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由于传统金融理论越来越难以解释真实金融市场产生的大量复杂现象，因此人们不断寻找新的方法来探寻金融市场的本质。随着计算机技术的成熟，金融学领域的专家们开始探索计算机与金融相结合的研究方式，试图通过计算机技术模拟现实金融市场，基于Agent建模的计算金融学技术应运而生，其核心思想认为金融市场是由众多经济体通过交互作用形成的复杂适应性系统，从复杂适应性系统的角度审视金融市场，强调市场中交易者的有限理性和动态的异质性，交易者将根据市场环境的变化而改变自身的行为。正是由于众多有限理性、动态异质性的交易者不断产生交互作用，从而导致股票市场的整体复杂性。这种按照自下而上对金融市场进行研究的思路是一种新的尝试，以此为基础的研究结论具有一定的理论意义和现实意义。
本文采用计算金融学研究方法，利用python3.6作为开发语言，设计了与中国股票市场结构一致的、基于订单簿的连续双向竞价机制，构建基于Agent的人工股票市场进行仿真模拟，并应用统计学的理论和方法，对模拟市场的整体性质及宏观规律作出微观解释。本文主要尝试回答以下几个问题：
1．股市涨跌幅限制是如何影响股价及收益率的，包括涨跌幅的大小变化以及涨跌幅不对称情况。下面从两个角度分析：(1)分别设置涨跌幅限制为5%、10%、15%、20%、25%、30%以及没有涨跌幅限制进行模拟实验，此时涨跌幅具有对称性即涨幅和跌幅相同，研究涨跌幅限制范围越来越小时股票价格变动趋势以及收益率的波动性。(2)在涨跌幅不对称情况下，涨跌幅度之和分别设为20%、40%、60%进行模拟实验，通过计算收益率的基本统计特征对其波动性进行研究。
2．利率调整对股票价格的影响，将银行利率分别设为0%、0.5%、1%、2%进行模拟实验，研究不同利率水平下股票价格的变动趋势。
3．股票收益率的众多基本统计特征中是否存在某些特征能够明显的区分人工股市和真实股市。
为解决这些问题，主要进行了以下研究工作：
首先，整理归纳文献资料，熟悉相关理论以及前人的研究成果。其次以微观市场结构理论、复杂适应性理论为基础构建基于Agent的连续双向竞价人工股市，并使用该人工股市进行仿真模拟。最后，通过比较模拟数据和上证指数、深证指数、万科A数据的统计特征从而对人工股市进行校准，以接近真实股市的环境进行仿真实验，并以此为基础对人工股市的数据进行分析，进而提供更加可靠的评价结论。
本文在构建的人工股市平台上通过改变涨跌幅限制和调整利率进行仿真实验，主要得出以下结论：
1．模拟数据的统计分析表明，人工股市能够再现真实金融市场中的尖峰厚尾、GARCH效应等特征。
2．主要从股价的变动趋势和收益率波动性方面分析涨跌幅的影响，得出结论如下：
(1)当涨跌幅限制分别从5%、10%、15%、20%、25%、30%、没有涨跌幅限制依次变大时，收益率标准差也逐渐在变大，但增大到一定程度时标准差将趋于稳定而不会无限增大，表明股票收益率波动性随着涨跌幅限制范围的增大而增大，即涨跌幅限制变动趋势与收益率的波动性呈现正相关，但是达到某个范围之后收益率波动性将趋于稳定，而不会无限增大。
(2)当涨跌幅限制范围减小到一定程度时，价格将会呈现出单向变动趋势，且涨跌幅限制范围越小，单向变动趋势愈发像一条光滑的倾斜曲线，产生了类似庄家操纵股票价格的现象。
(3)涨跌幅限制不对称时，主要得出两点结论。第一个结论为：涨跌幅限制范围较小时，对称性几乎对收益率波动性没有影响；但是随着涨跌幅范围的增大，即使涨跌幅之和保持不变，收益率的波动性也会朝着某个方向（本文是跌幅大于涨幅的方向）略微偏大，而且涨跌幅不对称时的波动性小于涨跌幅对称时的波动性。第二个结论为：收益率标准差的总体变化趋势随着涨跌幅之和的变大而变大，即收益率的波动性逐渐增大，这个结论与与涨跌幅限制对称时所得结论一致。
