金融時(shí)間序列預(yù)測模型與方法
時(shí)間:2022-03-12 03:16:12
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[摘要]為了提高金融時(shí)間序列的預(yù)測精度,彌補(bǔ)單一預(yù)測方法的不足,組合預(yù)測從信息互補(bǔ)的角度為其提供了一條有效的途徑。文章綜述了現(xiàn)有的金融時(shí)間序列組合預(yù)測的模型與方法的分類,包括普通權(quán)重法、時(shí)變權(quán)重法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及集成預(yù)測法,并展望了在不確定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下組合預(yù)測方法未來的研究方向。
[關(guān)鍵詞]組合預(yù)測;權(quán)重法;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);集成預(yù)測法
1引言
金融時(shí)間序列預(yù)測是一個(gè)廣泛討論的問題,盡管各種單一預(yù)測方法在特定時(shí)候可以表現(xiàn)出良好的預(yù)測性能,但是經(jīng)濟(jì)樣本數(shù)據(jù)往往具有非常大的隨機(jī)波動,當(dāng)面臨這樣的數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)用建立單一的模型的方法來考慮所有的波動因素是一件很不現(xiàn)實(shí)的事情。
2金融時(shí)間序列組合預(yù)測的方法
任何預(yù)測模型都旨在從系統(tǒng)中獲取盡可能多的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的特性(或信息)。組合預(yù)測為彌補(bǔ)單個(gè)預(yù)測模型的缺陷帶來了越來越多的可能性。Newbold和Granger對組合預(yù)測進(jìn)行了研究,他們收集了包含80種月度數(shù)據(jù),26種季度數(shù)據(jù)在內(nèi)的106個(gè)單變量時(shí)間序列,使用不同的單一預(yù)測方法和不同的組合預(yù)測模型來驗(yàn)證它們各自的效果,結(jié)果表明:①在任何一種情況下,組合預(yù)測都值得嘗試,組合預(yù)測通常優(yōu)于單一模型;②調(diào)整組合權(quán)重的方法相對較慢,但預(yù)測效果通常較好,且權(quán)重相同的組合預(yù)測效果很難被超過。[1]目前有關(guān)組合預(yù)測的國內(nèi)外文獻(xiàn)基本上常用的金融時(shí)間序列組合預(yù)測方法有普通權(quán)重法(包括簡單平均法、線性回歸法、最小方差法等),時(shí)變權(quán)重法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和集成預(yù)測方法。2.1普通權(quán)重法。簡單平均法、線性回歸法、最小方差法等常規(guī)的不同權(quán)重的組合方法在經(jīng)濟(jì)生活中得到了廣泛應(yīng)用。陳曉靜[2]利用多元統(tǒng)計(jì)和矩陣?yán)碚摻⒘嘶诰€性回歸最小二乘估計(jì)的投資組合成本預(yù)測模型。LarryRWeatherford[3]試圖用組合預(yù)測方法為航空公司尋找在競爭激烈的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)收入最大化的方法。JoakimWesterlund[4]在拉美地區(qū)最大,污染最嚴(yán)重的城市之一的波哥大,采用MonteCarlo模擬和廣泛應(yīng)用空氣質(zhì)量的方法驗(yàn)證了所提出的組合方法的有效性。2.2時(shí)變權(quán)重法。通過時(shí)變權(quán)重方法,很好地解決了傳統(tǒng)最優(yōu)不變權(quán)重組合預(yù)測模型存在的問題。吳青青和楊桂元[5]分別采用指數(shù)平滑法、ARIMA模型、回歸與時(shí)間序列結(jié)合的三種精度相對較高的單一預(yù)測方法,擬合了1980年至2012年中國第三產(chǎn)業(yè)的GDP,建立了基于IOWGA算子的組合預(yù)測模型。莫玉娟[6]首先采用回歸和時(shí)間序列組合模型、ARIMA模型和灰色預(yù)測模型用于預(yù)測中國的GDP總量,然后建立了基于IOWGA算子和評價(jià)指標(biāo)體系的組合預(yù)測模型。林義征[7]結(jié)合誘導(dǎo)有序加權(quán)調(diào)和平均算子和矢量余弦,建立了數(shù)量區(qū)間組合預(yù)測的最優(yōu)組合模型。2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也豐富了預(yù)測模型之間的組合方法。張延利和張德生[8]從協(xié)整關(guān)系和優(yōu)性組合判定方法兩方面提出確定線性組合條件及線下組合建模過程。同時(shí),給出在任取兩個(gè)模型的情況下,進(jìn)行組合的方法和步驟,既提高組合預(yù)測精度,又達(dá)到簡化計(jì)算過程的目的。AliBabikir和HenryMwambi[9]評估了動態(tài)因子模型(DFM)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)聯(lián)合預(yù)測的優(yōu)點(diǎn),研究結(jié)果表明,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合方法可以作為線性組合方法的替代方法,以獲得更高的預(yù)測精度。2.4集成預(yù)測方法。在很多情況下,被預(yù)測序列的動態(tài)變化往往不止一種成分,為了得到更好的預(yù)測結(jié)果,可以把經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)序列分為預(yù)測趨勢、季節(jié)或周期項(xiàng)和擾動項(xiàng),并用功能不同的預(yù)測技術(shù)分別加以處理再組合起來。當(dāng)然了,現(xiàn)實(shí)世界中影響數(shù)據(jù)的因素多種多樣,不可能如此明顯而整齊地被分解,但是這至少給我們提供了一種研究的思想,讓我們在具體的問題中可以根據(jù)它進(jìn)行具體的分析。徐龍琴[10]提出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD),相空間重構(gòu)和極端學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)的非線性組合預(yù)測模型,為南美白對蝦種植水溫的調(diào)控提供有效的技術(shù)支持。
3未來研究展望
組合預(yù)測本質(zhì)上是信息的融合,目前雖然在有關(guān)金融時(shí)間序列的組合預(yù)測模型和方法的研究和應(yīng)用方面取得了許多成果,但在不確定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下構(gòu)建組合預(yù)測模型,從單一預(yù)測模型的選擇、組合預(yù)測模型的構(gòu)建方法以及模型的有效性理論依然是組合預(yù)測領(lǐng)域未來研究的主題。
作者:吳曉峰 陳垚彤 趙桂彩 單位:1.北京信息科技大學(xué) 2.綠色發(fā)展大數(shù)據(jù)決策北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室