从 0 到 1 构建你的 AI 量化策略回测系统

一、回测系统的 5 大核心模块

一个合格的回测系统必须包含以下模块:


模块 1:数据管理(Data Pipeline)

必须解决两个问题:

1. 数据时间点一致(Point-in-Time / PIT)

所有数据必须是当时“可获得”的,而不是未来回看过后整理过的数据。

例如:

  • 财报 T+1 才能用于交易

  • 回测中不能使用未来的收盘价

  • 不能用未来才知道的指数成分股

2. 数据类型支持

至少支持:

  • K 线(分钟级、日级)

  • Level-2 盘口

  • 财报数据

  • 宏观数据

  • 文本和情绪(新闻、社交媒体)

  • 行业分类、因子数据

  • 退市股票

如果缺退市股票 → 回测完全不可信。


模块 2:事件驱动框架(Event-Driven Engine)

专业回测系统都采用“事件驱动模型”:

Event (Bar / Signal / Order) → Handler → Portfolio → Execution → Update

流程:

  1. 事件产生(Event)

    • 新的一根 K 线到来(BarEvent)

    • 策略产生交易信号(SignalEvent)

    • 订单提交(OrderEvent)

    • 成交回报(FillEvent)

  2. 策略处理(Strategy Module)

    • 根据最新特征与模型输出交易信号

  3. 投资组合管理(Portfolio)

    • 计算仓位变化

    • 风控(max weight、sector限制、风险敞口)

  4. 执行系统(Execution Handler)

    • 模拟真实市场撮合(限价、滑点、深度)

  5. 回测更新(Backtest Update)

    • 更新净值、统计指标、仓位、交易成本


模块 3:交易执行与成本模型(Execution & Cost Model)

真实交易成本至少包括:

  • 手续费

  • 买卖价差(bid-ask spread)

  • 滑点(slippage)

  • 市场冲击成本(impact cost)

  • 深度限制(liquidity constraint)

  • 交易拥挤度(crowding)

如果这些不考虑 → 回测可以虚假地好到离谱。

比如策略给你 300% 年化,但是:

  • 实盘换仓太频繁

  • 全靠“未来能看到的成交价”

  • 完全没有考虑滑点

那实盘必炸。


模块 4:策略层(Strategy Layer)

策略层主要作用:

  • 处理模型输出(预测涨跌、收益、分位数)

  • 对特征做标准化(必须用训练集 fit)

  • 产生交易信号(SignalGeneration)

三种主要方式:

方式 A:分类模型信号

预测明日涨跌(up/down)

方式 B:回归模型信号

预测未来 n 日收益

方式 C:排序与分位数模型(Cross-Sectional Ranking)

把股票按预测收益排序:

  • Top 10%: 买入

  • Bottom 10%: 做空

  • 其余不动

这种方式最抗噪音,也是机构常用方法。


模块 5:组合与风控(Portfolio & Risk Engine)

必须支持:

  • 目标权重(target weights)

  • 行业中性(sector-neutral)

  • 因子中性(beta-neutral)

  • 最大仓位(max position)

  • 目标杠杆(target leverage)

  • 最大回撤限制

  • 仓位平滑(position smoothing)

专业基金最重视 风控,而不是收益。


二、构建回测系统的黄金流程(专业级)

下面给出一套 “机构级标准流程”。


步骤 1:准备数据(PIT)

✔ 数据对齐
✔ 财报 T+1 生效
✔ 删除未来能看到的字段
✔ 保留退市股票
✔ 统一频率(如日频)


步骤 2:特征工程(Feature Engineering)

见上一篇文章(第 9 篇):

  • 技术特征

  • 波动率特征

  • 微观结构

  • 文本情绪

  • 宏观因子

  • 自定义 alpha

  • 特征交互

将特征写入 Feature Store。


步骤 3:建模(Model Training)

使用:

  • LightGBM

  • XGBoost

  • Random Forest

  • LSTM

  • Transformer

  • TabNet

  • TabTransformer

注意:

  • 训练集与验证集必须按时间分割(TimeSeriesSplit)

  • scaling 只能 fit 在训练集


步骤 4:生成交易信号(Signal Generation)

信号类型包括:

  • 二分类(买卖)

  • 回归(收益预测)

  • 排序(rank)

在真实量化中,rank 模型最稳定


步骤 5:组合优化(Portfolio Construction)

采用常见方式:

  • 等权(Equal Weight)

  • 根据预测收益加权(Proportional Weight)

  • 均值-方差优化(Markowitz)

  • 风险预算(Risk Parity)

  • 风险敞口约束优化(Quadratic Programming)


步骤 6:执行模拟(Execution Simulation)

需要模拟:

  • 每次交易是否能成交?

