Dữ liệu hợp đồng tương lai liên tục CME, chuyển tháng theo khối lượng và quy trình tải xuống
Tóm tắt
Hướng dẫn về bộ dữ liệu này mô tả tập hợp các hợp đồng tương lai liên tục CME trên nhiều nhóm như chỉ số cổ phiếu, lãi suất, năng lượng, kim loại, tiền tệ, nông sản và vật nuôi. Tài liệu giải thích dữ liệu nguồn theo giờ và tần suất ngày được suy ra, nhiều kỳ hạn hợp đồng, cấu hình sản phẩm và cách lọc thông qua bộ tải dữ liệu. Quy trình tải xuống chia tệp theo sản phẩm và năm, hỗ trợ ước tính chi phí và chạy thử, đồng thời khuyến nghị kiểm tra phí của nhà cung cấp trước khi yêu cầu dữ liệu.
Hợp đồng chuyển tháng dựa trên khối lượng: việc chuyển đổi diễn ra khi khối lượng ngày trước của hợp đồng kế tiếp vượt khối lượng của hợp đồng hiện tại, sử dụng thông tin có sẵn trước phiên tiếp theo. Hướng dẫn trình bày đây là quy ước chuyển tháng hướng đến giao dịch và phân biệt kỳ hạn hợp đồng gần nhất, thứ hai và thứ ba. Đây là tài liệu tham khảo về thu thập và phạm vi dữ liệu, không phải đánh giá chiến lược; tài liệu không cung cấp bằng chứng về hành vi lợi suất hay hiệu quả chuyển tháng. Nhà cung cấp dữ liệu thu phí và các lần tải xuống thay thế toàn bộ lịch sử thay vì cập nhật từng phần, ảnh hưởng đến chi phí và việc duy trì tập dữ liệu nghiên cứu.
Ý chính
- Bộ dữ liệu bao phủ hợp đồng tương lai liên tục thuộc nhiều nhóm tài sản và hỗ trợ dữ liệu theo giờ cùng dữ liệu ngày được suy ra.
- Phương pháp chuyển tháng theo khối lượng dùng khối lượng ngày trước để xác định thời điểm chuyển hợp đồng.
- Nhiều kỳ hạn thể hiện các tháng hợp đồng gần nhất, thứ hai và thứ ba.
- Ước tính chi phí và chạy thử tải xuống giúp nhà nghiên cứu quản lý quyền truy cập dữ liệu trả phí.
- Việc tải lại toàn bộ lịch sử thay vì cập nhật từng phần đồng nghĩa tần suất cập nhật cần tính đến chi phí.
Thẻ
Toàn văn
# dataset_card.py
```py
# ---
# jupyter:
# jupytext:
# cell_metadata_filter: -all
# text_representation:
# extension: .py
# format_name: percent
# format_version: '1.3'
# jupytext_version: 1.19.3
# kernelspec:
# display_name: Python 3 (ipykernel)
# language: python
# name: python3
# ---
# %% [markdown]
# # CME Futures Dataset
#
# Continuous futures contracts from CME Group via Databento.
#
# | Property | Value |
# |----------|-------|
# | **Provider** | Databento |
# | **Asset Class** | Futures (Equity, Rates, Energy, Metals, FX, Ags) |
# | **Frequency** | Hourly, Daily (derived) |
# | **Products** | 30 core + 6 extension |
# | **Coverage** | 2011-2025 |
# | **Size** | ~500 MB |
# | **API Key** | `DATABENTO_API_KEY` (**PAID**) |
# | **Loader** | `load_cme_futures()` |
#
# **WARNING**: Databento is a paid data provider. Always estimate costs before downloading.
# %%
"""CME Futures - download, explore, and update workflow."""
import json
import os
from pathlib import Path
import polars as pl
import yaml
from dotenv import load_dotenv
# Load environment variables
load_dotenv()
