# 跨市场ETF映射方案

## 背景问题

当前系统存在以下问题：
1. 配置中使用指数代码，但实际交易的是ETF
2. 跨境ETF（恒生科技ETF、纳指ETF）在A股交易，交易时间与标的指数不同
3. 回测收益使用指数价格，与实际ETF收益存在跟踪误差

## 方案设计

### 核心思路
- **信号层**：使用指数数据计算因子，生成交易信号
- **执行层**：使用ETF数据计算收益，反映实际交易成本和跟踪误差
- **加密货币**：保持原样，直接在交易所买卖

### 数据流程
```
指数数据 → 因子计算 → 信号生成 → 映射到ETF → ETF收益计算
```

### Task 执行顺序

```
Task 1 (配置结构) ─────┬─→ Task 6 (配置解析)
                      │
Task 2 (ETF数据获取) ──┼─→ Task 3 (因子计算) ─→ Task 4 (轮动引擎)
                      │                              │
Task 7 (溢价控制) ─────┴───────────────────────────→─┴─→ Task 5 (报告)
```

**推荐执行顺序**：Task 1 → Task 6 → Task 2 → Task 7 → Task 3 → Task 4 → Task 5

---

## Task 1: 修改配置文件结构

修改 `config/strategies/rotation.yaml`，将简单的代码列表改为支持指数-ETF映射的结构：

> **ETF 代码格式说明**：Tushare 使用 `.SH`（上交所）和 `.SZ`（深交所）后缀

```yaml
code_list:
  # A股指数 - index为指数代码(信号), etf为场内ETF代码(交易)
  "000300.SH":
    name: "沪深300"
    etf: "510300.SH"      # 华泰柏瑞沪深300ETF（上交所）
    market: "A"
  "000905.SH":
    name: "中证500"
    etf: "510500.SH"      # 南方中证500ETF（上交所）
    market: "A"
  
  # 跨境ETF - 使用境外指数计算信号，但交易A股ETF
  "HSTECH":
    name: "恒生科技"
    etf: "513180.SH"      # 华夏恒生科技ETF（上交所）
    market: "HK"
  "NDX":
    name: "纳指100"
    etf: "159501.SZ"      # 嘉实纳指100ETF（深交所）- 流动性好
    market: "US"
  
  # 黄金 - A股黄金ETF
  "GC=F":
    name: "黄金"
    etf: "518880.SH"      # 华安黄金ETF（上交所）
    market: "COMMODITY"
  
  # 加密货币 - 无ETF映射，直接交易
  "BTC":
    name: "比特币"
    etf: null             # 无ETF，直接交易
    market: "CRYPTO"
```

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## Task 2: 创建ETF数据获取模块

在 `core/datasource/hybrid_source.py` 中新增ETF数据获取能力：

1. 新增方法 `fetch_etf_data()` 获取A股ETF数据（通过Tushare）
2. 修改 `fetch_all()` 返回值，同时返回指数数据和ETF数据

关键逻辑：
- A股ETF（如510300.SH）：使用 Tushare 的 `fund_daily` 接口
- 所有ETF都在A股交易，统一使用A股交易日历

```python
def fetch_all(...) -> Tuple[pd.DataFrame, pd.DataFrame, pd.DataFrame, list]:
    """
    Returns:
        (index_data, etf_data, benchmark_data, valid_codes)
        - index_data: 指数数据，用于因子计算
        - etf_data: ETF数据，用于收益计算
    """
```

---

## Task 3: 修改因子计算逻辑

修改 `core/factors/momentum.py` 的 `compute_factors()` 函数：

1. 接收两套数据：指数数据（用于因子计算）+ ETF数据（用于收益计算）
2. 因子基于指数价格计算
3. 日收益率基于ETF价格计算（或指数价格，如果没有ETF映射）

```python
def compute_factors(
    index_data: pd.DataFrame,   # 指数数据 - 用于因子
    etf_data: pd.DataFrame,     # ETF数据 - 用于收益
    code_list: list,
    ...
) -> tuple[pd.DataFrame, list]:
```

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## Task 4: 修改轮动引擎

修改 `strategies/rotation/engine.py`：

1. `fetch_data()`: 同时获取指数和ETF数据
2. `generate_signals()`: 基于指数因子生成信号，**动态检查 ETF 可用性**
3. `run_backtest()`: 基于ETF价格计算收益

