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lstm模型在股票价格预测中的应用

发布时间: 2022-06-30 15:08:58

❶ 如何在Python中用LSTM网络进行时间序列预测

时间序列模型

时间序列预测分析就是利用过去一段时间内某事件时间的特征来预测未来一段时间内该事件的特征。这是一类相对比较复杂的预测建模问题,和回归分析模型的预测不同,时间序列模型是依赖于事件发生的先后顺序的,同样大小的值改变顺序后输入模型产生的结果是不同的。
举个栗子:根据过去两年某股票的每天的股价数据推测之后一周的股价变化;根据过去2年某店铺每周想消费人数预测下周来店消费的人数等等

RNN 和 LSTM 模型

时间序列模型最常用最强大的的工具就是递归神经网络(recurrent neural network, RNN)。相比与普通神经网络的各计算结果之间相互独立的特点,RNN的每一次隐含层的计算结果都与当前输入以及上一次的隐含层结果相关。通过这种方法,RNN的计算结果便具备了记忆之前几次结果的特点。

典型的RNN网路结构如下:

4. 模型训练和结果预测
将上述数据集按4:1的比例随机拆分为训练集和验证集,这是为了防止过度拟合。训练模型。然后将数据的X列作为参数导入模型便可得到预测值,与实际的Y值相比便可得到该模型的优劣。

实现代码

  • 时间间隔序列格式化成所需的训练集格式

  • import pandas as pdimport numpy as npdef create_interval_dataset(dataset, look_back):

  • """ :param dataset: input array of time intervals :param look_back: each training set feature length :return: convert an array of values into a dataset matrix. """

  • dataX, dataY = [], [] for i in range(len(dataset) - look_back):

  • dataX.append(dataset[i:i+look_back])

  • dataY.append(dataset[i+look_back]) return np.asarray(dataX), np.asarray(dataY)


  • df = pd.read_csv("path-to-your-time-interval-file")

  • dataset_init = np.asarray(df) # if only 1 columndataX, dataY = create_interval_dataset(dataset, lookback=3) # look back if the training set sequence length

  • 这里的输入数据来源是csv文件,如果输入数据是来自数据库的话可以参考这里

  • LSTM网络结构搭建

  • import pandas as pdimport numpy as npimport randomfrom keras.models import Sequential, model_from_jsonfrom keras.layers import Dense, LSTM, Dropoutclass NeuralNetwork():

  • def __init__(self, **kwargs):

  • """ :param **kwargs: output_dim=4: output dimension of LSTM layer; activation_lstm='tanh': activation function for LSTM layers; activation_dense='relu': activation function for Dense layer; activation_last='sigmoid': activation function for last layer; drop_out=0.2: fraction of input units to drop; np_epoch=10, the number of epoches to train the model. epoch is one forward pass and one backward pass of all the training examples; batch_size=32: number of samples per gradient update. The higher the batch size, the more memory space you'll need; loss='mean_square_error': loss function; optimizer='rmsprop' """

  • self.output_dim = kwargs.get('output_dim', 8) self.activation_lstm = kwargs.get('activation_lstm', 'relu') self.activation_dense = kwargs.get('activation_dense', 'relu') self.activation_last = kwargs.get('activation_last', 'softmax') # softmax for multiple output

  • self.dense_layer = kwargs.get('dense_layer', 2) # at least 2 layers

  • self.lstm_layer = kwargs.get('lstm_layer', 2) self.drop_out = kwargs.get('drop_out', 0.2) self.nb_epoch = kwargs.get('nb_epoch', 10) self.batch_size = kwargs.get('batch_size', 100) self.loss = kwargs.get('loss', 'categorical_crossentropy') self.optimizer = kwargs.get('optimizer', 'rmsprop') def NN_model(self, trainX, trainY, testX, testY):

  • """ :param trainX: training data set :param trainY: expect value of training data :param testX: test data set :param testY: epect value of test data :return: model after training """

  • print "Training model is LSTM network!"

  • input_dim = trainX[1].shape[1]

  • output_dim = trainY.shape[1] # one-hot label

  • # print predefined parameters of current model:

  • model = Sequential() # applying a LSTM layer with x dim output and y dim input. Use dropout parameter to avoid overfitting

  • model.add(LSTM(output_dim=self.output_dim,

  • input_dim=input_dim,

  • activation=self.activation_lstm,

  • dropout_U=self.drop_out,

  • return_sequences=True)) for i in range(self.lstm_layer-2):

  • model.add(LSTM(output_dim=self.output_dim,

  • input_dim=self.output_dim,

  • activation=self.activation_lstm,

  • dropout_U=self.drop_out,

  • return_sequences=True)) # argument return_sequences should be false in last lstm layer to avoid input dimension incompatibility with dense layer