# %% [markdown]
# ## 1. Configuration
#
# The futures universe is defined in `config.yaml`. Includes 30 core
# products across equity indices, treasuries, energy, metals, currencies, and
# agriculture.
# %%
# Load and display configuration
config_path = Path("config.yaml")
config = yaml.safe_load(config_path.read_text())
print("=== CME Futures Configuration ===")
print(f"Dataset: {config['dataset']}")
print(f"Schema: {config['schema']}")
print(f"Roll type: {config['roll_type']} (volume-based)")
print(f"Tenors: {config['tenors']} (front, second, third month)")
print(f"Date range: {config['default_start']} to {config['default_end']}")
print("\nProduct categories:")
# Count by category
categories = {}
for product, info in config["products"].items():
cat = info.get("category", "unknown")
categories[cat] = categories.get(cat, 0) + 1
for cat, count in sorted(categories.items()):
print(f" {cat}: {count} products")
print(f"\nTotal core products: {len(config['products'])}")
print(f"Extension products: {len(config.get('extension_products', {}))}")
# %% [markdown]
# ## 2. API Key Setup
#
# **Databento is a paid data provider.** New accounts receive $125 free credit.
#
# ### Getting a Databento API Key
#
# 1. Sign up at [Databento](https://databento.com/signup) ($125 free credit)
# 2. Navigate to **API Keys** in your dashboard
# 3. Create a new API key
# 4. Add to your `.env` file in the repository root:
#
# ```bash
# DATABENTO_API_KEY=db-your-api-key-here
# ```
#
# ### Cost Reference
#
# | Data Type | Cost Estimate |
# |-----------|---------------|
# | Hourly OHLCV | ~$0.50-1.00 per product per year |
# | Daily OHLCV | ~$0.05-0.10 per product per year |
# | Full 30 products x 15 years | ~$75-100 |
#
# **ALWAYS run cost estimation before downloading!**
# %%
# Verify API key is configured
api_key = os.getenv("DATABENTO_API_KEY")
if api_key:
# Show partial key for verification
print(f"DATABENTO_API_KEY: {api_key[:8]}... (configured)")
else:
print("WARNING: DATABENTO_API_KEY not set in environment")
print("Sign up at: https://databento.com/signup ($125 free credit)")
print("Add to .env file: DATABENTO_API_KEY=db-your-key-here")
# %% [markdown]
# ## 3. Download Data
#
# **IMPORTANT**: Always run cost estimation before downloading!
#
# The download:
# - Uses Hive partitioning by product/year for efficient updates
# - Downloads full date range per product in one API call (cost efficient)
# - Stores V0, V1, V2 tenors (front, second, third month) stacked
# %%
def estimate_futures_cost(products: list[str] | None = None) -> float:
"""Estimate download cost from Databento.
Args:
products: Specific products to estimate (default: all from config)
Returns:
Estimated cost in USD
"""
import databento as db
api_key = os.getenv("DATABENTO_API_KEY")
if not api_key:
raise ValueError("DATABENTO_API_KEY not set. See API Key Setup section.")
# Load config
config = yaml.safe_load(config_path.read_text())
if products is None:
products = list(config["products"].keys())
client = db.Historical()
total_cost = 0.0
print("=== Cost Estimation ===")
print(f"Products: {len(products)}")
print(f"Tenors: {config['tenors']}")
print(f"Date range: {config['default_start']} to {config['default_end']}")
print()
for product in products:
product_info = config["products"].get(product, {})
start = product_info.get("start", config["default_start"])
# Build symbols for continuous contracts
symbols = [f"{product}.{config['roll_type']}.{pos}" for pos in config["tenors"]]
try:
cost = client.metadata.get_cost(
dataset=config["dataset"],
symbols=symbols,
schema=config["schema"],
start=start,
end=config["default_end"],
stype_in="continuous",
)
total_cost += cost
print(f" {product}: ${cost:.2f}")
except Exception as e:
print(f" {product}: ERROR - {e}")
print(f"\n{'=' * 40}")
print(f"TOTAL ESTIMATED COST: ${total_cost:.2f}")
print(f"{'=' * 40}")
return total_cost
def download_futures_data(
products: list[str] | None = None,
dry_run: bool = True, # Default to dry_run=True for safety!
force: bool = False,
):
"""Download CME futures data from Databento.
Args:
products: Specific products to download (default: all from config)
dry_run: If True, show what would be downloaded without doing it (DEFAULT: True)
force: If True, re-download even if data exists
"""
import databento as db
from utils import ML4T_DATA_PATH
api_key = os.getenv("DATABENTO_API_KEY")
if not api_key:
raise ValueError("DATABENTO_API_KEY not set. See API Key Setup section.")
