Markov链预测法

合集下载

马尔科夫链

马尔科夫链

马尔科夫预测法

一、马尔科夫转移矩阵法的涵义

单个生产厂家的产品在同类商品总额中所占的比率,称为该厂产品的市场占有率。在激烈的竞争中,市场占有率随产品的质量、消费者的偏好以及企业的促销作用等因素而发生变化。企业在对产品种类与经营方向做出决策时,需要预测各种商品之间不断转移的市场占有

率。

市场占有率的预测可采用马尔科夫转移矩阵法,也就是运用转移概率矩阵对市场占有率进行市场趋势分析的方法。马尔科夫是俄国数学家,他在20世纪初发现:一个系统的某些因素在转移中,第n次结果只受第n-1的结果影响,只与当前所处状态有关,与其他无关。比如:研究一个商店的累计销售额,如果现在时刻的累计销售额已知,则未来某一时刻的累计销售额与现在时刻以前的任一时刻的累计:销售额都无关。,

在马尔科夫分析中,引入状态转移这个概念。所谓状态是指客观事物可能出现或存在的状态;状态转移是指客观事物由一种状态转穆到另一种状态的概率。

马尔科夫分析法的一般步骤为:

①调查目前的市场占有率情况;

②调查消费者购买产品时的变动情况;

③建立数学模型;

④预测未来市场的占有率。

二、马尔科夫分析模型

实际分析中,往往需要知道经过一段时间后,市场趋势分析对象可能处于的状态,这就要求建立一个能反映变化规律的数学模型。马尔科夫市场趋势分析模型是利用概率建立一种随机型的时序模型,并用于进行市场趋势分析的方法。

马尔科夫分析法的基本模型为:

X(k+1)=X(k)×P

公式中:X(k)表示趋势分析与预测对象在t=k时刻的状态向量,P表示一步转移概率矩阵,

X(k+1)表示趋势分析与预测对象在t=k+1时刻的状态向量。

空间马尔可夫链测算-概述说明以及解释

空间马尔可夫链测算-概述说明以及解释

空间马尔可夫链测算-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

在空间马尔可夫链的研究中,该模型主要用于描述和分析具有空间特征的随机过程。与传统的马尔可夫链不同的是,空间马尔可夫链不仅考虑了状态的转移概率,还考虑了状态间的空间依赖关系。通过将马尔可夫链的状态扩展为空间上的节点,我们可以更好地模拟和分析各种现实世界中的随机过程。

本文将详细介绍空间马尔可夫链的概念和测算方法。在第二章中,我们将首先给出空间马尔可夫链的定义和基本概念,包括状态空间、状态转移概率和初始概率分布等。然后,我们将介绍一些经典的空间马尔可夫链模型,如格点模型和连续空间模型,并对它们的特点进行讨论。

在第三章中,我们将重点介绍空间马尔可夫链的测算方法。这些方法包括参数估计、马尔可夫链融合和模拟仿真等。我们将详细介绍每种方法的原理和步骤,并给出相应的数学公式和算法。此外,我们还将讨论测算结果的解释和应用,以及可能存在的限制和改进空间。

总之,本文旨在为读者提供一个全面的关于空间马尔可夫链测算的指南。通过对该模型的深入理解和应用,我们可以更好地分析和预测各种具

有空间特征的随机过程,为实际问题的解决提供科学依据和决策支持。在未来的研究中,我们也将继续探索空间马尔可夫链的新理论和方法,以适应不断变化的科学和工程需求。

文章结构部分的内容应该是对整篇文章的结构和各个部分的内容进行介绍和说明。以下是对文章结构部分的内容的一个可能的编写:

1.2 文章结构

本文共分为引言、正文和结论三个部分。每个部分的主要内容如下:

引言部分:

引言部分包括了概述、文章结构和目的三个小节。概述部分会对空间马尔可夫链测算的主题进行简要介绍,指出该主题的重要性和研究意义。文章结构部分则会明确说明整篇文章的结构安排和各个部分的主要内容。目的部分则会明确表达本文的研究目的和所要解决的问题。

