Prediction Market Math
[ДОСЬЕ // НАУЧНО-РЕЦЕНЗИРУЕМАЯ ПУБЛИКАЦИЯ]

Подразумеваемая вероятность и ценообразование бинарных контрактов: математический анализ рынков предсказаний

ДАТА: АВТОР: PredictionMarketMath Quantitative Research Group ВРЕМЯ: 14 мин
[КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ // СУТЬ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА]

Фундаментальный математический анализ деривативов с бинарным исходом. Преобразование цен в объективные распределения вероятностей, архитектура автоматических маркет-мейкеров (AMM) и декомпозиция маржи оператора.

[КВАНТОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ // ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ТЕОРЕМА ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ]

Рынки предсказаний представляют собой динамические механизмы агрегации рассеянной информации в непрерывном времени, преобразующие частные оценки в калиброванные вероятностные распределения. На любой бирже расчетных бинарных деривативов цена исполнения контракта выступает прямым несмещенным оценщиком коллективной субъективной вероятности в полном соответствии с аксиоматикой Колмогорова и мартингалами относительно риск-нейтральной меры.

1. Архитектура бинарного деривативного контракта

В своей математической первооснове контракт с бинарным исходом представляет собой элементарную ценную бумагу Эрроу-Дебрё (Arrow-Debreu security). Пусть Ω обозначает полное выборочное пространство исходов будущего события реального мира, разбитое на взаимоисключающие и исчерпывающие состояния разрешения:

Ω = { S_Yes, S_No }, где P(S_Yes) + P(S_No) = 1.000

Функция терминальной выплаты Φ(S) бинарного контракта зависит строго от наступившего состояния:

Φ(S_Yes) = $1.00
Φ(S_No)  = $0.00

В предположении риск-нейтральности участников рыночная равновесная цена P_t ∈ (0, 1) в момент времени t удовлетворяет дисконтированному условному математическому ожиданию:

P_t = e^{-r(T-t)} * E^Q[Φ(S) | F_t]

Где r обозначает безрисковую процентную ставку, T — момент экспирации контракта, Q — риск-нейтральную мартингальную вероятностную меру, а F_t — фильтрацию всей общедоступной рыночной информации, накопленной к моменту t. На коротких горизонтах, где фактор дисконтирования r(T-t) стремится к нулю, цена вырождается непосредственно в рыночную подразумеваемую вероятность:

P_t = Q(S = S_Yes | F_t)

Данное фундаментальное тождество устанавливает, что покупка акции за $0.62 означает точную консенсусную оценку вероятности события рынком в 62.0%. Если рынок слабо эффективен, ни одна торговая стратегия не способна систематически извлекать положительную избыточную доходность с поправкой на риск без обладания асимметричной частной информацией или превосходящей статистической моделью.

2. Механика автоматических маркет-мейкеров: CPMM против LMSR

Современные рынки предсказаний используют две доминирующие архитектуры алгоритмических маркет-мейкеров для обеспечения непрерывной ликвидности без необходимости постоянного присутствия маркет-мейкеров в биржевом стакане:

A. Маркет-мейкер постоянного произведения (CPMM)

Широко применяемый на децентрализованных площадках (таких как пулы Polymarket в среде Ethereum), алгоритм CPMM поддерживает инвариант пулов ликвидности x (токены Yes) и y (токены No), подчиняющийся уравнению:

x * y = k

Когда трейдер вносит Δc единиц обеспечения для приобретения контрактов Yes, мгновенная маржинальная цена p_{Yes} рассчитывается как отношение остаточных резервов:

p_{Yes} = y / (x + y),   p_{No} = x / (x + y)

Поскольку y / (x + y) + x / (x + y) = 1.000, тождество p_{Yes} + p_{No} = 1.000 сохраняется детерминированно в любой точке кривой связывания, исключая возможность синтетического арбитража внутри самого пула ликвидности.

B. Логарифмическое правило оценки рынка Хансона (LMSR)

Предложенный Робином Хансоном алгоритм LMSR гарантирует организаторам строго ограниченный максимальный убыток при обеспечении неограниченной ликвидности для произвольного числа исходов. Для вектора состояния контрактов q = (q_1, q_2, ..., q_n) и параметра ликвидности b > 0 функция совокупной стоимости C(q) имеет вид:

C(q) = b * ln(∑_{i=1}^n e^{q_i / b})

Мгновенная маржинальная цена p_i покупки инфинитезимальной доли исхода i является частной производной функции затрат по объему контрактов:

p_i = ∂C / ∂q_i = e^{q_i / b} / (∑_{j=1}^n e^{q_j / b})

Данная математическая структура тождественна функции Softmax в машинном обучении. Она обеспечивает строгое выполнение условий стохастичности: цены всех исходов строго положительны (p_i > 0) и в сумме дают строго единицу (∑ p_i = 1.000), исключая искажения вероятностей независимо от объема транзакции.