# Load config
config = yaml.safe_load(config_path.read_text())
if products is None:
products = list(config["products"].keys())
output_dir = ML4T_DATA_PATH / "futures" / "market" / "continuous" / "hourly"
print("=== CME Futures Download ===")
print(f"Products: {len(products)}")
print(f"Tenors: {config['tenors']}")
print(f"Date range: {config['default_start']} to {config['default_end']}")
print(f"Output: {output_dir}")
if dry_run:
print("\n[DRY RUN] Would download:")
for product in products:
product_info = config["products"].get(product, {})
start = product_info.get("start", config["default_start"])
print(f" {product}: {start} to {config['default_end']}")
print("\nRun estimate_futures_cost() to see cost estimate.")
print("Set dry_run=False to actually download.")
return
# Initialize client
client = db.Historical()
total_rows = 0
print(f"\nDownloading {len(products)} products...")
for product in products:
product_info = config["products"].get(product, {})
start = product_info.get("start", config["default_start"])
# Check existing
product_dir = output_dir / f"product={product}"
if product_dir.exists() and not force:
existing_years = list(product_dir.glob("year=*/data.parquet"))
if existing_years:
print(
f" {product}: Already exists ({len(existing_years)} years). Use force=True to re-download."
)
continue
# Build symbols for continuous contracts
symbols = [f"{product}.{config['roll_type']}.{pos}" for pos in config["tenors"]]
print(f" {product}...", end=" ", flush=True)
try:
data = client.timeseries.get_range(
dataset=config["dataset"],
symbols=symbols,
schema=config["schema"],
start=start,
end=config["default_end"],
stype_in="continuous",
)
df = data.to_df()
if len(df) == 0:
print("WARNING (no data)")
continue
# Convert to polars and add metadata
df_pl = pl.from_pandas(df.reset_index())
df_pl = df_pl.with_columns(pl.lit(product).alias("product"))
# Extract tenor from symbol (ES.v.0 -> 0)
if "symbol" in df_pl.columns:
df_pl = df_pl.with_columns(
pl.col("symbol")
.str.extract(rf"\.{config['roll_type']}\.(\d+)$", 1)
.cast(pl.Int8)
.alias("tenor")
)
# Partition by year
df_pl = df_pl.with_columns(pl.col("ts_event").dt.year().alias("year"))
for year in df_pl["year"].unique().sort().to_list():
year_data = df_pl.filter(pl.col("year") == year)
year_dir = output_dir / f"product={product}" / f"year={year}"
year_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
year_data.sort(["ts_event", "symbol"]).write_parquet(year_dir / "data.parquet")
total_rows += len(df_pl)
print(f"OK ({len(df_pl):,} rows)")
except Exception as e:
print(f"ERROR: {e}")
print("\n=== Complete ===")
print(f"Total rows: {total_rows:,}")
print(f"Output: {output_dir}")
# %% [markdown]
# ### Estimate Cost (ALWAYS DO THIS FIRST!)
# %%
# Uncomment to estimate cost for all products
# estimate_futures_cost()
# Estimate for specific products
# estimate_futures_cost(products=["ES", "NQ", "CL", "GC"])
# %% [markdown]
# ### Download Data
#
# **WARNING**: This will consume Databento credits!
# %%
# Dry run (default) - shows what would be downloaded
download_futures_data(dry_run=True)
# %%
# Uncomment to actually download (after reviewing cost estimate!)
# download_futures_data(dry_run=False)
# Download specific products only
# download_futures_data(products=["ES", "NQ"], dry_run=False)
# %% [markdown]
# ## 4. Load and Explore
#
# Once downloaded, use the loader throughout the book:
# %%
from data import load_cme_futures
# Load daily continuous contracts (default)
df = load_cme_futures(frequency="daily")
print(f"Shape: {df.shape}")
print(f"Products: {df['product'].n_unique()}")
print(f"Date range: {df['session_date'].min()} to {df['session_date'].max()}")
print(f"Memory: {df.estimated_size('mb'):.1f} MB")
# %%
# Schema
df.schema
# %%
# Preview
df.head(10)
# %% [markdown]
# ### Coverage by Product
# %%
# Coverage and basic stats by product
coverage = (
df.group_by("product")
.agg(
pl.col("session_date").min().alias("first_date"),
pl.col("session_date").max().alias("last_date"),
pl.len().alias("n_bars"),
pl.col("volume").mean().alias("avg_volume"),
)
.sort("avg_volume", descending=True)
)
coverage
# %% [markdown]
# ### Hourly Data
# %%
# Load hourly data for specific products
hourly = load_cme_futures(frequency="hourly", products=["ES", "NQ"])
print(f"Hourly ES/NQ: {hourly.shape}")
print(f"Date range: {hourly['timestamp'].min()} to {hourly['timestamp'].max()}")
# %% [markdown]
# ## 5. Data Profile
#
# Profiles document the dataset structure, statistics, and quality metrics.
# %%
from ml4t.data.storage.data_profile import load_profile
from utils import ML4T_DATA_PATH
profile_path = ML4T_DATA_PATH / "futures" / "market" / "continuous" / "hourly" / "_profile.json"
profile = load_profile(profile_path)
if profile is None:
print(f"No profile at {profile_path}")
print(
"Profiles are written next to the data by whatever builds the dataset - the\n"
"download script in this directory, or the ml4t-data loader it drives - through\n"
"ml4t.data.storage.data_profile. There is no separate profile-generating script,\n"
"and nothing in this notebook writes one."