Markov的各种预测模型的原理与优缺点介绍

Markov的各种预测模型的原理与优缺点介绍

Markov的各种预测模型的原理与优缺点介绍

建立有效的用户浏览预测模型,对用户的浏览做出准确的预测,是导航工具实现对用户浏览提供有效帮助的关键。

在浏览预测模型方面,很多学者都进行了卓有成效的研究。AZER提出了基于概率模型的预取方法,根据网页被连续访问的概率来预测用户的访问请求。SARUKKAI运用马尔可夫链进行访问路径分析和链接预测,在此模型中,将用户访问的网页集作为状态集,根据用户访问记录,计算出网页间的转移概率,作为预测依据。SCHECHTER构造用户访问路径树,采用最长匹配方法,寻找与当前用户访问路径匹配的历史路径,预测用户的访问请求。XU Cheng Zhong等引入神经网络实现基于语义的网页预取。徐宝文等利用客户端浏览器缓冲区数据,挖掘其中蕴含的兴趣关联规则,预测用户可能选择的链接。朱培栋等人按语义对用户会话进行分类,根据会话所属类别的共同特征,预测用户可能访问的文档。在众多的浏览模型中,Markov模型是一种简单而有效的模型。Markov模型最早是ZUKERMAN等人于1999年提出的一种用途十分广泛的统计模型,它将用户的浏览过程抽象为一个特殊的随机过程——齐次离散Markov模型,用转移概率矩阵描述用户的浏览特征,并基于此对用户的浏览进行预测。之后,BOERGES等采用了多阶转移矩阵,进一步提高了模型的预测准确率。在此基础上,SARUKKAI建立了一个实验系统[9],实验表明,Markov预测模型很适合作为一个预测模型来预测用户在Web站点上的访问模式。

1 Markov模型

马尔科夫链详解

马尔科夫链详解

P{ X nm j | X n i, X n1 in1, , X1 i1} P{Xnm j | Xn i}
(1)
则称{n , n 1,2, }为一个马尔可夫链(简称马氏链),
(1)式称为马氏性。
5
事实上,可以证明若等式(1)对于m 1成立, 则它对于任意的正整数m 也成立。因此,只要当m 1 时(1)式成立,就可以称随机序列{ Xn , n 1,2, }具 有马氏性,即{ Xn , n 1,2, }是一个马尔可夫链。
马尔科夫Markov链
Markov原名A.A. Markov(俄,1856-1922) 于1906年开始研究此类问题.
1
1 马尔可夫链的定义 现实世界中有很多这样的现象,某一系统在已知 现在情况的条件下,系统未来时刻的情况只与现在有 关,而与过去的历史无直接关系。比如,研究一个商 店的累计销售额,如果现在时刻的累计销售额已知, 则未来某一时刻的累计销售额与现在时刻以前的任一 时刻累计销售额无关。描述这类随机现象的数学模型 称为马尔科夫模型,简称马氏模型。
0→0,8 次;
6
定义 2 设{ Xn , n 1,2, }是一个马氏链。如果等 式(1)右边的条件概率与n无关,即
P{ Xnm j | Xn i} pij (m)
(2)
则称{n , n 1, 2, }为时齐的马氏链。称 pij (m)为系统

马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用分析

马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用分析

马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用分

随着现代经济的快速发展,股票市场成为了人们最为熟悉的金融市场之一。在

过去的几十年中,人们对于股票市场的研究越来越深入,不断有新的算法以及模型被引入到预测股票市场的研究中。其中,马尔科夫链模型就是一种经典的预测模型,在股票市场预测中有着广泛的应用。

一、马尔科夫链模型的概念及工作原理

马尔可夫链模型是指一种有限状态机模型,它满足马尔可夫性质,即下一个状

态只与当前状态有关,与前面的状态无关。在预测股票市场中,我们把股票市场的变化看作一个状态序列,每个状态都对应着一段时间内的股票市场状况。根据这个状态序列,我们可以构建一个马尔科夫链模型。

马尔可夫链模型的工作原理非常简单。首先,我们需要确定马尔科夫链的状态。在预测股票市场中,通常我们将市场波动分为三种状态:上涨,下跌,持平。接着,我们通过统计历史数据,计算出每种状态之间的转移概率,即从一个状态转移到另一个状态的概率。最后,我们通过当前的状态,根据转移概率计算出下一个可能的状态,从而得到股票市场的未来走势。

