利用人工模拟市场的支持，以汇率政策相关的决策。他们进行了通过访谈和问卷调查与经销商的调查后发现，经销商的互动与学习的特征是相似的生物学遗传操作的。然而，一些研究采用模拟技术支持实际的政策决策和制度设计。

在人工模拟市场的方法，有可能实现在计算机上在实际的市场操作的市场机构，并调查如何市场机构影响市场稳定。从重复计算实验的结果，我们可能会获得设计一个有效的市场制度的指导方针。在这项研究中，我们试图了解熔断机制是否减少波动性，有助于市场的稳定，和大家探讨熔断机制是在熔断机制的市场的稳定贡献重要的参数。我们通过使用基于代理的人为市场模拟器，通过控制中断时间考虑期货市场上的熔断机制的影响。

2.研究方法

我们成立的熔断机制转变为人工模拟市场“U-沃尔玛”，它模拟真实的期货市场包括人类和机器代理（HTTP：// WWW u-mart.org/html/).1）在U-Mart系统，同时一系列的实际价格给定，通常是从现实的价格序列数据通过股指期货进行交易。期货价格计算独立的基础上，从人与机器代理人订单的实际价格。我们所用的U形玛特系统采用称为Itayose定价方法，其中，订单被累积一段时间和价格决定使得最大收缩的累计订单实现体积。期货市场通过使用基于代理的人为市场模拟器，通过控制中断时间。

3.模拟纲要

3.1准则停机和中断的时期

我们认为熔断机制通过修改后的U-沃尔玛系统如何影响市场行为。

观察的试剂不同配置之间市场行为的差异，我们通过改变随机剂的比例的其它试剂进行计算机实验。植木等。 （2002）指出，随机代理可能扮演做市商谁向市场提供流动性的重要作用。小林和Hashimoto（2007年）显示，随机代理可以通过保持供需平衡改善市场流动性。我们设置随机剂的比（氩），以在Ar_0％剂，5％，10％，20％，40％，60％，80％，100％的总数量。

4.模拟与中断的周期变化

我们分析了市场的流动性，这反映了订单，可以而不引起股票价格的大变化被执行（Omura等人，1998）的数量。较高的流动性表示许多订单都在短短的几分钟内执行。为了实现中断后平稳的价格发现由熔断机制买卖股票，就必须确保市场的流动性。即使在交易中断消除股价急剧下降，减少价格波动，这是必要的，以避免引起交易量和市场的流动性在下降市场机构。因此，我们主要观察交易量和历史波动率。比价格系列（图2和3）的100次试验的平均值，并在每个图中的水平轴“步骤”以外的所有实验结果表示Itayose的数目。

4.1历史波幅

熔断机制的支持者经常宣称停止交易降低了股价波动。我们认为这是否确实是这样的。首先，我们通过现货和期货价格的变动考察市场价格熔断机制的影响。

图2和图3表明Ts_0和1期货价格继续在案件没有熔断机制（Ts_0）典型的时间序列。另一方面，用于与熔断机制（TS_1）的情况下，熔断机制被调用发生的大规模下降的基础上（由图箭头所示。3），而实线示出了场所而不形成期货价格。在Ts_0，期货价格下降约17000日元在第65步，而在TS_1，熔断机制防止期货价格的进一步下降。虽然期货价格的标准差不能表达随着时间的推移所产生的逐渐的波动，在交易期间的整体价格变动可以证明。当随机剂的比例较低时，标准差为高。图4表明，期货价格波动减少，因为中断的期间延长。

标准偏差下降在中断的一个周期（TS_1）不论随机剂的比例。它们在其它时期（Ts_2，3，4）轻轻降低。从模拟的分析，当随机剂的比例为20％以上时，熔断机制大大减少期货价格的标准偏差。这意味着，熔断机制抑制价格的总体变化。此外，在中断（Ts_4）的四个时期，事实证明，在标准偏差下降相当的情况下，不熔断机制（Ts_0），而不管随机剂的比率相比较。因此，我们认为，中断长时间对抑制整体价格波动影响较大。

4.2总成交量和合同规定的费率

在我们的模拟，总交易量是在15天内成交总指数期货。有总交易量增加，因为随机剂的比率增加的趋势。我们已经证实，当色拉斯继续随机周围放置了现货价格的订单供需平衡得以维持以前的论文，即使供给和需求是由一个大的价格波动（小林和桥本龙太郎，2007年）倾斜。作为随机剂的比率的熔断机制增加的实现的数量减少，因为未抑制大的价格波动。