3．当银行利率从0%、0.5%、1%、2%依次增大时，股价均值的变动趋势为逐渐减小，标准差在一定程度上也有变小的趋势，因此总体上利率水平的变动趋势与股票价格的变动趋势呈现出反向关系。
4．决策树模型做特征选择时，股票收益率的标准差、偏度、峰度以及GARCH(1，1)模型中的α、β重要性得分较低且几乎为零，因此对于人工股市和实际股市的划分不起作用；而股票收益率的均值重要性得分较高为0.9695，说明该特征能够比较明显的区分人工股市和真实市场，此情形说明该人工股市对于经营能力强的公司股票模拟效果更好，如万科等。以上结果也反映出本文设计的人工股市较为合理，只有股票收益率的均值比真实股市略高出千分之几，因为真实股市容易受到制度影响、国际关系影响等众多因素的影响，而人工模拟的股市却不受这些影响，因此可以从该特征的具体情况入手进行改进，考虑更多的因素，从而构建出更加完善的人工股票市场。
本文可能存在的创新点，体现在如下三个方面：
一是研究方法的创新。通过构建基于Agent的连续双向竞价人工股市，采用自下而上的研究方法，将传统金融理论的严格假设放松到与真实环境更加接近的条件，而这种情况下传统金融理论几乎不起作用。此外在进行模拟时，研究者能够只改变特定因素而保持另外的因素均不变，这样就能准确的对问题进行深入的研究分析，结果也不会受到其它因素的干扰。
二是问题研究视角的创新。1．将涨跌幅限制范围越来越小的变动情况视为熔断机制，进而研究价格的变动趋势2．本文考虑了涨跌幅限制不对称时对股票收益率的影响。3．基于决策树特征选择方法，分析是否存在收益率的某些特征能够区分人工股市和真实股市，该研究是前人几乎没有做过的。
三是研究手段的创新。以往大量的基于Agent的模拟全部是在第三方软件平台上完成，只能改动有限的参数，灵活性和扩展性均较差，研究者可能对软件的运行机理不够了解以至于不能随心所欲的使用。而本文所有基于Agent的模拟程序均是通过Python3.6语言在PyCharm上编写完成，通过查阅相关文献自行设计并构建出自己的人工股市模型，尤其是为了实现与中国股市一致的连续双向竞价机制，其编写难度较高，但扩展灵活，强化了对基于Agent建模的理解，而且可将该方法进行迁移使用。
本文采用计算金融学研究方法，利用python3.6作为开发语言，设计了与中国股票市场结构一致的、基于订单簿的连续双向竞价机制，构建基于Agent的人工股票市场进行仿真模拟，并应用统计学的理论和方法，对模拟市场的整体性质及宏观规律作出微观解释。本文主要尝试回答以下几个问题：
1．股市涨跌幅限制是如何影响股价及收益率的，包括涨跌幅的大小变化以及涨跌幅不对称情况。下面从两个角度分析：(1)分别设置涨跌幅限制为5%、10%、15%、20%、25%、30%以及没有涨跌幅限制进行模拟实验，此时涨跌幅具有对称性即涨幅和跌幅相同，研究涨跌幅限制范围越来越小时股票价格变动趋势以及收益率的波动性。(2)在涨跌幅不对称情况下，涨跌幅度之和分别设为20%、40%、60%进行模拟实验，通过计算收益率的基本统计特征对其波动性进行研究。
2．利率调整对股票价格的影响，将银行利率分别设为0%、0.5%、1%、2%进行模拟实验，研究不同利率水平下股票价格的变动趋势。
3．股票收益率的众多基本统计特征中是否存在某些特征能够明显的区分人工股市和真实股市。
为解决这些问题，主要进行了以下研究工作：
首先，整理归纳文献资料，熟悉相关理论以及前人的研究成果。其次以微观市场结构理论、复杂适应性理论为基础构建基于Agent的连续双向竞价人工股市，并使用该人工股市进行仿真模拟。最后，通过比较模拟数据和上证指数、深证指数、万科A数据的统计特征从而对人工股市进行校准，以接近真实股市的环境进行仿真实验，并以此为基础对人工股市的数据进行分析，进而提供更加可靠的评价结论。
