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Funding-Abrechnungen für Perpetual-Futures erfassen und abstimmen

Code Machine Learning for Trading

Zusammenfassung

Dieses Dokument beschreibt eine Pipeline zum Herunterladen offizieller Binance-USD-M-Perpetual-Funding-Daten, deren Normalisierung und Zwischenspeicherung in einer spaltenorientierten Datei. Monatsarchive werden für die angeforderten Symbole und den Datumsbereich parallel abgerufen. Die Datensätze werden in UTC-Zeitstempel umgewandelt, in Abrechnungsfelder vereinheitlicht, nach Symbol und Zeit dedupliziert und vor dem Speichern auf fehlende oder ungültige Werte geprüft. Lader ermöglichen optionale Filter für Symbole und Daten.

Für Backtests werden die Funding-Datensätze zusätzlich auf genau die Symbol- und Zeitstempelschlüssel im Preispanel beschränkt. Das ist wichtig, weil Funding-Kosten für bei der Abrechnung gehaltene Positionen anfallen und die relevanten Abrechnungen je nach Datumsfenster eines Durchlaufs variieren. Wenn keine Abrechnungen zu den Preisen passen, löst die Pipeline einen Fehler aus. Das Dokument erläutert Datenverarbeitung und zeitliche Abstimmung, kein Handelssignal oder eine empirische Strategie; es enthält keine Performance-Belege. Die Datenquelle umfasst Binance-USD-M-Perpetual-Kontrakte eines einzelnen Handelsplatzes. Die beschriebenen Daten belegen daher keine Abdeckung anderer Handelsplätze oder Derivate.

Kernaussagen

  • Funding-Archive werden nach Symbol und Monat gesammelt und anschließend zu UTC-Abrechnungsdatensätzen normalisiert.
  • Die Pipeline dedupliziert Symbol-Zeitstempel-Paare und verwirft ungültige Funding-Sätze oder Abrechnungsintervalle.
  • Backtests sollten Funding-Abrechnungen genau an den Schlüsseln ihres Preispanels ausrichten.
  • Funding-Kosten hängen von den bei der Abrechnung gehaltenen Positionen ab; die relevanten Datensätze variieren daher mit dem Backtest-Zeitraum.
  • Die beschriebene Quelle umfasst Binance-USD-M-Perpetual-Funding-Daten und nicht alle Handelsplätze oder Instrumente.

