【交易技术前沿】高精度仿真交易系统的应用探索

本文选自《交易技术前沿》总第三十四期文章（2019年3月）

彭红江刘汉西/国信证券股份有限公司 penghj@guosen.com.cn潘峰王春生林宏韬/深圳国泰安数据技术有限公司 feng.pan1@gtafe.com

　　摘要：为满足量化客户模型模拟测试、量化大赛、投资者教育以及未来各种模拟业务的需要，建设了高精度仿真交易系统。设计实施了新型分离式架构，其中交易管理系统采用成熟集中交易系统的缩小版，模拟交易接入采用生产上成熟的渠道接入系统，新研发的仿真撮合及结算系统遵循沪深证交所及中登公司数据交换标准协议,并以价格优先、时间优先等规则基于实时行情和盘口档位进行高精度撮合，分布式并行架构，单节点撮合能力万笔/秒以上。　　关键词：仿真交易，模拟撮合，量化测试，量化大赛，模拟炒股，投资者教育，投顾考核　　

1. 概述

　　随着国内金融市场与国际市场的逐步接轨和移动互联网技术的高速发展，以金融科技创新促进证券金融机构的服务品质，增强市场竞争力，是证券公司信息技术领域的持续追求。　　证券公司业务部门（如：经纪业务、网金、PB，以及自营、资管等）在量化模型测试验证、量化大赛、模拟炒股、投顾推荐组合动态跟踪等等场景下，经常需要仿真度较高的模拟交易环境。以前的做法通常是根据自身业务特点和需求，使用第三方或自建的模拟炒股交易系统，这些模拟系统通常采用一体化结构，内含了前端渠道接入、交易账户管理、订单管理、模拟成交撮合、模拟结算、日终账户级清算等多种功能，其优点是IT部署和维护简单，比较适合初级的模拟炒股应用。　　近几年随着市场业务品种越来越丰富，券商的特色产品和服务日益彰显，相应的渠道类IT系统如移动证券、网上交易等系统其内含的功能和服务产品也常常代表了业务核心竞争力，越来越多的券商投入大量资源自主研发APP，以期达到富有特色的客户体验效果。不过，由于前述一体化模拟炒股系统的渠道子系统是专门定制的模拟炒股系统页面，其功能比较简单粗糙，内容上难以嵌入券商真实的产品和服务信息，也无法做到与券商的实际业务系统的操作体验相一致。这样的操作界面给客户和准客户做模拟操作使用，很难让客户了解券商本想大力推广的重要服务产品，自然会大大影响准客户的转化率。同时，原有的一体化模拟交易系统在业务实现方面存在大量的重复开发，技术上也因架构陈旧，逐渐显现出新业务和产品增加困难、扩展性差、负载能力差等弊端，更难以基于此开展量化服务。　　国信证券建设的新一代仿真交易系统采用新型分离式架构，其中交易管理系统为重新部署的一套成熟集中交易系统的缩小版（即新部署一套服务内容适当精简、硬件资源紧凑的交易系统，涵盖仿真业务所需的交易品种），模拟交易接入采用生产应用中成熟的渠道接入系统，其接口可以和交易管理系统无缝对接。单独开发的仿真撮合及结算系统遵循沪深证交所及中登公司数据交换标准协议,并以价格优先、时间优先等规则基于实时行情和盘口档位进行高精度撮合。这种架构最大程度复用生产环境稳定可靠的软件系统资源，减少重复开发，相关系统通过网关通信地址的切换即可在模拟系统和生产交易环境间相互转换，便于纳入统一监控平台进行管控，降低了系统部署和运维的复杂度。新一代仿真交易系统基于分布式和并行计算技术，单节点撮合能力万笔/秒以上。

　　

2. 模拟交易传统解决方案分析

　　

2.1 常见模拟交易产品情况

　　目前常见的第三方模拟交易产品普遍存在的问题是业务品种支持不够全面，从实际测试体验看撮合和结算不够精细。同时，由于模拟系统通常独立于证券公司现有的交易系统，支持的业务品种无法复用交易系统的成果，模拟系统用户转化到实盘交易客户的通道不顺畅，用户体验差。

　　