二、马尔科夫链模型在股票市场预测中的应用

马尔科夫链模型在股票市场预测中的应用有很多,其中最主要的是预测股票价

格的涨跌趋势。我们可以通过构建马尔科夫链模型,根据当前的市场状况和历史数据,计算出未来市场的走势。通过对马尔科夫链模型进行优化和调整,可以让我们更加准确地预测股票价格的涨跌趋势,从而帮助投资者制定更加科学合理的投资计划。

除了股票价格的涨跌趋势,马尔科夫链模型在股票市场预测中还有其他的应用。例如,我们可以使用马尔科夫链模型来预测股票市场的波动范围,从而制定更加具体的交易计划。同时,马尔科夫链模型也可以帮助我们分析市场的风险和机会,并基于此制定出相应的投资策略。

利用马尔可夫链预测用户行为

利用马尔可夫链预测用户行为

利用马尔可夫链预测用户行为马尔可夫链是一种随机过程,被广泛应用于许多领域,包括自然语言处理、金融市场分析和预测等。在个性化推荐系统中,利用马尔可夫链可以预测用户行为,提高推荐算法的准确性和效果。本文将介绍利用马尔可夫链预测用户行为的原理和应用。

一、马尔可夫链基础概念及原理解释

马尔可夫链是一种随机过程,具备"马尔可夫性"。所谓"马尔可夫性"指的是,某一时刻状态的转移只依赖于前一时刻的状态,而与过去的状态序列无关。如下所示:

P(Xn+1 = x | X0, X1, ..., Xn) = P(Xn+1 = x | Xn)

其中,Xn表示第n个时刻的状态,P(Xn+1 = x | X0, X1, ..., Xn)表示在X0, X1, ..., Xn的条件下,第n+1个时刻的状态为x的概率。

利用马尔可夫链预测用户行为的基本假设是用户的行为具备马尔可夫性,即用户在当前时刻的行为只依赖于前一时刻的行为。例如,用户在某个电商平台上的购买行为可能与其之前的点击、加购物车等行为有关,而与更久远的历史行为无关。

二、基于马尔可夫链的用户行为预测方法

1. 数据预处理

在利用马尔可夫链预测用户行为之前,需要对原始数据进行预处理。预处理包括数据清洗、特征提取等步骤。具体来说,可以根据用户行

为数据构建状态空间和状态转移矩阵。

2. 构建状态空间

状态空间是指用户行为的所有可能状态的集合。例如,在一个电商

平台上,用户的行为可以包括浏览商品、加购物车、下订单、支付等。因此,状态空间可以包括"浏览商品"、"加购物车"、"下订单"、"支付"

马尔科夫链预测方法

马尔科夫链预测方法

种状态出发,下一时刻转移到其它状态的可能性,称 为状态转移概率。根据条件概率的定义,由状态Ei转 为状态Ej的状态转移概率P(Ei→Ej)就是条件概率P (Ej/Ei),即P(Ei→Ej)=P ( Ej/Ei)= Pij
客观事物可能有u1,u2,……un共n种状态,其每次
只能处于一种状态,则每一状态都具有n个转向包括 转向自身,即ui→u1,ui→u2 ,… ui→un,将这种转 移的可能性用概率描述,就是状态转移概率 。
按照上述同样的办法计算可以得到
一、几个基本概念
所以,该地区农业收成变化的状态转移概率矩阵为
二、马尔可夫预测法
为了运用马尔可夫预测法对事件发展过程中 状态出现的概率进行预测,还需要再介绍一 个名词:状态概率πj(k)。 πj(k)表示事件在初始(k=0)时状态为已知 Leabharlann Baidu条件下,经过k次状态转移后,第k个时刻 (时期)处于状态Ej的概率。根据概率的性 质,显然有:
将(11)式代入马尔可夫预测模型的递推公式(8)式得
即: π=πP
(12)
这样,就得到了终极状态概率应满足的条件 (1)π=πP (2)0≤πi≤1(i=1,2,„,n)
以上条件(2)与(3)是状态概率的要求,其中,条 件(2)表示,在无穷多次状态转移后,事件必处在n 个状态中的任意一个;条件(1)就是用来计算终极 状态概率的公式。终极状态概率是用来预测马尔可 夫过程在未来会出现什么趋势的重要信息。