关键变更：
- 存储 `self.index_data` 和 `self.etf_data` 两套数据
- 信号基于 `index_data` 的因子得分
- 收益率基于 `etf_data` 的价格变动
- **新增**：ETF 上市日期检查，未上市的 ETF 不参与当日排名

```python
def generate_signals(self) -> pd.DataFrame:
    # 对每个交易日，检查 ETF 数据可用性
    for date in trading_dates:
        # 获取当日有 ETF 数据的标的
        available_codes = [
            code for code in self.valid_codes 
            if not pd.isna(self.etf_data.loc[date, code_etf_map[code]])
        ]
        # 只在 available_codes 中选择信号
        ...
```

---

## Task 5: 修改报告和持仓跟踪

修改 `strategies/rotation/report.py` 和 `portfolio.py`：

1. 报告中同时显示指数名称和ETF代码
2. 持仓记录使用ETF代码（方便实际操作）
3. 新增字段：实际交易标的、交易市场
4. **新增**：跨境 ETF 溢价率显示（使用 Task 7 的真实净值计算）

输出示例：
```
当前持仓建议:
  1. 纳指100 (NDX) → 买入 513100.SH (国泰纳指100ETF) [溢价率: +3.2%] ⚠️
  2. 沪深300 (000300.SH) → 买入 510300.SH (华泰柏瑞沪深300ETF) [溢价率: +0.1%]
  3. 比特币 (BTC) → 买入 BTC/USDT (OKX交易所)

注: 溢价率 > 2% 显示警告标记
```

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## Task 6: 更新配置解析逻辑

修改 `scripts/run_rotation.py` 和 `config/settings.py`：

1. 解析新的配置结构，提取指数代码列表和ETF映射
2. 构建 `code_name_map`、`code_etf_map`、`code_market_map`
3. 向下传递映射关系

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## Task 7: 跨境 ETF 溢价控制（新增）

在 `strategies/rotation/engine.py` 中增加溢价过滤机制：

### 问题背景
当美股/港股大涨时，A股跨境 ETF 往往高开甚至涨停，溢价率可达 3%-5%。如果在高溢价时买入，即使境外指数不跌，溢价回落也会造成亏损。

### 溢价率数据来源

**需要合并两个 Tushare 接口**（各需要 2000 积分）：

1. `fund_daily`: 获取 ETF 交易价格 (close)
2. `fund_nav`: 获取 ETF 单位净值 (unit_nav)

```python
import tushare as ts
pro = ts.pro_api()

# 1. 获取 ETF 价格
price_df = pro.fund_daily(
    ts_code='159501.SZ',  # 纳指ETF
    start_date='20200101', 
    end_date='20250101',
)

# 2. 获取 ETF 净值
nav_df = pro.fund_nav(
    ts_code='159501.SZ',
    start_date='20200101',
    end_date='20250101',
)

# 3. 合并计算溢价率
price_df = price_df[['trade_date', 'close']].rename(columns={'trade_date': 'date'})
nav_df = nav_df[['nav_date', 'unit_nav']].rename(columns={'nav_date': 'date', 'unit_nav': 'nav'})
merged = price_df.merge(nav_df, on='date', how='inner')

# 溢价率 = 收盘价 / 净值 - 1
merged['premium'] = merged['close'] / merged['nav'] - 1
```

**实测结果**（159501.SZ 纳指 ETF，60 天数据）：
- 平均溢价率: +4.34%
- 最大溢价率: +7.83%
- 溢价率 > 2% 的天数: 93.9%

**结论**：跨境 ETF 的高溢价是真实存在的风险，必须在策略中增加溢价过滤！

### Tushare 积分说明

| 接口 | 所需积分 | 用途 |
|------|---------|------|
| `fund_daily` | 2000 | ETF 日线行情（价格） |
| `fund_nav` | 2000 | ETF 单位净值 |
| `index_daily` | 2000 | A股指数日线 |

当前 2000 积分满足所有需求，限制：每分钟 200 次，每天 10 万次/API。

### 不同市场类型的溢价率计算方式

**核心逻辑**：在 T+1 日 09:00 计算信号时，T 日净值是否已公布？

| ETF 类型 | 跟踪标的收盘时间 | 净值公布时间 | T+1日09:00可用净值 | 溢价率公式 | 溢价控制 |
|---------|-----------------|-------------|-------------------|-----------|---------|
| **A股 ETF** | T日 15:00 | T日 ~18:00 | T日净值 | `T日价格 / T日净值` | 可选（溢价通常 < 0.5%） |
| **港股 ETF** | T日 16:00 | T日 ~18:00 | T日净值 | `T日价格 / T日净值` | **必须**（溢价可达 3%+） |
| **黄金 ETF** | T日 15:00 | T日 ~18:00 | T日净值 | `T日价格 / T日净值` | 可选（流动性好，溢价小） |
| **美股 ETF** | T+1日 05:00 | T+1日 晚间 | **T-1日净值** | `T日价格 / T-1日净值` | **必须**（溢价可达 5%+） |