3. Декомпозиция оверраунда и маржи оператора (Vig)

В отличие от пиринговых бирж предсказаний, где пользователи торгуют напрямую друг против друга, традиционные букмекеры закладывают структурную комиссию — оверраунд или маржу (vig). Математически оверраунд O выражается формулой:

O = ∑_{i=1}^n (1 / d_i) - 1.000

Где d_i обозначает десятичный коэффициент на исход i. Например, если в бинарном событии котировки равны 1.85 на Yes и 1.85 на No:

P_{raw}(Yes) = 1 / 1.85 = 0.5405 (54.05%)
P_{raw}(No)  = 1 / 1.85 = 0.5405 (54.05%)
Сумма = 0.5405 + 0.5405 = 1.0810 (8.10% маржи оператора)

Для извлечения истинных объективных вероятностей кванты применяют три признанных метода нормализации:

  1. Аддитивная пропорциональная нормализация: Предполагает равномерное распределение маржи по всем исходам: P_{fair, i} = P_{raw, i} / ∑ P_{raw, j}. В данном примере: P_{fair} = 0.5405 / 1.0810 = 0.5000 (50.00%).
  2. Мультипликативная трансформация отношения шансов: Корректирует отношение шансов с сохранением инвариантности относительной неопределенности при сильной асимметрии котировок.
  3. Информационная модель Шина (Shin's Model): Доказывает, что букмекеры непропорционально завышают маржу на маловероятных аутсайдеров (longshots), поскольку инсайдеры с приватной информацией ставят преимущественно на фаворитов, заставляя оператора защищаться от неблагоприятного отбора в хвостах распределения.

4. Таблица математической эквивалентности коэффициентов

В таблице ниже приведены строгие аналитические соответствия между биржевой ценой контракта в центах, подразумеваемой вероятностью, честным десятичным множителем и американским форматом котировок:

Цена акции ($) Подразумеваемая вероятность Честный коэффициент Американский кэф Точка безубыточности (%)
$0.055.0%20.00x+19005.00%
$0.1010.0%10.00x+90010.00%
$0.2020.0%5.00x+40020.00%
$0.3535.0%2.86x+18635.00%
$0.5050.0%2.00x+10050.00%
$0.6565.0%1.54x-18665.00%
$0.8080.0%1.25x-40080.00%
$0.9595.0%1.05x-190095.00%

5. Математический вывод ожидаемого значения (EV) и дисперсии

Когда собственная вероятностная модель инвестора показывает, что объективная вероятность исхода p_{true} расходится с биржевой ценой контракта P_m, возникает положительное математическое ожидание (Edge).

Пусть S обозначает объем капитала, направленный на покупку контрактов по цене P_m. Приобретаемое число акций равно N = S / P_m. При наступлении экспирации выплата подчиняется условиям:

Выплата_{Успех}  = N * $1.00 = S / P_m
Выплата_{Провал} = $0.00

Дискретное математическое ожидание (Expected Value — EV) позиции выводится следующим образом:

EV = p_{true} * (Выплата_{Успех} - S) - (1 - p_{true}) * S
EV = p_{true} * [ S * (1 - P_m) / P_m ] - (1 - p_{true}) * S
EV = S * [ (p_{true} - P_m) / P_m ]

Теоретический возврат на инвестированный капитал (ROI) не зависит от абсолютного размера позиции:

ROI_{EV} = (p_{true} - P_m) / P_m

Однако положительное математическое ожидание неразрывно связано со статистической дисперсией. Дисперсия доходности за один торговый период σ^2 для отдельного бинарного контракта составляет:

σ^2 = p_{true} * (1 - p_{true}) * [ 1 / (P_m)^2 ]

Обратите внимание: по мере приближения цены P_m к нулю (крайне маловероятные события с огромными коэффициентами) дисперсия доходности возрастает квадратично. Этот строгий математический вывод объясняет колоссальную хвостовую волатильность аутсайдеров и обуславливает необходимость строгого фракционного сайзинга по критерию Келли.

6. Глубина ликвидности, влияние ордера на цену и кривые проскальзывания

На реальных децентрализованных биржах цена исполнения ордера не является константой. Любая сделка конечного объема Δx смещает равновесие пула ликвидности постоянного произведения. При подаче ордера объемом Δc на покупку акций Yes средневзвешенная цена исполнения P_{avg} оказывается выше текущей спот-цены P_{spot}:

P_{avg} = Δc / Δy = P_{spot} * [ 1 + (Δc / (2 * L)) + O((Δc / L)^2) ]

Где L выражает суммарную емкость пула ликвидности. При исполнении крупного институционального объема по отношению к L чистая ожидаемая доходность моментально снижается:

ROI_{чистый} = (p_{true} - P_{avg}) / P_{avg} - Комиссия_{биржи}

Квантовые фонды заблаговременно рассчитывают критический объем позиции Δc^*, при котором ROI_{чистый} обращается в ноль. Превышение порога Δc^* превращает математически выгодную возможность в сделку с отрицательным ожиданием из-за самоиндуцированного проскальзывания.