马尔可夫链模型及其在预测模型中的应用

马尔可夫链模型及其在预测模型中的应用

马尔可夫链模型及其在预测模型中的应用

马尔可夫链模型是一个重要的数学模型,在各种预测问题中都

有广泛应用。该模型描述的是一个随机过程,在每一个时间步骤上,其状态可以从当前状态转移到另一个状态,并且转移的概率

只与当前状态有关,而与历史状态无关。这种性质被称为“马尔可

夫性”。本文将介绍马尔可夫链模型的基本原理和应用,以及相关

的统计方法和算法。

马尔可夫链模型的构造方法通常是通过定义状态空间和状态之

间的转移概率来完成的。状态空间是指可能的状态集合,而状态

之间的转移概率则是指在一个时间步骤上从一个状态转移到另一

个状态的概率。这些转移概率通常被表示为一个矩阵,称为转移

矩阵。转移矩阵的元素表示从一个状态转移到另一个状态的概率。

马尔可夫链模型的重要性在于它对于许多实际问题的数学描述,因为很多现象都符合马尔可夫过程的特点,即时间上的无后效性,即系统的当前状态仅仅依赖于它的上一个状态。比如,一个天气

预测问题,天气系统的状态可以描述为“晴、雨、阴”,在每一个

时间步骤上,系统可能会转移到另一个状态,转移概率可以根据

历史天气数据进行估计。

马尔可夫链模型可以用于各种预测问题,如下一个状态的预测、状态序列的预测以及时间序列的预测。对于下一个状态的预测问题,我们可以使用当前状态的转移矩阵来计算目标状态的概率分布。对于状态序列的预测,我们可以利用当前状态的转移概率估

计下一个状态的状态分布,并重复该过程,直到预测的序列达到

一定的长度为止。对于时间序列的预测,我们可以将时间序列转

化为状态序列,并将时间作为状态的一个特征进行建模,在此基

马尔可夫链预测方法

马尔可夫链预测方法

马尔可夫链预测方法

一、基于绝对分布的马尔可夫链预测方法

对于一列相依的随机变量,用步长为一的马尔可夫链模型和初始分布推算出未来时段的绝对分布来做预测分析方法,称为“基于绝对分布的马尔可夫链预测方法”,不妨记其为“ADMCP 法”。其具体方法步骤如下:

1.计算指标值序列均值x ,均方差s ,建立指标值的分级标准,即确定马尔可夫链的状态空间I ,这可根据资料序列的长短及具体间题的要求进行。例如,可用样本均方差为标准,将指标值分级,确定马尔可夫链的状态空间 I =[1, 2,…,m ];

2.按步骤1所建立的分级标准,确定资料序列中各时段指标值所对应的状态;

3.对步骤2所得的结果进行统计计算,可得马尔可夫链的一步转移概率矩阵1P ,它决定了指标值状态转移过程的概率法则;

4.进行“马氏性” 检验;

5.若以第1时段作为基期,该时段的指标值属于状态i ,则可认为初始分布为

(0)(0,,0,1,0,0)P =

这里P (0)是一个单位行向量,它的第i 个分量为1,其余分量全为0。于是第2时段的绝对分布为

1(1)(0)P P P =12((1),(1),,(1))m p p p =

则第2时段的预测状态j 满足:(1)max{(1),}j i p p i I =∈;

同样预测第k +1时段的状态,则有

1()(0)k P k P P =12((),(),,())m p k p k p k =

得到所预测的状态j 满足:

()max{(),}j i p k p k i I =∈

6.进一步对该马尔可夫链的特征(遍历性、平稳分布等)进行分析。

基于加权马尔可夫链的股票价格预测研究

基于加权马尔可夫链的股票价格预测研究

基于加权马尔可夫链的股票价格预测研究

基于加权马尔可夫链的股票价格预测研究

摘要:股票价格的预测一直是金融领域的热门研究方向之一。本文基于加权马尔可夫链的股票价格预测方法,通过分析历史股票价格序列,提取价格走势的特征,并构建加权马尔可夫链模型来预测未来股票价格。实证研究表明,该方法能够较准确地预测股票价格的涨跌趋势,为投资者提供参考依据。 1. 引言