2.2 模拟交易的传统解决方案分析

图1 实盘交易和模拟交易架构图

　　当前常见的模拟交易系统和实盘交易系统往往是完全不同的两套体系（如图1所示），其中模拟交易系统（见图1右半部分）通常采用模拟交易前端和一体化模拟交易后台服务的架构，较为注重模拟交易前端设计，但后台撮合与结算服务通常达不到高精度、高性能的要求。采用这种技术方案虽然因为系统独立，与其它系统交互较少，便于部署和管理，但却存在如下一系列问题：　　■ 与证券公司重金打造的已有前端服务渠道、交易系统通常不相关，接口不兼容，不便于进行对接，无法复用成熟的业务软件资源；　　■ 仅支持有限的业务品种，新品种的开发需要前端渠道、交易管理和撮合结算等多个环节同步进行，业务扩展成本较高；　　■ 通常使用见单成交的撮合策略，撮合、清算的精细程度较低，量化应用中难以控制交易滑点、实用性较差，只能应对普通股民的模拟炒股需求；　　■ 撮合精度越高对后台计算性能要求越高，而一体化紧耦合后台系统的性能扩展较困难，难以服务于并发交易量大的服务场景。　　为此，有必要设计一种更合适的方案，通过行之有效的技术手段整合并复用已有交易前端和交易系统等软件资源，集中化支持多项业务品种的模拟，使模拟交易更贴近真实交易。

　　

3. 新一代仿真交易系统架构和流程

　　

3.1 系统整体架构

　　新一代仿真交易系统设计中考虑到国信证券已有成熟的交易渠道前端和交易系统，只需要新投入一套仿真交易撮合结算系统，与缩小版交易系统使用标准接口规范进行对接即可，新的架构如图2所示：

图2系统整体架构图

　　其中红框部分的仿真交易系统模拟交易所和登记公司，专门处理交易撮合和结算等业务，系统最大程度复用原有稳定可靠的生产环境交易前端、网关和交易系统等软件资源。缩小版交易系统与交易前端渠道系统之间、以及与仿真交易系统之间的接口均不需要更改。　　前端渠道系统接收的模拟交易委托，通过统一接口进入缩小版交易系统，经交易处理后报盘至仿真交易系统，撮合后的成交信息按原路返回交易系统进行成交处理。交易结束后仿真交易系统模仿登记公司生成日终结算文件，交由缩小版交易系统进行账户级清算。

　　

3.2 仿真交易系统内部服务架构

图3 仿真交易系统内部架构图

　　新开发的仿真交易系统（图3）基于分布式并行处理技术进行设计，主要包括调度分配、仿真网关、模拟撮合和结算等服务，整体采用RPC/MQ混合结构：服务间（调度服务与撮合服务间，调度服务与网关服务间等）的交互主要是模拟撮合标的分配和仿真所需证券基本数据的提取等，采用RPC方式；仿真网关与撮合服务之间主要是各种委托和回报报文高速传送，采用消息总线模式,多套上行和下行报文通道相互独立，保证系统性能和可靠性。　　仿真交易系统中可包含一套专业高效的行情解析子系统，直接解析交易所的标准行情并分发到调度分配服务；调度分配服务负责统一从财经数据库中提取仿真系统需要的各种证券基本信息，并根据设定的标的分配策略将所有需要模拟的证券标的分配到系统内的各撮合服务,同时内置有一套行情微分发系统，统一订阅系统所需的全部行情数据并按证券分配方案将实时数据以TCP点对点方式即时推送到对应的模拟撮合服务；仿真网关以多种标准协议或规范（STEP/Binary/DB等）模拟各交易所的报盘网关，以及模拟中登、银行、基金、深证通等公司的接口网关（DCOM/FDEP等）；结算服务用于处理收盘后的当日或跨多日的结算数据并生成结算文件。　　模拟撮合服务严格遵照各交易所的交易时间轴（开盘集合竞价、连续竞价、收盘集合竞价等等，可进行参数化配置便于灵活调整）和交易规则（价格变动单位、最小成交量等等），以OOP模块化的方式进行设计，将共性的数据及业务处理逻辑归类到不同的基类层次中，具体的证券仿真类只需实现特有的业务需求，有效保证新增证券品种的快速开发并可提供开发框架以支持后期自行扩展证券品种和业务，对于银证、基金等非交易类业务可快速模块化搭建出通用业务仿真服务；每证券标的采用独立的撮合单元，实现各类证券各种委托方式的撮合成交等业务模拟，并支持各种盘后处理等业务需求。对于模拟撮合除按照最基本的价格优先、时间优先原则，还以特殊设计考虑了模拟委托单在全市场中的委托顺序来最大程度逼近真实市场，同时还能保证各模拟客户之间互不干扰。　　调度分配服务和仿真网关服务可根据性能需求和负载情况进行平行扩展，对于关键数据采用内存表和内存数据库，同时对于委托和行情的实时处理采用线程池技术以充分利用系统的计算资源，共同保证高并发委托压力下的处理速度。实测在目前主流软硬件环境下，单个撮合服务节点并发承载能力万笔交易/秒以上。　　仿真交易系统目前已经支持国内沪深交易所及港交所的众多证券业务品种，基于对模拟交易中交易规则、交易参数、交易时段等的OOD抽象设计，可快速开发实现新的模拟交易品种和各种委托处理规则，以更好的应对未来业务发展。