本文在构建的人工股市平台上通过改变涨跌幅限制和调整利率进行仿真实验，主要得出以下结论：
1．模拟数据的统计分析表明，人工股市能够再现真实金融市场中的尖峰厚尾、GARCH效应等特征。
2．主要从股价的变动趋势和收益率波动性方面分析涨跌幅的影响，得出结论如下：
(1)当涨跌幅限制分别从5%、10%、15%、20%、25%、30%、没有涨跌幅限制依次变大时，收益率标准差也逐渐在变大，但增大到一定程度时标准差将趋于稳定而不会无限增大，表明股票收益率波动性随着涨跌幅限制范围的增大而增大，即涨跌幅限制变动趋势与收益率的波动性呈现正相关，但是达到某个范围之后收益率波动性将趋于稳定，而不会无限增大。
(2)当涨跌幅限制范围减小到一定程度时，价格将会呈现出单向变动趋势，且涨跌幅限制范围越小，单向变动趋势愈发像一条光滑的倾斜曲线，产生了类似庄家操纵股票价格的现象。
(3)涨跌幅限制不对称时，主要得出两点结论。第一个结论为：涨跌幅限制范围较小时，对称性几乎对收益率波动性没有影响；但是随着涨跌幅范围的增大，即使涨跌幅之和保持不变，收益率的波动性也会朝着某个方向（本文是跌幅大于涨幅的方向）略微偏大，而且涨跌幅不对称时的波动性小于涨跌幅对称时的波动性。第二个结论为：收益率标准差的总体变化趋势随着涨跌幅之和的变大而变大，即收益率的波动性逐渐增大，这个结论与与涨跌幅限制对称时所得结论一致。
3．当银行利率从0%、0.5%、1%、2%依次增大时，股价均值的变动趋势为逐渐减小，标准差在一定程度上也有变小的趋势，因此总体上利率水平的变动趋势与股票价格的变动趋势呈现出反向关系。
4．决策树模型做特征选择时，股票收益率的标准差、偏度、峰度以及GARCH(1，1)模型中的α、β重要性得分较低且几乎为零，因此对于人工股市和实际股市的划分不起作用；而股票收益率的均值重要性得分较高为0.9695，说明该特征能够比较明显的区分人工股市和真实市场，此情形说明该人工股市对于经营能力强的公司股票模拟效果更好，如万科等。以上结果也反映出本文设计的人工股市较为合理，只有股票收益率的均值比真实股市略高出千分之几，因为真实股市容易受到制度影响、国际关系影响等众多因素的影响，而人工模拟的股市却不受这些影响，因此可以从该特征的具体情况入手进行改进，考虑更多的因素，从而构建出更加完善的人工股票市场。
本文可能存在的创新点，体现在如下三个方面：
一是研究方法的创新。通过构建基于Agent的连续双向竞价人工股市，采用自下而上的研究方法，将传统金融理论的严格假设放松到与真实环境更加接近的条件，而这种情况下传统金融理论几乎不起作用。此外在进行模拟时，研究者能够只改变特定因素而保持另外的因素均不变，这样就能准确的对问题进行深入的研究分析，结果也不会受到其它因素的干扰。
二是问题研究视角的创新。1．将涨跌幅限制范围越来越小的变动情况视为熔断机制，进而研究价格的变动趋势2．本文考虑了涨跌幅限制不对称时对股票收益率的影响。3．基于决策树特征选择方法，分析是否存在收益率的某些特征能够区分人工股市和真实股市，该研究是前人几乎没有做过的。
三是研究手段的创新。以往大量的基于Agent的模拟全部是在第三方软件平台上完成，只能改动有限的参数，灵活性和扩展性均较差，研究者可能对软件的运行机理不够了解以至于不能随心所欲的使用。而本文所有基于Agent的模拟程序均是通过Python3.6语言在PyCharm上编写完成，通过查阅相关文献自行设计并构建出自己的人工股市模型，尤其是为了实现与中国股市一致的连续双向竞价机制，其编写难度较高，但扩展灵活，强化了对基于Agent建模的理解，而且可将该方法进行迁移使用。