> **注意**：A股 ETF（如沪深300 ETF）流动性好、套利机制完善，溢价率通常在 ±0.5% 以内，可不启用溢价过滤。跨境 ETF（港股/美股）因套利限制，溢价率波动大，**必须启用过滤**。

**时间线对比**：

```
A股/港股/黄金 ETF：
T日                    T+1日
├──────────────────────┼─────────────
15:00      ~18:00      09:00
收盘       净值公布     计算信号 → T日净值已可用 ✓

美股 ETF（跨境）：
T日                              T+1日
├────────────────────────────────┼────────────────────────────
15:00         22:30       05:00  09:00              ~晚间
ETF收盘      美股开盘    美股收盘 计算信号          T日净值公布
                                    ↑
                               T日净值未公布，只能用 T-1日净值
```

**这与集思录的计算方式一致**：集思录对跨境 ETF 使用 `价格日期` 和 `净值日期` 两列，反映了实际数据可用性。

### 解决方案

1. **计算实盘溢价率**（按市场类型）
```python
def calculate_realtime_premium(
    etf_code: str, 
    market_type: str,
    price_date: str,
) -> float:
    """
    计算实盘可用的溢价率（在 T+1 日 09:00 决策时点）
    
    Args:
        etf_code: ETF 代码
        market_type: 市场类型 ('A', 'HK', 'US', 'COMMODITY')
        price_date: 价格日期（T日，即昨日）
    
    Returns:
        溢价率（小数形式）
    """
    pro = ts.pro_api()
    
    # 获取 T 日 ETF 收盘价
    price_df = pro.fund_daily(ts_code=etf_code, trade_date=price_date)
    t_close = price_df['close'].iloc[0]
    
    # 根据市场类型确定净值日期
    if market_type in ['A', 'HK', 'COMMODITY']:
        # A股/港股/黄金：T日净值在决策时点已公布
        nav_date = price_date  # 同日
    else:  # US 美股
        # 美股：T日净值未公布，使用 T-1 日净值
        nav_date = get_previous_trade_date(price_date)  # 前一日
    
    # 获取净值
    nav_df = pro.fund_nav(ts_code=etf_code, nav_date=nav_date)
    nav = nav_df['unit_nav'].iloc[0]
    
    # 计算溢价率
    premium = t_close / nav - 1
    
    return premium
```

2. **计算历史溢价率**（回测阶段，同日对齐）
```python
def calculate_historical_premium(etf_code: str, start_date: str, end_date: str) -> pd.DataFrame:
    """
    计算历史溢价率（回测用，同日对齐）
    """
    pro = ts.pro_api()
    
    # 获取价格和净值
    price_df = pro.fund_daily(ts_code=etf_code, start_date=start_date, end_date=end_date)
    nav_df = pro.fund_nav(ts_code=etf_code, start_date=start_date, end_date=end_date)
    
    # 合并（同日对齐）
    price_df = price_df[['trade_date', 'close']].rename(columns={'trade_date': 'date'})
    nav_df = nav_df[['nav_date', 'unit_nav']].rename(columns={'nav_date': 'date', 'unit_nav': 'nav'})
    merged = price_df.merge(nav_df, on='date', how='inner')
    
    # 溢价率 = 收盘价 / 净值 - 1
    merged['premium'] = merged['close'] / merged['nav'] - 1
    
    return merged
```

3. **信号过滤逻辑**
```python
# 配置参数
premium_threshold = 0.02  # 溢价超过 2% 不买入

def filter_by_premium(scores, premium_rates, threshold):
    """
    过滤高溢价标的
    - 溢价率超过阈值的标的，得分置为 -inf（不参与排名）
    - 或者：得分乘以惩罚因子 (1 - premium_rate)
    """
    for code in scores.index:
        if premium_rates.get(code, 0) > threshold:
            scores[code] = float('-inf')  # 或降权处理
    return scores
```

4. **配置文件新增参数**
```yaml
# rotation.yaml
premium_control:
  enabled: true
  default_threshold: 0.02     # 默认溢价阈值 2%
  mode: "filter"              # "filter"(完全排除) 或 "penalize"(降权)
  penalty_factor: 0.5         # 降权模式下的惩罚系数
  
  # 按市场类型覆盖配置
  market_overrides:
    A:                        # A股 ETF
      enabled: false          # 不启用（溢价通常 < 0.5%）
    HK:                       # 港股 ETF
      enabled: true
      threshold: 0.03         # 阈值 3%
    US:                       # 美股 ETF
      enabled: true
      threshold: 0.02         # 阈值 2%
    COMMODITY:                # 商品 ETF
      enabled: false
```