股票市场一直是重要的投资领域,投资者通过预测股票价格的涨跌趋势来指导自己的投资决策。股票价格预测的准确性对于投资者而言至关重要。近年来,随着数据分析和机器学习算法的不断发展,利用大数据和智能算法进行股票价格预测的研究逐渐增多。本文将基于加权马尔可夫链的方法,对股票价格进行预测研究。

2. 加权马尔可夫链模型

2.1 马尔可夫链理论

马尔可夫链是一类特殊的数学模型,具有"无记忆性"的特点,即未来的状态只与当前的状态有关,与过去的状态无关。在股票价格预测中,可以将每日的价格作为一个状态,根据历史价格序列训练马尔可夫链模型,然后利用该模型预测未来的价格走势。

2.2 加权马尔可夫链模型

传统的马尔可夫链模型没有考虑到不同状态之间的权重差异,而在股票价格预测中,不同价格的波动对股票走势的影响程度是不同的。因此,本文引入加权因子,对马尔可夫链的状态进行加权处理,以更准确地预测股票价格的涨跌趋势。

3. 数据收集与预处理

本研究选取某A股股票作为研究对象,收集其历史价格序列,并进行数据清洗和预处理,包括去除异常值、缺失值处理等。然后将清洗后的数据集划分为训练集和测试集,训练集用于构建加权马尔可夫链模型,测试集用于评估模型的预测能力。

马尔可夫链预测方法

马尔可夫链预测方法

马尔可夫链预测方法

马尔可夫链是一种具有马尔可夫性质的随机过程。它的基本思想是,当前状态的转移只与前一状态有关,与过去的所有历史状态无关。这种转移关系可以用概率矩阵表示,称为转移矩阵。通过分析转移矩阵,可以预测未来状态的概率分布。

1.数据收集和预处理:首先需要收集用于训练的数据,数据可以是连续的时间序列数据或离散的状态序列数据。然后对数据进行预处理,如去除噪声、平滑数据等。

2.状态建模:将数据转化为状态序列。状态可以是离散的,也可以是连续的。离散状态可以表示一些事件的发生与否,如天气的晴天、阴天、雨天;连续状态可以表示一些指标的取值范围,如温度、股价等。

3.转移概率估计:根据训练数据,计算状态之间的转移概率。如果状态是离散的,可以通过计数各个状态之间的转换次数,然后除以总次数得到概率;如果状态是连续的,可以使用概率密度函数来估计概率。

4. 可观测序列生成:通过给定初始状态和转移概率,使用马尔可夫链进行推理,生成未来的状态序列。可以使用蒙特卡洛方法、Metropolis-Hasting算法等。

5.结果分析和评估:根据生成的序列,可以进行结果分析和评估,比较预测结果与实际观测结果的差异,评估模型的预测性能。

然而,马尔可夫链预测方法也存在一些限制。首先,马尔可夫链假设当前状态只与前一状态有关,这在一些情况下可能不够准确,因为事件的发展可能受到多个因素的影响。其次,马尔可夫链只能对未来事件进行概

率预测,不能给出具体数值。最后,马尔可夫链假设转移概率是恒定的,

不能适应环境的变化。

在实际应用中,可以结合其他方法进行改进。例如,可以引入随机森林、神经网络等机器学习方法进行特征选择和模型训练,提高预测准确性

markov链法 -回复

markov链法 -回复

markov链法-回复

什么是Markov链法?

Markov链法(Markov chain)是一种数学模型,它用于描述随机过程中各状态之间的转移概率。它是一种基于概率的动态模型,可以通过当前状态的概率分布来推断下一个状态的概率分布。Markov链法的核心思想是,当前状态的概率只与前一个状态有关,与更早的状态无关。

为了更好地理解Markov链法,我们可以举一个简单的例子。假设你每天都有三种可能的心情:开心、平静和不开心。你可以定义一个Markov链来描述这个过程。根据自己的经验,你发现如果你今天是开心,那么明天有70的概率你会保持开心,20的概率你会变成平静,10的概率你会变成不开心。同样地,如果你今天是平静,那么明天有50的概率你会保持平静,30的概率你会变成开心,20的概率你会变成不开心。最后,如果你今天是不开心,那么明天有60的概率你会保持不开心,10的概率你会变成开心,30的概率你会变成平静。

如何构建Markov链模型?

