20世纪90年代,我国成立两个证券交易所,开创了在社会主义制度下建立股票市场的先河。自此,我国股票市场开始逐渐发展和完善,拥有的股票种类越来越多,同时也受到越来越多投资者的关注。2021年,我国设立了北京证券交易所,这也有利于推动股票市场的高质量发展。然而,目前股票市场还存在中小投资者非理性投资、过分投机的现象,以及资源配置不合理,风险波动大的情况。本文研究如何合理制定股票配对交易的套利策略,旨在帮助投资者降低风险,增加获利机会,进一步优化股票市场的资源配置。本文主要以上证50指数的50只成分股作为股票池,选取2021年的每日股票数据,利用相关系数法和BP神经网络法确定相关性最高的四组配对股票分别为:恒瑞医药与中国平安、工商银行与农业银行、工商银行与平安银行、新华保险与中国平安。而后,建立配对股票的套利模型。对股票的价格序列进行单位根和纯随机性检验,若满足一阶平稳非纯随机的条件,则进行格兰杰因果关系检验确定配对股票中的自变量和因变量。在此基础上,利用Engle-Granger两步协整检验法确定配对股票的协整模型。在配对股票模型的建立过程中,仅有恒瑞医药与中国平安、工商银行与农业银行这两组通过检验,设定交易头寸比例为25:32和5:11。最后,进行套利策略的设计和实证分析。本文设计三种套利策略分别为:基于均值回复法的套利策略、基于AR-GARCH模型的套利策略和基于可变平仓线的改进策略。选取恒瑞医药与中国平安、工商银行与农业银行这两组配对股票2021年日收盘价数据进行回测分析,研究结果显示前两个策略存在亏损,而改进策略是盈利状态,收益效果最好。其中,恒瑞医药与中国平安在最优参数（!,"）=（1.5,0.4）时,净利润最高为13176.89元;工商银行与农业银行在最优参数（!,"）=（0.6,0.35）时,净利润最高为7408.675元。选取两者2021年每月的五分钟K线,进一步对改进策略进行稳定性分析,回测结果显示两组配对股票都存在很大套利机会,总的净利润为226920.8905元和17896.60734元。因此,基于可变平仓线的改进策略,投资风险低,交易的获利概率大,可供投资者参考。