---

## 数据对齐策略

### 信号计算基准时点

策略信号在 **A股 T+1 日早上 09:00** 计算，此时各市场数据可获取性：

| 市场 | 收盘时间（北京时间）| 09:00时可获取数据 |
|------|------------------|------------------|
| A股 | T日 15:00 | T日收盘价 |
| 港股 | T日 16:00 | T日收盘价 |
| 美股 | T+1日 05:00 | T日收盘价 |
| 黄金期货 | T+1日 ~06:00 | T日结算价 |
| 加密货币 | 24小时交易 | T+1日 08:00价格（UTC 00:00） |

**结论**：在 A股 T+1 日 09:00 信号计算时，所有市场的 T 日数据均已可获取，无需 shift 处理。

```
时间线（北京时间）：

T日                                    T+1日
├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────
15:00    16:00              05:00   08:00  09:00   09:30
A股收盘  港股收盘            美股收盘  UTC0  计算信号  A股开盘执行
   │        │                  │      │      │         │
   └────────┴──────────────────┴──────┴──────┴─────────┘
         所有T日数据在T+1日09:00前均已可获取
```

### 各市场数据对齐规则

```python
# A股 T+1 日 09:00 计算信号时，使用的数据
data_alignment = {
    "A股指数": {
        "price_date": "T日",           # T日收盘价
        "source_time": "T日 15:00",
    },
    "港股指数": {
        "price_date": "T日",           # T日收盘价
        "source_time": "T日 16:00",
    },
    "美股指数": {
        "price_date": "T日",           # T日收盘价（美东时间）
        "source_time": "T+1日 05:00",  # 北京时间
    },
    "黄金期货": {
        "price_date": "T日",           # T日结算价
        "source_time": "T+1日 ~06:00",
    },
    "加密货币": {
        "price_date": "T日",           # UTC T+1日 00:00 = 北京 T+1日 08:00
        "source_time": "T+1日 08:00",  # 比决策时点早1小时
    },
}
```

### 加密货币特殊处理

加密货币 24 小时交易，使用 **UTC 00:00（北京时间 08:00）** 作为"日收盘价"：

- CCXT/OKX 返回的日线数据默认就是 UTC 00:00 切换
- 北京时间 08:00 距离 09:00 信号计算只有 1 小时，数据足够新鲜
- 与其他数据源保持一致的数据结构

**A股休市期间的处理**：

```
场景：A股春节休市 5 天

       1/20(五)  1/21-22(周末)  1/23-27(春节)  1/28(六)  1/29(日)  1/30(一)
A股      交易       休市           休市          休市      休市      交易
BTC      交易       交易           交易          交易      交易      交易
         │                                                         │
     使用1/20价格 ────────────── ffill ──────────────────────→  使用1/29价格
```

- 因子计算：使用前向填充（休市期间认为价格不变）
- 实际交易：加密货币可在A股休市期间随时买卖，但策略信号只在A股交易日生成

### 数据对齐代码实现

```python
def align_to_a_share_calendar(
    market_data: dict[str, pd.DataFrame],  # {code: df}
    market_types: dict[str, str],          # {code: market_type}
    a_share_dates: pd.DatetimeIndex,
) -> pd.DataFrame:
    """
    将所有市场数据对齐到A股交易日历
    
    由于信号在 T+1 日 09:00 计算，所有市场 T 日数据均已可获取，
    因此直接 reindex 到 A股交易日即可，无需 shift。
    """
    aligned_data = {}
    
    for code, df in market_data.items():
        market = market_types.get(code, "A")
        
        # 统一处理：reindex 到 A股交易日，前向填充休市日
        aligned = df['close'].reindex(a_share_dates)
        
        if market in ["HK", "US", "COMMODITY", "CRYPTO"]:
            # 非A股市场：休市日用前向填充
            aligned = aligned.ffill().bfill()
        
        aligned_data[code] = aligned
    
    return pd.DataFrame(aligned_data)
```

### 跨境ETF信号与收益分离

以恒生科技为例：
- **信号计算**：使用 HSTECH 港股指数（YFinance），反映真实市场走势
- **收益计算**：使用 513180.SH A股ETF（Tushare），反映实际交易成本和跟踪误差

