上证指数基于SVD的组合预测模型
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赣 布; 为e 的条 件方差 , 由过去 扰 动项 的平 方项 和滞 后 它
条 件方 差平 方项 的线 性组 合 构 成 ; ( ) G 式 7 为 ARC P,毽 H( q 模 型 , ARC 1 1 是应 用最 多 的模 型. ) G H( ,) 3 上证 指 数 的 B P神 经 网络与 A RMA G R H 的组 合预 —A C
1—
0 99 2 y 2 — . 4 58
0 3 .5 0
0 8 6 8 . 41 0 y ̄4 —
6 8 _ 3 y,5— 0. 79 2 y 6 3 07
3 3 2 AR . . CH 检 验
金 融 时间序 列 常 常 出 现 异方 差 现 象 , 异
方 差 会 导 致 回归 系 数 的 估 计 不 是 有 效 的 与 一
经 过 系数 的显 著 性 检 验 以及 AI C最 小 准 则 , 后确 定 模 型为 AR( ) 型 , 用最 最 6模 应
小 二乘估 计法 进行参 数估 计 , 用 E iws 利 ve 得
到 A 6 的模型表 达式 为 : R( )
1 一 一 0 83 1 . 8 29
0 8 4 5 y 3 — . 2 85
第 2 期
上 VD 的组 合 预 测 模 型 得 刘 常 明等 : 证 指 数 基 于 S 到 正 设 定 门限值 q 0< 刁< 1 , 关 于 r ( )解 的方 程 : 整
・ 2 ・ 1 3
数 r
将 其 余 g
—
r
( 4)
I △ ×
r 一
层、 隐层 和输 出层组 成 , 内之 间没有信 息 的传递 , 一层 的输 出是 下一层 的输 入 , 学 习过程 中不断调 节 层 前 在 网络 的连接 权 , 使得 最小 均方 误差 达到 所设 定 的要求 , 典型 的 B P神 经 网络结 构如 图 1 示. 所
2 2 ARM A— . GARCH 模 型
图 4 随机 部分拟 合 图
3 3 1 模 型 识 别 和参 数 估 计 ..
从 表 1 以看 出 , 列的偏 相关 系数在 6处截 尾 , 可 序 因此 初步认 为应 该建 立 AR( ) 型. 6模 表 1 序 列 自相 关 系数和偏 相关 系数
Au o o r l t n P ri l reai n t c r eai a ta r lto o Co AC PAC Q— tt Pr b Sa o
对于零 均值 化 的序 列 S一 { s , , 奇异 值分解 ( VD 滤 波 的步骤如 下 : S , … S }, S )
( )构造矩 阵 1
S1 S2 S3 S^ S抖 1
● ● ●
Ⅱ一
S2
SN S N 1 +
S
其中, h— l + 1 / j L 表 不 取 整 数 , : — h+ 1 + ( )2 ,・ N = : .
练 速度 过慢 , 对数据 进行 归一化 处理 , 其变 换到 [ ,]范 围 内 , 过多 次试 验 后 , 使 01 经 最终 建 立 了 网络结 构 ,
拟合、 预测效 果如 图 3和表 2 示. 所
m m
眦 眦叭
图 3 趋势 部分拟合 图
3 3 随 机 部 分 的 拟 合 、 测 . 预
实证 研 究 结 果 表 明 : 模 型 的 拟 合 、 测 精 度 较 高. 该 预
关键 词 : 奇异值 分解 ; P神 经 网络 ; B ARMA— ARC 模 型 G H
中图法分 类号 : 1. 4 02 1 6 文献标 识码 : A
0 引 言
对 于股票 投资 者来说 , 获得 高额 的投资 收益一 直是他 们 追求 的 目标 , 果 能对 股 价进 行 准 确 的预 测 , 如 就 可 以避开市 场风 险 , 同时 , 府部 门也可 以对股 票市场 进行有 效 的监管. 政 因此 , 对股 票市场 进行 建模 预测 研 究 , 于经 济和金 融市场 的发 展具有 非常 重要 的意义 . 而 , 票 市场 受 到诸 如 国家政 策 、 对 然 股 国际环 境 、 经 济 形势 、 政局 形势 以及投 资者心 理等许 多 因素 的影 响Ⅲ , 具有高 度 的不确定 性和 高噪声 等特 点. 因此 , 在对
1 2 3
机 部 分 { ,; … , 。 如 图 2所 示 . S s, s ), 3 2 趋 势 部 分 的 拟 合 、 测 . 预
叫 丝
n气扭 ; n 在进 行 网络训练 时 , 了避 免 由于净输入 绝对值 过大 使得神 经元 的输 出进入饱 和 区l , 为 _ 导致 网络 的训 924 6 ]
图 1 B P神 经 网络 模 型
f =。 = +∑b +∑ = 6 Y
{
l
+∑ 2+∑
i 1 = i 1 一
( 7 )
式中, P≥ 0 q≥ 0 6> 0 d ≥ 0 i=1 2 … , , ; 0 , , = , , P, = ≥ 0 一1 2 … , , 一1 £ 是 时 间的扰动 项 , ,i , , q , 独立 同分
( )对 n进行奇 异值 分解 2
Ⅱ 一 r UV
其 中 , V分 别是 N ×N 和 h× h正交 矩 阵. U、
A qq x
= =
—
() 2
0 h- q ( q X ) )
Байду номын сангаас— 一
,
]
c 3
其中 , - i ( , , ) = ,, g, I为矩阵的奇异值, ≥ ≥ …≥ q △ d g8 …, , =12…,)称I a ( = 且 。 ,≤
2 B P神 经 网 络 与 A MA G C 模 型 R - AR H
2 1 BP 神 经 网 络 .
