自2010年4月16日我国股指期货合约推出以来,国内学者对股指期货的统计套利进行了大量研究,并且大多采用的是协整模型。但国内学者并没有系统全面地对股指期货在指数上升时期与指数下跌时期的统计套利效率进行比较研究；也没有用其他模型与协整模型比较,研究二者用于股指期货统计套利时的效率优劣性。本文用协整模型和卡尔曼滤波模型系统全面地研究了股指期货当期合约与沪深300指数在指数上升时期与指数下跌时期的统计套利效率的优劣性,并比较分析了协整模型和卡尔曼滤波模型在对股指期货进行统计套利时的效率优劣性。在进行实证研究之前,本文详细介绍了与本文研究相关的股指期货的相关概念及套利理论,股指期货的概念包括股指期货的发展历程、股指期货的功能、沪深300指数的编制规则、股指期货的交易规则。套利理论包括有效市场理论、股指期货套利理论、统计套利理论,并根据以上理论建立了本文的统计套利模型。在实证研究部分,本文对指数上升时期与指数下跌时期的统计效率进行了全面深入的研究,并比较了基于时变系数的卡尔曼滤波模型与协整模型之间的统计套利效率优劣性。(1)本文通过分析股指期货当期合约和沪深300指数从2010年4月16日至2012年12月4日的五分钟高频数据,并采用基于沪深300指数的周期观察法选取了两个样本周期作为对照样本,再在两个样本周期内分别划分了指数上升期和指数下跌期。本文对两个样本周期内的股指期货当期合约序列和沪深300指数序列进行了详细的描述性统计分析,发现二者高度相关。(2)本文对四个时期的样本数据建立了协整模型进行统计套利,发现在指数下跌时期比指数上升时期统计套利效率高,主要表现在指数下跌期的获利概率、年化收益率、单次操作平均收益率都高于指数上升时期。(3)本文对四个时期的样本数据建立了基于时变系数的卡尔曼滤波模型进行统计套利,并对指数上升时期与指数下跌时期的统计套利效率进行比较,得出的结论与协整模型相同,这进一步证明了指数下跌时期的统计套利效率高于指数上升时期。(4)本文对协整模型和卡尔曼滤波模型的统计套利效率进行了比较研究,发现通过卡尔曼滤波模型进行统计套利时,单次操作平均收益率显著高于协整模型；而获利概率、持有期总收益率、持有期止损损失率等指标,两个模型不存在优劣之分。本文的研究主要有以下两点创新之处：(1)用协整模型和卡尔曼滤波模型分别对指数上升时期与指数下跌时期股指期货的统计套利效率进行了对比研究,并得出了相同的结论。(2)对比分析了协整模型和卡尔曼滤波模型对股指期货进行统计套利时的效率优劣性。本文由2011年度国家自然科学基金青年科学基金项目《新兴订单驱动市场非负值金融时间序列的乘积误差建模及应用研究》(71101118)和2009年度教育部人文社会科学研究青年基金项目《新兴订单驱动市场金融持续时间的统计分析及其应用》(09YJC910009)资助完成。