### 特殊情况处理

| 情况 | 处理方式 |
|------|---------|
| A股休市、境外交易 | 指数使用 ffill，ETF无数据不计收益 |
| 境外休市、A股交易 | 指数使用 ffill，ETF正常交易（可能跳空） |
| 两边都休市 | 该日不在回测范围内 |
| ETF上市日期晚于指数 | 该标的从ETF上市日开始参与回测 |

---

## 涉及文件清单

| 文件 | 修改内容 |
|------|---------|
| `config/strategies/rotation.yaml` | 配置结构重构，新增溢价控制参数 |
| `core/datasource/hybrid_source.py` | 新增ETF数据获取 |
| `core/factors/momentum.py` | 支持双轨数据输入 |
| `strategies/rotation/engine.py` | 引擎逻辑重构，ETF可用性检查，溢价过滤 |
| `strategies/rotation/portfolio.py` | 持仓显示ETF |
| `strategies/rotation/report.py` | 报告显示ETF和溢价率 |
| `scripts/run_rotation.py` | 配置解析适配 |
| `config/settings.py` | 新增默认ETF映射和汇率配置 |

---

## 风险与注意事项

1. **跟踪误差**：ETF净值与指数存在偏差，这是预期行为
2. **停牌风险**：ETF可能停牌，需要处理缺失数据
3. **新ETF上市**：部分ETF成立时间晚于回测起始日，Task 4 已处理
4. **QDII额度**：跨境ETF可能有申购限制，不影响回测
5. **跨境ETF溢价**：美股/港股大涨时，ETF可能高溢价，Task 7 已增加过滤机制
6. **Tushare 积分**：当前 2000 积分满足 fund_daily、fund_nav 和 index_daily 需求，建议缓存历史数据减少 API 调用
7. **ETF 选择建议**：
   - 同一指数可能有多只 ETF（如纳指有 513100/159501/159632 等）
   - 优先选择：规模大（> 10 亿）、流动性好（日成交 > 1000 万）、跟踪误差小的 ETF
   - 本方案使用 159501.SZ（嘉实纳指100）是因为其流动性较好

---

## 关于加密货币数据精度的说明

建议文档中提到"BTC 应使用分钟级数据切片到 09:00"，经评估：

| 方案 | 优点 | 缺点 |
|------|------|------|
| 日线数据（08:00 UTC） | 数据量小，易获取，与其他市场一致 | 与决策时点有 1 小时差距 |
| 分钟级切片（09:00） | 数据最新 | 5年历史需 260 万条数据，获取/存储成本高 |

**决策**：
- **回测阶段**：使用日线数据（UTC 00:00），08:00-09:00 的波动（平均 ~1%）对 25 天趋势因子影响极小，可通过交易成本参数覆盖
- **实盘阶段**（未来增强）：可在执行时获取实时价格，信号计算仍基于日线

---

## ffill 时机说明

建议文档担心"ffill 后立即计算因子会导致休市期间价格不变影响动量"。实际上：

- 我们使用**交易日对齐**（reindex 到 A股交易日）
- 动量计算的是过去 N 个**交易日**的涨幅，非 N 个自然日
- ffill 只填充非交易日，这些日期不进入因子计算序列
- 当前逻辑正确，无需调整

### 详细说明：为什么 ffill 是安全的

**核心保障**：主循环 `for date in a_share_trading_dates` 严格只遍历 A 股交易日。

**实现方式**：`reindex(a_share_dates)` 直接索引到 A 股交易日历，结果只包含交易日行，不会产生中间填充行。

**示例：春节休市场景**

```
A股交易日历: [1/20(周五), 1/30(周一)]  (春节休市 1/21-1/29)
美股原始数据: 1/20→200, 1/21→205, ..., 1/29→220

Step 1: reindex(a_share_dates)
  1/20: 200  (原始值)
  1/30: NaN  (1/30 美股尚未收盘，无数据)
  
  注意：结果只有 2 行，不会出现 [1/21, 1/22, ...] 这些行！

Step 2: ffill()
  1/20: 200
  1/30: 220  (向前找到 1/29 的值填充)

Step 3: 动量计算 pct_change(1)
  1/20: NaN  (首行无前值)
  1/30: (220 - 200) / 200 = 10%  ← 正确反映假期全部涨幅
```

**关键区别**：

| 错误做法 | 正确做法（当前方案） |
|---------|-------------------|
| reindex 到自然日历 → ffill → 产生 `[D1,D1,D1,D1,D1,D2]` | reindex 到 A股交易日历 → ffill → 只有 `[D1, D2]` |
| 中间填充日会干扰动量计算 | 根本不存在中间填充日 |

**结论**：当前方案直接 reindex 到 A 股交易日历，是最安全的实现方式。