B P神 经 网络是 目前 最成 熟 、 用最 广泛 的神 经 网络 , 应 它是 多层 非线性 映射 网络 , 采用最 小误 差学 习方 式[. 3 在学 习 的过程 中实 现输 入模 式与 输 出模 式 之 间的非 线性 映射 . P神经 网络 是前 馈神经 网络 , ] B 由输 入
摘 要 : 票指数 时 间序 列具 有非 平稳和 高噪 声等 特 点 , 进 行股 票 指数 预 测 时 , 于噪 声的 股 在 由 影 响 , 一模 型 的预测精 度 往 往 不 高. 者 建 立 了基 于奇 异值 分 解 ( VD) B 单 作 S 的 P神 经 网络 和
AR MA GAR H 组合预 测模 型 , — C 该模 型将 原序列 分解 为趋 势部 分和 噪 声部 分 , 分别进 行研 究.
致的, 因此 有必 要对残 差进行 异方 差检验 , 我们 对残 差 的平方 序列 进行 相 关 性检 验 , 著性 水 平 0 0 下 的 显 .5
z 统计 量 的临界值 为 2 . 0 , 统计量 的值 为 2 . 0 % 2 . 0 , 3 2 93 z 0 8 47 3 2 93 故认 为残差 平方 序列是 相关序 列 ,
存在 异方 差性. 建立 AR MA GAR H 模 型为 : — C 均值 方程 :
y1一 一 1 0 8 6 1— 1 4 4 一 . 76 99 y . 32 91 y 2— 1 4 6 6 3 .1 1 3 y一
输 入 层节 点 隐层 节 点 输 出层节 点
回归模 型 中一个 重要 假 设 就 是 残差 是 同方 差 的 , 保 证 了回 它 归 系数估 计 的无 偏性 、 有效 性 与一致 性 . 回归模 型 的残差 是 异方 当 差时 , 回归 系数 的估计 就不 再是 有效 的 和一致 的. 金融 时 间序 列大 多 具有 “ 尖峰 厚尾 ” 波动 聚集性 等特 征 , 和 针对 这一 特征 , 国经济 美 学 家 R b rF E ge4 o et . n ll 于 1 8 9 2年 提 出 了 AR H 模 型 , ol — C B l r e Se l 于 1 8 l 5 v 9 6年 将 此 模 型 发 展 为 广 义 条 件 异 方 差 ( ARC 模 G H) 型 , 们 很 好 的 描 述 了 金 融 时 间 序 列 的 波 动 特 征.AR 它 MA— G ARC 模 型 的一般 形式 为 : H
测 模 型
暴
图 2 奇 民值 分解
・
14 ・ 2
陕 西科 技 大 学 学报
第3 卷 O
3 1 奇异值 分解 . 本 文 以 2 0 年 6月 到 2 1 01 0 1年 4月 的上 证 月度 收 盘
指 数 为研究 对象 , 1 4个数 据作为模 型拟 合样 本 , 5个数 据作 为预测样 本 , 来检验 模 型的预测 效果 . 前 1 后 用 在对上 证指数 进行 奇异值 分解 之前需 要确定 门限控 制 的大小 , 确定 门限 的原 则是 :
股 价进 行建模 预测 分析 时 , 有必 要将 噪声部 分从 原始序列 中分 离 出来进 行研 究 , 对趋 势 部分 建 立 B P神 经 网络模 型 ; 随机 部分 建立 AR 对 MA GAR H 模 型 , 样可 以充分 发挥各 自的优 点 . — C 这 1 奇 异值分 解 ( VD) S 滤波算 法[ 2
O
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‘
Sl S2
S2 S3
S^
S^ 1 +
一
得
一U L ∑ ∑ Ⅱ r 一
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● ● ●
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SN +】
S
对 Ⅱ 中下标 相 同 的元 素求 平均 得 到趋势 序列 S 一{ , , , ) 噪声序 列为 S— S . S S … S ,