7. Эмпирические кейсы: опережение социологических опросов и макроиндикаторов

Эконометрический анализ рынков предсказаний доказывает, что рыночные цены контрактов систематически опережают классические социологические опросы и публикации экспертных консенсусов в среднем на 48–72 часа.

Во время заседаний Федерального комитета по операциям на открытом рынке (FOMC) ФРС США котировки бинарных контрактов на децентрализованных платформах коррелируют с фьючерсной моделью CME FedWatch с коэффициентом Пирсона r > 0.982. Рыночная подразумеваемая вероятность работает как сверхбыстрый байесовский агрегатор, дисконтируя свежие макроэкономические релизы (инфляцию CPI, отчеты по занятости NFP) в течение считанных минут после публикации.

Аналогично в электоральных процессах биржи предсказаний полностью устраняют проблему предвзятости респондентов и партийных перекосов телефонных опросов. Риск реальным капиталом мотивирует участников находить объективную истину, формируя непрерывное ценовое открытие, сходящееся к реальным объективным вероятностям событий.

8. Интерактивный конвертер вероятностей и практическое применение

Для практического применения рассмотренных формул в боевых алгоритмических стратегиях исследователи создают автоматизированные конвейеры, обрабатывающие биржевые стаканы, вычисляющие вероятности без маржи и непрерывно отслеживающие структуру подразумеваемой волатильности.

Вы можете самостоятельно смоделировать любые сценарии подразумеваемой вероятности, рассчитать точную комиссию любого оператора и оценить положительное математическое ожидание позиции с помощью нашего клиентского интерактивного калькулятора:

Запустить конвертер рыночных вероятностей

Глубокое понимание механики подразумеваемой вероятности позволяет количественным трейдерам исключать скрытые комиссии платформ, выявлять статистические дисбалансы и открывать позиции со строгим математическим обоснованием по всему спектру мировых рынков событий.

ТРАЕКТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ // СВЯЗАННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Связанные исследовательские досье

Количественные теоретические анализы и модели, логически дополняющие эту тему:

#01 15 мин

Логарифмические скоринговые правила маркетмейкера: функция стоимости LMSR Хансона и ликвидность

Математический вывод автоматического маркетмейкера LMSR Робина Хансона. Анализ логарифмической функции затрат, формулы цен софтмакс, предельного субсидирования и векторов многовариантных исходов.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →
#02 14 мин

AMM постоянного произведения против биржевого стакана (CLOB) в деривативах предсказаний

Сравнительный архитектурный анализ пулов ликвидности CPMM (x * y = k) и классических биржевых стаканов (CLOB) в бинарных рынках. Разбор проскальзывания и непостоянных потерь при сходимости исходов.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →
#03 13 мин

Глубина стакана Level 2, микроструктура и издержки рыночного влияния в бинарных контрактах

Количественный анализ глубины стакана Level 2, спредов bid-ask и нелинейных функций рыночного влияния в бинарных деривативах. Расчет средневзвешенной цены VWAP и контроль проскальзывания.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →
[FAQ // МЕТОДОЛОГИЯ И ОТВЕТЫ]

Часто задаваемые вопросы

#01 Почему цена акции на бирже предсказаний равна вероятности события? +

Стандартный бинарный контракт выплачивает ровно $1.00 при наступлении исхода и $0.00 при отсутствии такового. В равновесии нейтрального к риску рынка цена равна математическому ожиданию: E[Payoff] = 1.00 * P + 0.00 * (1 - P) = P. Цена в $0.63 выражает коллективную оценку вероятности ровно в 63.0%.

#02 В чем математическое отличие биржевого стакана от AMM на рынках предсказаний? +

Биржевой стакан соединяет встречные лимитные заявки участников через непрерывный двойной аукцион. Автоматический маркет-мейкер (CPMM или LMSR) непрерывно котирует цены вдоль заданной кривой, где цена равна частной производной функции стоимости.

#03 Как оверраунд (маржа букмекера) искажает вероятности? +

У классических букмекеров сумма подразумеваемых вероятностей превышает 1.00 (например, 106%). На пиринговых биржах предсказаний сумма цен взаимно исключающих исходов равна 1.00, что устраняет скрытую комиссию оператора.

PredictionMarketMath Quantitative Research Group

Группа прикладной теории вероятностей и калибровки рынков предсказаний

Исследовательская группа, специализирующаяся на микроструктуре рынков предсказаний, извлечении подразумеваемых вероятностей, правилах скоринга и критерии Келли.

Анализ микроструктуры рынков предсказаний Правила скоринга и калибровка оценок Брайера Реконструкция плотности непрерывных вероятностей