5.模拟与现货价系列价格波动

我们调查了市场经历较大的价格波动对熔断机制的影响。本次调查中，我们通过扩大提供给U-沃尔玛体系现货价格波动的范围内准备了价格序列。

无论中断的期间的长度的总交易量减少。这种行为类似于在前述部分中的模拟的。

关于总交易量，熔断机制只有减小体积的效果，即使价格波动大。

在期货价格的历史波动率的变化如图所示。 7.在一个5％的膨胀的情况下，即使中断是一个周期（TS_1），控制所述挥发性需要显著努力。在任何熔断机制（Ts_0）和一期熔断机制（TS_1）之间的历史波动率的巨大差异是由双面曼 - 惠特尼的U检验证明。由于波动被人为添加到现货价格，在Itayose的一个实例的价格波动比经历了前模拟一个更大的提高。因此，熔断机制被认为是在控制价格的波动极为有效。然而，当价格波动的范围小，下降的波动范围较小。对于Ts_4，波动性减少placesharply承担价格波动的所有范围。

根据这些结果，为了减少在大和间歇价格波动的情况下的过度波动，调用一个熔断机制在短时间内是优选的。如果需要更大的波动控制，中断期应延长。但是，我们应该警惕的总交易量的减少。

6.破产和净利润

在破产的增加可能基于网期货市场的结算系统产生不利影响。在期货市场上，投资者的位置由一个名为“盯市”在每一天结束机制好评。即使市场价格出现大幅波动，这种机制允许各证券交易所提供的结算系统的正常工作。然而，当需要一些投资者赚取巨额的维修电话，有人必须承担其债务。这可能产生另一人支付投资者的债务负循环。因此，风险的存在，基于“标志，以市场”的结算系统可能fail.5）在这项研究中，我们观察到代理人的净利润研究如何引入熔断机制控制结算系统风险。

我们相信，在维护A股市场结算体系的稳定是必不可少的固定的社会系统中，由于结算系统有责任向公众开放，这可以被视为社会公共产品。相反，规定过于保护投资者的一个机构，维护市场稳定可能诱发的道德风险。如果我们建立一个安全网，如熔断机制，因为这有助于解决系统的稳定市场的机构，不直接保护投资者，我们也许能够避免市场损失。由于我们考虑很多代理商通过交易作为动摇结算系统的一个因素破产，我们研究了熔断机制如何影响破产。

实验结果表明，标准偏差和利润分配的偏斜度与中断的时间较长，为随机剂的任何比率减小。图8示出的相关的中断随机剂的各种比例的期间净利润的标准偏差的变化。净利润的标准偏差的增加中断期间降低。这意味着，作为中断期延长赢家和失败者悬殊减小。

正如前面提到的，增加破产可能会伤害到基于网期货市场的结算系统。我们考虑了很多代理商通过交易作为一个动摇结算系统的一个因素破产。因此，我们调查了熔断机制如何影响破产。如示于图10，我们发现，破产代理的数量通过引入而不管随机剂的比例熔断机制，显著降低。我们确认，在中断Ts_0和Ts_3的周期之间破产代理的数量之差是通过使用双面曼 - 惠特尼的U检验，P_0.01的准则下显著。熔断机制可能会阻止谁遭受破产损失惨重代理。看来，在Ar_0和其他比例的破产代理的数量存在差异;但是，我们证实，这种差异是不显著。事实证明，熔断机制有效防止利润分配不均。

7.总结和结论

在这项研究中，我们定义一个熔断机制，在交易暂时停止，而且我们通过使用人工模拟市场模拟器，分析了熔断机制和市场行为之间的关系的“U-沃尔玛”。为了分析熔断机制的作用，我们将它们纳入模拟器。

实验结果表明以下几点：熔断机制抑制了期货价格的波动，同时也降低了总交易量。交易被中断的时间越长，期货市场的更有效的波动性降低。当波动程度较大，波动性的减少

显眼。

我们建议，熔断机制有助于稳定市场结算系统中，由于熔断机制的动作急剧降低破产贸易商的数目。仿真结果表明熔断机制降低了未来的价格，这表明，熔断机制减轻对实体经济的负面影响的波动，虽然这个实验不能直接测量显著崩溃对实体经济的影响。

我们的结论是，熔断机制控制价格的波动，并在稳定的结算系统，同时减少了交易量中发挥了重要的作用。

我们还建议，中断期是在熔断机制的机构设计的一个重要参数，因为交易量和波动，就是针对这种周期的长度敏感。

今后，我们必须处理的宏微观循环包括明确机构和市场参与者之间的互动的市场机制动摇结算系统，我们研究熔断机制是如何影响破产。

参考文献

[1]亚瑟W. B.，J.荷兰，B.莱伯龙，R. Palmer和P.泰勒（1997年）的经济不断发展的复杂系统II，Addison-Wesley出版社，阅读，MA，CHAP。资产定价下的人工股市内生的期望，页15-44。

[2]国际清算银行（2007）“的三年期央行调查：外汇与衍生工具市场活动在2007年，“技术报告。“布雷迪报告”总统专责小组市场机制（1988年）的报告总统专责小组市场机制布雷迪委员会总统特别工作组在市场机制。尼古拉斯·布雷迪楼（主席），美国政府印刷局。

[3]陈，S。H.和T. W.郭（2003年）“是有效的市场真

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