　　

3.3 关键业务处理流程

图4关键业务处理流程图

　　高精度仿真交易系统的关键业务处理流程如图4所示，主要包括：　　■ 持仓导入：初始持仓数据通过数据库或接口方式，从集中交易系统获取；　　■ 撮合中心：撮合服务考虑价量及盘口流动性进行高精度撮合，交易委托与回报使用交易所的标准数据通讯协议；　　■ 结算中心：结算报表的生成和传送方式按照标准数据接口规范进行生成；　　■ 基础数据：直接通过接口对接的方式复用已有财经基础信息，包括证券基本信息、盘前信息、分红派息信息、交易日历信息、证券费率信息等；　　■ 持仓流水：计算并存储每日结算后的持仓信息，数据内容为每交易日一份，持续流转存储；　　■ 撮合数据：撮合数据库存储的信息包括原始下单委托信息以及每一条回报信息内容。

　　

4. 实现的业务价值

　　国信TradeStation是国信证券和美国TradeStation公司合作打造的面向客户的量化交易平台，涵盖股票、融资融券、股指期货、商品期货和期权等交易，内置快捷的下单工具、完备的策略回测和自动化交易功能。该平台也是国信证券推动证券经纪业务转型，实施“互联网+”战略的重要切入点。　　为增强平台准客户的用户体验、提供更好的量化模拟服务，便于进行投资者教育和举办交易模拟竞赛，国信证券基于以上仿真交易系统，在渠道交易前端直接增加“登录仿真”的入口，让客户在模拟环境和真实交易环境间可快速进行切换，模拟环境实现了最大程度上与实盘环境保持界面风格和用户体验的一致性。

图5 TradeStation系统登录图

　　模拟服务实现了包括股票、基金、债券在内的众多交易品种一站式完整模拟覆盖，有效的支撑了国信证券Tradestation量化模拟服务和投资者教育。

图6 策略模拟交易大赛介绍图

　　国信证券通过以上技术设计并进行实施部署，成功举办了2018年首届中国“港湾杯”策略模拟交易大赛。大赛举办期间，高峰期模拟交易的单日订单量12329笔，使用模拟系统的用户规模超6715人，总体模拟交易订单量达286864笔。　　

5. 小结

　　采用新技术方案建设的仿真交易系统，使用了交易所和登记结算公司标准协议，充分利用实时真实行情提供高精度模拟撮合服务和标准结算服务，有效兼容了现有集中交易系统和交易前端系统，便于统一化管理和未来业务扩展。　　系统实现了运维统一、交易规则统一、质量统一，具有高可用、可扩展、兼容性强、资源共享等特性。未来还可服务于自营/资管的量化策略验证、网金部的模拟大赛、经纪业务体系各项业务的投资者教育、投顾的评价考核等更多应用。

　　

参考文献

《上海证券交易所竞价撮合平台市场参与者接口规格说明书》《上海证券交易所综合业务平台市场参与者接口规格说明书》《上海证券交易所港股通市场参与者接口规格说明书(港股交易)》《上海证券交易所股票期权市场参与者接口规格说明书》《中登结算上海登记结算数据接口规范（结算参与人版）》《中登结算上海港股通结算业务市场参与人技术实施指引》《中登结算上海股票期权试点结算数据接口规范（结算参与人版）》《深圳证券交易所Binary交易数据接口规范》《深圳证券交易所STEP交易数据接口规范》《深圳证券交易所数据文件交换接口规范》《中登结算深圳登记结算数据接口规范（结算参与人版）》《中登结算深圳市场港股通结算数据接口规范》

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