  • 会滑多少点?

  • 市场深度是否足够?

  • 撮合延迟?

  • 成交后的均价?

如果深度不够:

  • 只能成交部分

  • 或无法成交(真实市场经常发生)


步骤 7:结果统计(Performance Metrics)

至少要输出:

收益类

  • 年化收益

  • 月收益

  • 夏普比率

  • Sortino ratio

  • 信息比率(IR)

风险类

  • 最大回撤

  • 换手率

  • 波动率

  • 风险敞口(Beta、行业敞口)

交易类

  • 成交量占比(Participation Rate)

  • 每日换仓量

  • 成本分析

  • 胜率

稳健性类

  • 不同时间段的表现

  • 多市场测试

  • Bootstrap 重采样


三、AI 量化回测系统架构(专业级示意图)

┌───────────────────┐ │ Raw Data │ └────────┬──────────┘ ▼ ┌─────────────────────────────┐ │ Feature Store │ └────────────────┬────────────┘ ▼ ┌─────────────────────────┐ │ Model Training │ └────────────────┬────────┘ ▼ ┌───────────────────┐ │ Signal Layer │ └────────┬──────────┘ ▼ ┌─────────────────────────────┐ │ Portfolio Construction │ └────────────────┬────────────┘ ▼ ┌──────────────────────┐ │ Execution Simulator │ └─────────┬────────────┘ ▼ ┌──────────────────────────┐ │ Backtest Engine │ └──────────────────────────┘

四、常见的回测错误(95% 新手会踩)

1. 用今天已知的财报做昨天的回测(未来函数)

例如:

PE 值使用的是当季财报,但财报实际在 2 周后才公布

这是最常见的数据泄漏。


2. 用未来的指数成分股

比如:用 2025 年的纳斯达克成分股回测 2015 年 → 直接炸。


3. 没有手续费、滑点、冲击成本

所有策略“回测超强”,实盘死得快。


4. 完全忽略交易深度

回测中 1 秒换 10% 的流通市值 → 完全不现实。


5. 每日满仓 / 每日空仓

没有仓位平滑 → 极度不稳定。


6. 回测与训练使用相同的数据分割

模型表现会非常虚假。


五、示例:如何从零搭建一个 Python 回测框架(伪代码)

以下架构是专业机构都会用到的简化版:


Step 1:事件定义

class BarEvent: def __init__(self, symbol, datetime, open, high, low, close, volume): ...

Step 2:策略模块

class Strategy: def on_bar(self, bar_event): signal = model.predict(features) return SignalEvent(symbol, signal)

Step 3:组合模块

class Portfolio: def update_signal(self, signal_event): # target weight # risk control # generate order

Step 4:执行模块

class ExecutionHandler: def execute_order(self, order_event): fill_price = simulate_slippage(order_event) return FillEvent(...)

Step 5:回测循环

while data.has_next(): bar = data.next_bar() strategy.on_bar(bar) portfolio.update() execution_handler.update()

这是一个极度简化的框架,但能表达完整逻辑。


六、构建一个专业回测系统需要多久?

如果由你自己从零实现:

  • 初版:2–4 周

  • 完整稳定版:3–6 个月

  • 支持 AI 模型 + 多市场 + 高频:6–12 个月

  • 支持机构级多策略:12–18 个月

专业级回测系统是量化核心资产,属于工程难度极高的赛道。


七、总结:一个好的回测系统必须做对三件事

1. 不使用未来数据(No Leakage)

2. 模拟真实交易成本(Realistic Execution)

3. 可复现、可扩展(Scalable & Reproducible)

做到这三点,你的策略才能真正从回测 → 仿真盘 → 实盘。