)
else:
print("=== Futures Profile ===")
print(f"Written by {profile.source}")
print(profile.summary())
# %% [markdown]
# ## 6. Loader Options
#
# The loader supports filtering by frequency, products, tenors, and date range:
# %%
# Daily frequency (default)
daily = load_cme_futures(frequency="daily")
print(f"Daily data: {daily.shape}")
# %%
# Specific products
equities = load_cme_futures(products=["ES", "NQ", "YM", "RTY"])
print(f"Equity indices only: {equities.shape}")
# %%
# Specific tenor (front month only)
front_month = load_cme_futures(tenors=[0])
print(f"Front month only: {front_month.shape}")
# %%
# Date range
recent = load_cme_futures(start_date="2024-01-01")
print(f"2024 onwards: {recent.shape}")
# %%
# Combined filters
filtered = load_cme_futures(
frequency="daily",
products=["ES", "CL", "GC"],
tenors=[0],
start_date="2020-01-01",
end_date="2023-12-31",
)
print(f"ES/CL/GC front month 2020-2023: {filtered.shape}")
# %% [markdown]
# ## 7. Documentation
#
# ### Databento
# - [Databento Documentation](https://databento.com/docs/)
# - [CME Globex Dataset](https://databento.com/docs/datasets/cme)
# - [Continuous Contracts](https://databento.com/docs/schemas/continuous)
#
# ### Continuous Contract Construction
#
# The data uses **volume-based roll** (`.v.` suffix):
# - Roll occurs when previous day's volume shows next contract > current
# - This is realistic for trading (you know yesterday's volume at today's open)
#
# Available tenors:
# - **V0**: Front month (nearest expiry)
# - **V1**: Second month
# - **V2**: Third month
#
# ### Product Categories
#
# | Category | Products | Description |
# |----------|----------|-------------|
# | Equity Index | ES, NQ, YM, RTY | S&P 500, NASDAQ-100, Dow, Russell 2000 |
# | Treasury | ZN, ZB, ZF, ZT | 10Y, 30Y, 5Y, 2Y notes/bonds |
# | Energy | CL, NG, HO, RB | Crude, natural gas, heating oil, gasoline |
# | Metals | GC, SI, HG, PL | Gold, silver, copper, platinum |
# | FX | 6E, 6J, 6B, 6A, 6C, 6S | EUR, JPY, GBP, AUD, CAD, CHF |
# | Agriculture | ZC, ZS, ZW, ZM, ZL | Corn, soybeans, wheat, meal, oil |
# | Livestock | LE, HE, GF | Live cattle, lean hogs, feeder cattle |
# %% [markdown]
# ## 8. Updating Data
#
# To update with the latest data:
#
# ```python
# # Estimate cost first!
# estimate_futures_cost()
#
# # Download updates (re-downloads full history)
# download_futures_data(dry_run=False)
#
# # Force re-download specific products
# download_futures_data(products=["ES", "NQ"], force=True, dry_run=False)
# ```
#
# **Note**: Databento downloads replace full history (no incremental updates).
# Plan updates strategically to minimize cost.
# %% [markdown]
# ## Summary
#
# | Item | Value |
# |------|-------|
# | Products | 30 core (+ 6 extension) |
# | Frequencies | Hourly (raw), Daily (derived) |
# | Coverage | 2011-2025 |
# | Provider | Databento (**PAID** - $125 free credit) |
# | Config | `config.yaml` |
# | Loader | `load_cme_futures(frequency, products, tenors, start_date, end_date)` |
#
# **CRITICAL**: Always run `estimate_futures_cost()` before downloading!
```Hiển thị toàn văn kèm ghi nguồn theo giấy phép của tài liệu gốc. Giấy phép: MIT
Bản tóm tắt này do tác nhân nghiên cứu của Stratmill biên soạn từ tài liệu gốc; đây không phải bản sao của tài liệu.