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个
奇 其 中 , 一 da (1 2 … , ). A ig c , 肆  ̄ ,
l N r , 0( r ( ) N^ 0( ) N ) ^ l × _× × …
( 5)
( )重 构 序 列 4
重构矩 阵 :
聍,
直 置 为
mnNJ , 矩阵I 秩, i , 是 ( f ] ) I的 若Ⅱ 列 满秩, — . 则h g
( ) 门 限 控 制 3
收 稿 日期 :0 2 0 — 5 2 1 - 1 1
*
作 者 简介 : 常 明 ( 8 一 )男 , 刘 1 4 , 山西 省 大 同 县 人 , 读 硕 士 研 究 生 , 究 方 向 : 9 在 研 应用 概 率统 计
第 3 卷 O
第 2 期
陕 西科 技 大 学 学报
J u n lo h a x ie st f S in e & Te h o o y o r a fS a n iUn v r iy o ce c c n lg
Vo . O NO 2 13 .
A p . 01 r2 2
( )保 证所分 离 出来 的噪声部 分是平 稳序 列 , 是 因为对 噪声 部分 建立 AR 1 这 MA— RC 模 型的前 提 GA H
是序 列是平 稳 的.
( )为 了不使 原序 列信 息太 多的丢 失 , 2 门限值不 能过小 . 多次尝试 , 经 最终 选取 门限 ' . 6 , 7 —0 9 66 由于 原序 列均值 不 为 0 对其进 行 0均值化 处理 , , 将原 序列 { , , )分解 为趋 势 部分 { S , , 。 S …S S, … s }和随
21 0 2年 4月
文 章 编 号 : 0 05 1 ( 0 2 0 — 1 20 1 0 — 8 1 2 1 ) 20 2 — 4
上 证 指 数 基 于 S D 的 组 合 预 测 模 型 V
刘常明, 张德 生 , 李金 凤 , 世 远 任
( 安 理 工 大学 理 学 院 ,陕西 西 安 7 0 5 ) 西 10 4
条 件方 差平 方项 的线 性组 合 构 成 ; ( ) G 式 7 为 ARC P,毽 H( q 模 型 , ARC 1 1 是应 用最 多 的模 型. ) G H( ,) 3 上证 指 数 的 B P神 经 网络与 A RMA G R H 的组 合预 —A C
1—
0 99 2 y 2 — . 4 58
0 3 .5 0
0 8 6 8 . 41 0 y ̄4 —
6 8 _ 3 y,5— 0. 79 2 y 6 3 07
3 3 2 AR . . CH 检 验
金 融 时间序 列 常 常 出 现 异方 差 现 象 , 异
方 差 会 导 致 回归 系 数 的 估 计 不 是 有 效 的 与 一
经 过 系数 的显 著 性 检 验 以及 AI C最 小 准 则 , 后确 定 模 型为 AR( ) 型 , 用最 最 6模 应
小 二乘估 计法 进行参 数估 计 , 用 E iws 利 ve 得
到 A 6 的模型表 达式 为 : R( )
1 一 一 0 83 1 . 8 29
0 8 4 5 y 3 — . 2 85
第 2 期
上 VD 的组 合 预 测 模 型 得 刘 常 明等 : 证 指 数 基 于 S 到 正 设 定 门限值 q 0< 刁< 1 , 关 于 r ( )解 的方 程 : 整
・ 2 ・ 1 3
数 r
将 其 余 g
—
r
( 4)
I △ ×
r 一
层、 隐层 和输 出层组 成 , 内之 间没有信 息 的传递 , 一层 的输 出是 下一层 的输 入 , 学 习过程 中不断调 节 层 前 在 网络 的连接 权 , 使得 最小 均方 误差 达到 所设 定 的要求 , 典型 的 B P神 经 网络结 构如 图 1 示. 所
2 2 ARM A— . GARCH 模 型
图 4 随机 部分拟 合 图
3 3 1 模 型 识 别 和参 数 估 计 ..