Schlagwörter

Volltext
# funding_data.py


```py
"""Official Binance USD-M perpetual funding-rate data for the crypto case study."""

from __future__ import annotations

import io
import zipfile
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, as_completed
from datetime import UTC, date, datetime
from pathlib import Path

import httpx
import polars as pl
import yaml

from data.exceptions import DataNotFoundError
from utils import ML4T_DATA_PATH
from utils.paths import get_case_study_dir

BASE_URL = "https://data.binance.vision/data/futures/um/monthly/fundingRate"
FUNDING_PATH = ML4T_DATA_PATH / "crypto" / "market" / "funding_rate.parquet"


def _month_keys(start_date: str, end_date: str) -> list[str]:
    start = datetime.strptime(start_date, "%Y-%m-%d")
    end = datetime.strptime(end_date, "%Y-%m-%d")
    keys = []
    year, month = start.year, start.month
    while (year, month) <= (end.year, end.month):
        keys.append(f"{year}-{month:02d}")
        month += 1
        if month == 13:
            year += 1
            month = 1
    return keys


def _fetch_month(symbol: str, month: str) -> tuple[pl.DataFrame | None, bool]:
    url = f"{BASE_URL}/{symbol}/{symbol}-fundingRate-{month}.zip"
    response = httpx.get(url, timeout=30, follow_redirects=True)
    if response.status_code == 404:
        return None, True
    response.raise_for_status()
    with zipfile.ZipFile(io.BytesIO(response.content)) as archive:
        names = archive.namelist()
        if len(names) != 1:
            raise ValueError(f"Expected one CSV in {url}, found {names}")
        frame = pl.read_csv(io.BytesIO(archive.read(names[0]))).with_columns(
            pl.lit(symbol).alias("symbol")
        )
    required = {"calc_time", "funding_interval_hours", "last_funding_rate", "symbol"}
    missing = required - set(frame.columns)
    if missing:
        raise ValueError(f"Funding archive schema changed for {url}: missing {sorted(missing)}")
    return frame, False


def _normalize_funding(frames: list[pl.DataFrame]) -> pl.DataFrame:
    funding = (
        pl.concat(frames, how="diagonal_relaxed")
        .with_columns(
            pl.from_epoch("calc_time", time_unit="ms")
            .dt.replace_time_zone("UTC")
            .cast(pl.Datetime("ms", "UTC"))
            .dt.truncate("1h")
            .alias("timestamp"),
            pl.col("funding_interval_hours").cast(pl.Int16),
            pl.col("last_funding_rate").cast(pl.Float64).alias("funding_rate"),
        )
        .select("timestamp", "symbol", "funding_interval_hours", "funding_rate")
        .unique(["timestamp", "symbol"], maintain_order=False)
        .sort("timestamp", "symbol")
    )
    if funding.is_empty():
        raise ValueError("Funding archive produced no rows")
    if funding.select(pl.struct("timestamp", "symbol").is_duplicated().any()).item():
        raise ValueError("Funding archive contains duplicate timestamp-symbol keys")
    invalid = funding.filter(
        pl.col("funding_rate").is_nan()
        | pl.col("funding_rate").is_infinite()
        | (pl.col("funding_interval_hours") <= 0)
        | (pl.col("funding_interval_hours") > 8)
    )
    if invalid.height:
        raise ValueError(f"Funding archive contains {invalid.height} invalid rows")
    return funding


def download_funding_rates(
    symbols: list[str],
    start_date: str,
    end_date: str,
    *,
    output_path: Path = FUNDING_PATH,
    max_workers: int = 12,
) -> pl.DataFrame:
    """Download monthly official funding settlements and atomically cache them."""
    tasks = [(symbol, month) for symbol in symbols for month in _month_keys(start_date, end_date)]
    frames: list[pl.DataFrame] = []
    missing = 0
    print(f"Downloading {len(tasks):,} Binance funding-rate archives", flush=True)
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=max_workers) as pool:
        futures = {
            pool.submit(_fetch_month, symbol, month): (symbol, month) for symbol, month in tasks
        }
        for index, future in enumerate(as_completed(futures), start=1):
            frame, not_listed = future.result()
            if frame is not None:
                frames.append(frame)
            elif not_listed:
                missing += 1
            if index % 100 == 0 or index == len(tasks):
                print(
                    f"  completed {index:,}/{len(tasks):,}; files={len(frames):,}; "
                    f"unavailable={missing:,}",
                    flush=True,
                )
    funding = _normalize_funding(frames)
    output_path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
    temporary_path = output_path.with_suffix(".tmp.parquet")
    funding.write_parquet(temporary_path)
    temporary_path.replace(output_path)
    print(
        f"Saved {len(funding):,} settlements for {funding['symbol'].n_unique()} symbols "
        f"to {output_path}",
        flush=True,
    )
    return funding


def load_funding_rates(
    *,
    symbols: list[str] | None = None,
    start_date: str | None = None,
    end_date: str | None = None,
    path: Path = FUNDING_PATH,
) -> pl.DataFrame:
    """Load official funding settlements with optional symbol and date filters."""
    if not path.exists():
        raise DataNotFoundError(
            dataset_name="Binance USD-M Perpetual Funding Rates",
            path=path,
            download_script="case_studies/crypto_perps_funding/funding_data.py",
            readme="case_studies/crypto_perps_funding/README.md",
        )
    funding = pl.read_parquet(path)
    if symbols:
        funding = funding.filter(pl.col("symbol").is_in(symbols))
    if start_date:
        funding = funding.filter(pl.col("timestamp").dt.date() >= pl.lit(start_date).str.to_date())
    if end_date:
        funding = funding.filter(pl.col("timestamp").dt.date() <= pl.lit(end_date).str.to_date())
    return funding.sort("timestamp", "symbol")


def funding_rates_for_prices(prices: pl.DataFrame) -> pl.DataFrame:
    """Official funding settlements restricted to the exact keys ``prices`` covers.

    The backtest charges funding against the position held at each settlement, so the
    settlements a run is identified by have to be the ones its own price panel spans. A
    holdout run slices a different window from the validation run it inherits its
    configuration from, which is why this is derived from the frame rather than carried
    across with the rest of the specification.
    """

    def _day(value: object) -> str:
        if isinstance(value, datetime):
            return value.date().isoformat()
        if isinstance(value, date):
            return value.isoformat()
        raise TypeError(f"expected a date-like timestamp, got {type(value).__name__}")

    timestamp_dtype = prices.schema["timestamp"]
    price_keys = prices.select("symbol", "timestamp").unique()
    symbols = price_keys.get_column("symbol").unique().to_list()
    funding = load_funding_rates(
        symbols=symbols,
        start_date=_day(price_keys.get_column("timestamp").min()),
        end_date=_day(price_keys.get_column("timestamp").max()),
    )
    funding = funding.with_columns(
        pl.col("symbol").cast(price_keys.schema["symbol"]),
        pl.col("timestamp").cast(timestamp_dtype),
    ).join(price_keys, on=["symbol", "timestamp"], how="semi")
    if funding.is_empty():
        raise ValueError("crypto backtest resolved no official funding settlements")
    return funding.sort("timestamp", "symbol")


def main() -> None:
    case_dir = get_case_study_dir("crypto_perps_funding")
    setup = yaml.safe_load((case_dir / "config" / "setup.yaml").read_text())
    download_funding_rates(
        list(setup["universe"]["symbols"]),
        "2020-01-01",
        "2025-12-31",
    )
    print(f"Completed at {datetime.now(UTC).isoformat()}", flush=True)


if __name__ == "__main__":
    main()

```

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Diese Zusammenfassung wurde vom Research-Agenten von Stratmill anhand des Originals verfasst; sie ist keine Kopie der Quelle.