构建Markov链模型有几个关键步骤。首先,我们需要定义状态的集合。在我们上述的例子中,我们有三种可能的状态:开心、平静和不开心。

其次,我们需要定义每个状态之间的转移概率。在例子中,我们已经提供了转移概率的数值。这些概率可以通过实际观察或经验来获得,也可以通过使用其他技术(如机器学习算法)来估计。

接下来,我们需要定义初始状态的概率分布。在例子中,我们可以假设你今天是开心的概率为0.4,是平静的概率为0.3,是不开心的概率为0.3。

最后,我们可以利用这些信息来构建Markov链模型。我们可以使用矩阵来表示状态之间的转移概率。例如,我们可以创建一个3x3的转移矩阵,其中每个元素表示从一个状态转移到另一个状态的概率。

马尔可夫链法

马尔可夫链法

马尔可夫链法

1. 简介

马尔可夫链法(Markov Chain)是一种基于概率的数学模型,用于描述具有随机性质的离散事件序列。它是根据马尔可夫性质而命名的,该性质指的是未来状态只与当前状态相关,与过去状态无关。

马尔可夫链法被广泛应用于各个领域,如自然语言处理、金融市场预测、信号处理等。它的核心思想是通过建立状态转移矩阵来描述事件之间的转移关系,并利用概率计算不同状态出现的概率。

2. 历史背景

马尔可夫链法最早由俄国数学家安德烈·马尔可夫在20世纪初提出。他在研究随

机过程时发现了一种特殊的概率性质,即未来状态只与当前状态有关,而与过去状态无关。这一发现为后来的马尔可夫链方法奠定了基础。

20世纪50年代以后,随着计算机技术的快速发展和数学理论的深入研究,马尔可

夫链方法得到了广泛应用。尤其是在自然语言处理领域,马尔可夫链法被用于模拟文本生成、语音识别等任务,取得了显著的成果。

3. 基本概念

3.1 状态空间

马尔可夫链方法中,事件被抽象为若干个状态。这些状态构成了一个状态空间,记作S。每个状态表示系统在某一时刻的特定情况或状态。

3.2 状态转移概率

马尔可夫链的核心是描述不同状态之间的转移关系。假设当前时刻系统处于状态i,下一个时刻系统可能转移到另一个状态j。这个转移的概率可以用条件概率P(j|i)表示,其中i和j都属于状态空间S。

3.3 转移矩阵

将所有可能的状态转移概率按照一定规则组织起来形成一个矩阵,称为转移矩阵。转移矩阵通常记作P,其元素P(i,j)表示从状态i到状态j的转移概率。

3.4 马尔可夫性质

Markov链预测法

Markov链预测法

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B

我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):

所属学校(请填写完整的全名):贵州民族学院

参赛队员(打印并签名) :1. 龚道杰

2. 张凤

3. 姚肖伟

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):

日期: 2009 年 7 月 25 日

年凝冻日数的Markov链预测法

4#

【摘要】

本文根据所给数据,利用Markov链建立了预测年凝冻日数的模型,分别从整体和局部两个角度进行分析。

首先,我们直接以年凝冻日数为依据,对其进行K-均值聚类分析,划分

状态。用频率估计概率的方法,估算出一步转移概率矩阵,1/6

5/65/3328/33P ⎡⎤=⎢⎥

⎣⎦,然后建立Markov 链模型()1/6

5/6()(0)(0)5/3328/33n

n P n P P P ⎡⎤=⋅=⋅⎢⎥

⎣⎦

。以2008年作为初始状态,估计出

2009

年凝冻日数所处状态为

(1)(0)P P P =⋅()0.1520.848=。按K-均值标准可知,即2009年凝冻的天数在

马尔可夫链模型对股票市场的预测研究

马尔可夫链模型对股票市场的预测研究

马尔可夫链模型对股票市场的预测研究

摘要:

马尔可夫链模型是一种基于过去事件和当前状态之间的关系,通过转移概率矩阵来预测未来状态的数学模型。在股票市场中,马尔可夫链模型可以通过分析过去的股票价格走势和市场情况,预测未来的股票价格趋势。本文通过对马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用进行研究,探讨了其优势和局限性,并提出了一些改进方法。

1. 引言

股票市场的预测一直是投资者和研究者关注的焦点。准确地预测股票价格的走势,可以帮助投资者做出更明智的投资决策,获得更高的收益。马尔可夫链模型作为一种预测方法,可以通过分析过去的数据来推断未来的趋势。

2. 马尔可夫链模型基础

马尔可夫链模型基于状态转移的概念,假设当前状态只与前一状态有关,与更早的状态无关。具体而言,马尔可夫链模型可以表示为一个状态空间和一个状态转移矩阵。状态空间表示所有可能的状态,状态转移矩阵表示从一个状态转移到另一个状态的概率。

3. 马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用

马尔可夫链模型在股票市场预测中的应用可以分为两个方面:一是预测股票价格的涨跌,二是预测股票价格的波动。

3.1. 预测股票价格的涨跌

在预测股票价格涨跌方面,马尔可夫链模型可以通过分析过去一段时间的股票价格走势,计算状态转移矩阵,从而预测未来的状态。例如,如果当前股票价格处

于上涨状态,那么根据状态转移矩阵可以计算下一个状态为上涨的概率,以此来预测股票价格的涨跌。

3.2. 预测股票价格的波动

在预测股票价格的波动方面,马尔可夫链模型可以通过分析过去一段时间的股票价格波动情况,计算状态转移矩阵,并利用转移概率来预测未来股票价格的波动范围。例如,如果当前股票价格波动较大,那么可以计算下一个状态中价格波动较大的概率,从而预测未来股票价格的波动情况。

马尔可夫链预测

马尔可夫链预测

状态i是非周期的。若所有状态均为非周期的,则称该
马氏链为非周期的。
32
2. 马尔可夫预测方法及应用
马尔可夫预测是应用随机过程中马尔可夫 链的理论和方法,研究分析有关现象的变化规 律并借此对未来进行预测的一种方法。
市场占有率预测 高速公路交通量分布预测 期望利润预测
33
2. 马尔可夫预测方法及应用
P k P k 1 P
29
设存在稳态分布 1, 2,..., N ,则由于下
式恒成立
P k P k 1 P
令 k
,得
P
30
设存在稳态分布 1, 2,..., N ,则由于下
式恒成立
P k P k 1 P
令 k
,得
P
即,有限状态马尔可夫链的稳态分布如存在,那么 它也是平稳分布。
x1 0.1765, x2 0.2353, x3 0.5882
46
P(0) (0.5 0.3 0.2)
x1 0.1765, x2 0.2353, x3 0.5882 上述结果对A厂不利。A厂制定两套方案:
47
P(0) (0.5 0.3 0.2)
x1 0.1765, x2 0.2353, x3 0.5882 上述结果对A厂不利。A厂制定两套方案: 甲方案 保留策略,拉住老顾客。
马尔可夫预测
马尔可夫链的基本原理 马尔可夫预测方法及应用
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B

我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):

所属学校(请填写完整的全名):贵州民族学院

参赛队员(打印并签名) :1. 龚道杰

2. 张凤

3. 姚肖伟

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):