从 表 1 以看 出 , 列的偏 相关 系数在 6处截 尾 , 可 序 因此 初步认 为应 该建 立 AR( ) 型. 6模 表 1 序 列 自相 关 系数和偏 相关 系数
Au o o r l t n P ri l reai n t c r eai a ta r lto o Co AC PAC Q— tt Pr b Sa o
对于零 均值 化 的序 列 S一 { s , , 奇异 值分解 ( VD 滤 波 的步骤如 下 : S , … S }, S )
( )构造矩 阵 1
S1 S2 S3 S^ S抖 1
● ● ●
Ⅱ一
S2
SN S N 1 +
S
其中, h— l + 1 / j L 表 不 取 整 数 , : — h+ 1 + ( )2 ,・ N = : .
练 速度 过慢 , 对数据 进行 归一化 处理 , 其变 换到 [ ,]范 围 内 , 过多 次试 验 后 , 使 01 经 最终 建 立 了 网络结 构 ,
拟合、 预测效 果如 图 3和表 2 示. 所
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图 3 趋势 部分拟合 图
3 3 随 机 部 分 的 拟 合 、 测 . 预
实证 研 究 结 果 表 明 : 模 型 的 拟 合 、 测 精 度 较 高. 该 预
关键 词 : 奇异值 分解 ; P神 经 网络 ; B ARMA— ARC 模 型 G H
中图法分 类号 : 1. 4 02 1 6 文献标 识码 : A
0 引 言
对 于股票 投资 者来说 , 获得 高额 的投资 收益一 直是他 们 追求 的 目标 , 果 能对 股 价进 行 准 确 的预 测 , 如 就 可 以避开市 场风 险 , 同时 , 府部 门也可 以对股 票市场 进行有 效 的监管. 政 因此 , 对股 票市场 进行 建模 预测 研 究 , 于经 济和金 融市场 的发 展具有 非常 重要 的意义 . 而 , 票 市场 受 到诸 如 国家政 策 、 对 然 股 国际环 境 、 经 济 形势 、 政局 形势 以及投 资者心 理等许 多 因素 的影 响Ⅲ , 具有高 度 的不确定 性和 高噪声 等特 点. 因此 , 在对
1 2 3
机 部 分 { ,; … , 。 如 图 2所 示 . S s, s ), 3 2 趋 势 部 分 的 拟 合 、 测 . 预
叫 丝
n气扭 ; n 在进 行 网络训练 时 , 了避 免 由于净输入 绝对值 过大 使得神 经元 的输 出进入饱 和 区l , 为 _ 导致 网络 的训 924 6 ]
图 1 B P神 经 网络 模 型
f =。 = +∑b +∑ = 6 Y
{
l
+∑ 2+∑
i 1 = i 1 一
( 7 )
式中, P≥ 0 q≥ 0 6> 0 d ≥ 0 i=1 2 … , , ; 0 , , = , , P, = ≥ 0 一1 2 … , , 一1 £ 是 时 间的扰动 项 , ,i , , q , 独立 同分
( )对 n进行奇 异值 分解 2
Ⅱ 一 r UV
其 中 , V分 别是 N ×N 和 h× h正交 矩 阵. U、
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,
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其中 , - i ( , , ) = ,, g, I为矩阵的奇异值, ≥ ≥ …≥ q △ d g8 …, , =12…,)称I a ( = 且 。 ,≤
2 B P神 经 网 络 与 A MA G C 模 型 R - AR H
2 1 BP 神 经 网 络 .
B P神 经 网络是 目前 最成 熟 、 用最 广泛 的神 经 网络 , 应 它是 多层 非线性 映射 网络 , 采用最 小误 差学 习方 式[. 3 在学 习 的过程 中实 现输 入模 式与 输 出模 式 之 间的非 线性 映射 . P神经 网络 是前 馈神经 网络 , ] B 由输 入
摘 要 : 票指数 时 间序 列具 有非 平稳和 高噪 声等 特 点 , 进 行股 票 指数 预 测 时 , 于噪 声的 股 在 由 影 响 , 一模 型 的预测精 度 往 往 不 高. 者 建 立 了基 于奇 异值 分 解 ( VD) B 单 作 S 的 P神 经 网络 和
AR MA GAR H 组合预 测模 型 , — C 该模 型将 原序列 分解 为趋 势部 分和 噪 声部 分 , 分别进 行研 究.
致的, 因此 有必 要对残 差进行 异方 差检验 , 我们 对残 差 的平方 序列 进行 相 关 性检 验 , 著性 水 平 0 0 下 的 显 .5
z 统计 量 的临界值 为 2 . 0 , 统计量 的值 为 2 . 0 % 2 . 0 , 3 2 93 z 0 8 47 3 2 93 故认 为残差 平方 序列是 相关序 列 ,
存在 异方 差性. 建立 AR MA GAR H 模 型为 : — C 均值 方程 :
y1一 一 1 0 8 6 1— 1 4 4 一 . 76 99 y . 32 91 y 2— 1 4 6 6 3 .1 1 3 y一
输 入 层节 点 隐层 节 点 输 出层节 点
回归模 型 中一个 重要 假 设 就 是 残差 是 同方 差 的 , 保 证 了回 它 归 系数估 计 的无 偏性 、 有效 性 与一致 性 . 回归模 型 的残差 是 异方 当 差时 , 回归 系数 的估计 就不 再是 有效 的 和一致 的. 金融 时 间序 列大 多 具有 “ 尖峰 厚尾 ” 波动 聚集性 等特 征 , 和 针对 这一 特征 , 国经济 美 学 家 R b rF E ge4 o et . n ll 于 1 8 9 2年 提 出 了 AR H 模 型 , ol — C B l r e Se l 于 1 8 l 5 v 9 6年 将 此 模 型 发 展 为 广 义 条 件 异 方 差 ( ARC 模 G H) 型 , 们 很 好 的 描 述 了 金 融 时 间 序 列 的 波 动 特 征.AR 它 MA— G ARC 模 型 的一般 形式 为 : H
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图 2 奇 民值 分解
・
14 ・ 2
陕 西科 技 大 学 学报
第3 卷 O
3 1 奇异值 分解 . 本 文 以 2 0 年 6月 到 2 1 01 0 1年 4月 的上 证 月度 收 盘
指 数 为研究 对象 , 1 4个数 据作为模 型拟 合样 本 , 5个数 据作 为预测样 本 , 来检验 模 型的预测 效果 . 前 1 后 用 在对上 证指数 进行 奇异值 分解 之前需 要确定 门限控 制 的大小 , 确定 门限 的原 则是 :
股 价进 行建模 预测 分析 时 , 有必 要将 噪声部 分从 原始序列 中分 离 出来进 行研 究 , 对趋 势 部分 建 立 B P神 经 网络模 型 ; 随机 部分 建立 AR 对 MA GAR H 模 型 , 样可 以充分 发挥各 自的优 点 . — C 这 1 奇 异值分 解 ( VD) S 滤波算 法[ 2
O
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一U L ∑ ∑ Ⅱ r 一
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奇 其 中 , 一 da (1 2 … , ). A ig c , 肆  ̄ ,
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( 5)
( )重 构 序 列 4
重构矩 阵 :
聍,
直 置 为
mnNJ , 矩阵I 秩, i , 是 ( f ] ) I的 若Ⅱ 列 满秩, — . 则h g
( ) 门 限 控 制 3
收 稿 日期 :0 2 0 — 5 2 1 - 1 1
*
作 者 简介 : 常 明 ( 8 一 )男 , 刘 1 4 , 山西 省 大 同 县 人 , 读 硕 士 研 究 生 , 究 方 向 : 9 在 研 应用 概 率统 计
第 3 卷 O
第 2 期
陕 西科 技 大 学 学报
J u n lo h a x ie st f S in e & Te h o o y o r a fS a n iUn v r iy o ce c c n lg
Vo . O NO 2 13 .
A p . 01 r2 2
( )保 证所分 离 出来 的噪声部 分是平 稳序 列 , 是 因为对 噪声 部分 建立 AR 1 这 MA— RC 模 型的前 提 GA H
是序 列是平 稳 的.
( )为 了不使 原序 列信 息太 多的丢 失 , 2 门限值不 能过小 . 多次尝试 , 经 最终 选取 门限 ' . 6 , 7 —0 9 66 由于 原序 列均值 不 为 0 对其进 行 0均值化 处理 , , 将原 序列 { , , )分解 为趋 势 部分 { S , , 。 S …S S, … s }和随
21 0 2年 4月
文 章 编 号 : 0 05 1 ( 0 2 0 — 1 20 1 0 — 8 1 2 1 ) 20 2 — 4
上 证 指 数 基 于 S D 的 组 合 预 测 模 型 V
刘常明, 张德 生 , 李金 凤 , 世 远 任
( 安 理 工 大学 理 学 院 ,陕西 西 安 7 0 5 ) 西 10 4