日期: 2009 年 7 月 25 日

年凝冻日数的Markov链预测法

4#

【摘要】

本文根据所给数据,利用Markov链建立了预测年凝冻日数的模型,分别从整体和局部两个角度进行分析。

首先,我们直接以年凝冻日数为依据,对其进行K-均值聚类分析,划分

状态。用频率估计概率的方法,估算出一步转移概率矩阵,1/6

5/65/3328/33P ⎡⎤=⎢⎥

⎣⎦,然后建立Markov 链模型()1/6

5/6()(0)(0)5/3328/33n

n P n P P P ⎡⎤=⋅=⋅⎢⎥

⎣⎦

。以2008年作为初始状态,估计出

2009

年凝冻日数所处状态为

(1)(0)P P P =⋅()0.1520.848=。按K-均值标准可知,即2009年凝冻的天数在

15天以内的可能性为84.8%,在15天以上的可能性为15.2%。

由于上述模型选取的是以年为单位的数据,只能估计出2009年的凝冻日

数所处区间。为提高精度,我们选取2000-2008年的具体凝冻天数和日期,记每一天只存在两种状态,出现雨凇为状态1,否则为状态0。然后由相邻两年间的状态转移变化,得出一步转移概率矩阵i P ,1,2,...,8i =。由这8个一步转移概率矩阵,根据一步转移矩阵P 的n 次方与n 步转移概率矩阵()n P 之差的范数和达到最小的准则,选出优化后的一步转移概率矩阵

0.95000.0500*0.78890.2111P ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ ,再次建立Markov 链模型。以2008年为初始状态,预测2009年的概率分布为

[]*(2009)(2008)0.91060.0894P P P =⋅= ,由频率稳定于概率,知2009年凝冻天数的估计值为14天。

关键词: Markov 链 转移概率矩阵 频率估计概率

1. 问题提出

1.1背景知识

凝冻是指冬季出现的温度低于0℃有过冷却降水或固体降水和结冰现象发生的天气现象,即气象台所说的出现雨凇的天气。雨凇的形成与气温,降水量,湿度等因素有关,超冷却的降水碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面使所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙并覆盖层,就叫做雨凇。其造成的危害巨大,高压线塔的倒塌,电力瘫痪,交通瘫痪,农作物的冻亡等。因而对出现雨凇天气的预测显得尤为重要。

1.2问题分析

根据所给1969-2008年的数据,建立一个年凝冻日数的预测模型,预测2009年的凝冻日数,并作出误差分析。数据给出了是否出现雨凇与气温、降水量、湿度、气压和风速的关系,而雨凇的出现是一个随机过程,与多个因素有关,且受干预变量的影响,因而传统的回归分析方法,效果不好,而Markov 链构造模型不需要从复杂的预测因子中寻找各因素之间的相互规律,只需要考虑事件本身的演变特点,通过计算转移概率矩阵来预测内部状态的变化。

2. 建模准备 2.1数据分析与处理

以年为单位,统计出现雨凇的天数,见表1:

2.2 Markov 链预测的理论基础 2.2.1 Markov 链定义

(Markov 链)[1] 随机过程{Xn ,0,1,2...n =}称为Markov 链,若它只取有限或可列个值012,,,...E E E (我们以{0,1,2,...}来标记01,,...,E E 并称它们是过程的状态,{0,1,2...}或者其子集记为S ,称为过程的状态空间).对任意的0n ≥及状态011,,,...,,n i j i i i -有

1{n P X j +=︱00112211,,,...,,n n n X i X i X i X i X i --=====} =1{n P X j +=︱}.n X i = (5.1.1) 式(5.1.1)刻画了Markov 链的特性,称为Markov 性。 2.2.2 转移概率矩阵

由转移概率组成的矩阵,形如

00

010210

1112202122......()...ij p p p p

p p P p p p p ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥

⎢⎥⎣⎦

称P 为转移概率矩阵。且ij p (,)i j S ∈有性质: (1)0,,;ij p i j S ≥∈

(2)1,.ij j s

p i S ∈=∀∈∑ 【2】

2.2.3(C-K 方程) 对一切,0,,n m i j S ≥∈有

()(1);m n m n

ij ik kj k s

p p p +∈=∑

(1)(2)(2).n n n P P P P P P P --=⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅=(n) 其证明如下:

{}()0|m n ij m n p p X j X i ++===

=

{}

{}

00,m n p X j X i p X i +===

={}

{}00,,m n m k s

p X j X k X i p X i +∈====∑

(全概率公式)

={}{}{}

{}

0000,,,,m n m m k s

m p X j X k X i p X k X i p X i p X k X i +∈========∑

={}{}00|,|m n m m k s

p X j X k X i p X k X i +∈=====∑

=()()

n m kj ik

k s

p p ∈∑ =()()m n ik kj k s

p p ∈∑ 【3】

相关文档
最新文档