  • model.add(LSTM(output_dim=self.output_dim,

  • input_dim=self.output_dim,

  • activation=self.activation_lstm,

  • dropout_U=self.drop_out)) for i in range(self.dense_layer-1):

  • model.add(Dense(output_dim=self.output_dim,

  • activation=self.activation_last))

  • model.add(Dense(output_dim=output_dim,

  • input_dim=self.output_dim,

  • activation=self.activation_last)) # configure the learning process

  • model.compile(loss=self.loss, optimizer=self.optimizer, metrics=['accuracy']) # train the model with fixed number of epoches

  • model.fit(x=trainX, y=trainY, nb_epoch=self.nb_epoch, batch_size=self.batch_size, validation_data=(testX, testY)) # store model to json file

  • model_json = model.to_json() with open(model_path, "w") as json_file:

  • json_file.write(model_json) # store model weights to hdf5 file

  • if model_weight_path: if os.path.exists(model_weight_path):

  • os.remove(model_weight_path)

  • model.save_weights(model_weight_path) # eg: model_weight.h5

  • return model

  • 这里写的只涉及LSTM网络的结构搭建,至于如何把数据处理规范化成网络所需的结构以及把模型预测结果与实际值比较统计的可视化,就需要根据实际情况做调整了。

    ❷ 一支简单的股票价格预测的数学模型!!!!

    对于股票价格只能是在理论上,换句话说是在你自己的期望预期。
    而对于股票价格预测一般是从他的基本面上来考虑。
    你可以试试下面的方法:
    杜邦财务分析法及案例分析
    摘要:杜邦分析法是一种财务比率分解的方法,能有效反映影响企业获利能力的各指标间的相互联系,对企业的财务状况和经营成果做出合理的分析。
    关键词:杜邦分析法;获利能力;财务状况
    获利能力是企业的一项重要的财务指标,对所有者、债权人、投资者及政府来说,分析评价企业的获利能力对其决策都是至关重要的,获利能力分析也是财务管理人员所进行的企业财务分析的重要组成部分。
    传统的评价企业获利能力的比率主要有:资产报酬率,边际利润率(或净利润率),所有者权益报酬率等;对股份制企业还有每股利润,市盈率,股利发放率,股利报酬率等。这些单个指标分别用来衡量影响和决定企业获利能力的不同因素,包括销售业绩,资产管理水平,成本控制水平等。
    这些指标从某一特定的角度对企业的财务状况以及经营成果进行分析,它们都不足以全面地评价企业的总体财务状况以及经营成果。为了弥补这一不足,就必须有一种方法,它能够进行相互关联的分析,将有关的指标和报表结合起来,采用适当的标准进行综合性的分析评价,既全面体现企业整体财务状况,又指出指标与指标之间和指标与报表之间的内在联系,杜邦分析法就是其中的一种。
    杜邦财务分析体系(TheDuPontSystem)是一种比较实用的财务比率分析体系。这种分析方法首先由美国杜邦公司的经理创造出来,故称之为杜邦财务分析体系。这种财务分析方法从评价企业绩效最具综合性和代表性的指标-权益净利率出发,层层分解至企业最基本生产要素的使用,成本与费用的构成和企业风险,从而满足通过财务分析进行绩效评价的需要,在经营目标发生异动时经营者能及时查明原因并加以修正,同时为投资者、债权人及政府评价企业提供依据。
    一、杜邦分析法和杜邦分析图
    杜邦模型最显着的特点是将若干个用以评价企业经营效率和财务状况的比率按其内在联系有机地结合起来,形成一个完整的指标体系,并最终通过权益收益率来综合反映。采用这一方法,可使财务比率分析的层次更清晰、条理更突出,为报表分析者全面仔细地了解企业的经营和盈利状况提供方便。
    杜邦分析法有助于企业管理层更加清晰地看到权益资本收益率的决定因素,以及销售净利润率与总资产周转率、债务比率之间的相互关联关系,给管理层提供了一张明晰的考察公司资产管理效率和是否最大化股东投资回报的路线图。
    杜邦分析法利用各个主要财务比率之间的内在联系,建立财务比率分析的综合模型,来综合地分析和评价企业财务状况和经营业绩的方法。采用杜邦分析图将有关分析指标按内在联系加以排列,从而直观地反映出企业的财务状况和经营成果的总体面貌。
    杜邦财务分析体系如图所示:

    二、对杜邦图的分析
    1.图中各财务指标之间的关系:
    可以看出杜邦分析法实际上从两个角度来分析财务,一是进行了内部管理因素分析,二是进行了资本结构和风险分析。
    权益净利率=资产净利率×权益乘数
    权益乘数=1÷(1-资产负债率)
    资产净利率=销售净利率×总资产周转率
    销售净利率=净利润÷销售收入
    总资产周转率=销售收入÷总资产
    资产负债率=负债总额÷总资产
    2.杜邦分析图提供了下列主要的财务指标关系的信息:
    (1)权益净利率是一个综合性最强的财务比率,是杜邦分析系统的核心。它反映所有者投入资本的获利能力,同时反映企业筹资、投资、资产运营等活动的效率,它的高低取决于总资产利润率和权益总资产率的水平。决定权益净利率高低的因素有三个方面--权益乘数、销售净利率和总资产周转率。权益乘数、销售净利率和总资产周转率三个比率分别反映了企业的负债比率、盈利能力比率和资产管理比率。
    (2)权益乘数主要受资产负债率影响。负债比率越大,权益乘数越高,说明企业有较高的负债程度,给企业带来较多地杠杆利益,同时也给企业带来了较多地风险。资产净利率是一个综合性的指标,同时受到销售净利率和资产周转率的影响。
    (3)资产净利率也是一个重要的财务比率,综合性也较强。它是销售净利率和总资产周转率的乘积,因此,要进一步从销售成果和资产营运两方面来分析。
    销售净利率反映了企业利润总额与销售收入的关系,从这个意义上看提高销售净利率是提高企业盈利能力的关键所在。要想提高销售净利率:一是要扩大销售收入;二是降低成本费用。而降低各项成本费用开支是企业财务管理的一项重要内容。通过各项成本费用开支的列示,有利于企业进行成本费用的结构分析,加强成本控制,以便为寻求降低成本费用的途径提供依据。
    企业资产的营运能力,既关系到企业的获利能力,又关系到企业的偿债能力。一般而言,流动资产直接体现企业的偿债能力和变现能力;非流动资产体现企业的经营规模和发展潜力。两者之间应有一个合理的结构比率,如果企业持有的现金超过业务需要,就可能影响企业的获利能力;如果企业占用过多的存货和应收账款,则既要影响获利能力,又要影响偿债能力。为此,就要进一步分析各项资产的占用数额和周转速度。对流动资产应重点分析存货是否有积压现象、货币资金是否闲置、应收账款中分析客户的付款能力和有无坏账的可能;对非流动资产应重点分析企业固定资产是否得到充分的利用。
    三、利用杜邦分析法作实例分析
    杜邦财务分析法可以解释指标变动的原因和变动趋势,以及为采取措施指明方向。下面以一家上市公司北汽福田汽车(600166)为例,说明杜邦分析法的运用。
    福田汽车的基本财务数据如下表:

    (一)对权益净利率的分析
    权益净利率指标是衡量企业利用资产获取利润能力的指标。权益净利率充分考虑了筹资方式对企业获利能力的影响,因此它所反映的获利能力是企业经营能力、财务决策和筹资方式等多种因素综合作用的结果。
    该公司的权益净利率在2001年至2002年间出现了一定程度的好转,分别从2001年的0.097增加至2002年的0.112.企业的投资者在很大程度上依据这个指标来判断是否投资或是否转让股份,考察经营者业绩和决定股利分配政策。这些指标对公司的管理者也至关重要。
    公司经理们为改善财务决策而进行财务分析,他们可以将权益净利率分解为权益乘数和资产净利率,以找到问题产生的原因。
    表三:权益净利率分析表

    福田汽车权益净利率=权益乘数×资产净利率
    2001年0.097=3.049×0.032
    2002年0.112=2.874×0.039
    通过分解可以明显地看出,该公司权益净利率的变动在于资本结构(权益乘数)变动和资产利用效果(资产净利率)变动两方面共同作用的结果。而该公司的资产净利率太低,显示出很差的资产利用效果。
    (二)分解分析过程:
    权益净利率=资产净利率×权益乘数
    2001年0.097=0.032×3.049
    2002年0.112=0.039×2.874
    经过分解表明,权益净利率的改变是由于资本结构的改变(权益乘数下降),同时资产利用和成本控制出现变动(资产净利率也有改变)。那么,我们继续对资产净利率进行分解:
    资产净利率=销售净利率×总资产周转率
    2001年0.032=0.025×1.34
    2002年0.039=0.017×2.29
    通过分解可以看出2002年的总资产周转率有所提高,说明资产的利用得到了比较好的控制,显示出比前一年较好的效果,表明该公司利用其总资产产生销售收入的效率在增加。总资产周转率提高的同时销售净利率的减少阻碍了资产净利率的增加,我们接着对销售净利率进行分解:
    销售净利率=净利润÷销售收入
    2001年0.025=10284.04÷411224.01
    2002年0.017=12653.92÷757613.81
    该公司2002年大幅度提高了销售收入,但是净利润的提高幅度却很小,分析其原因是成本费用增多,从表一可知:全部成本从2001年403967.43万元增加到2002年736747.24万元,与销售收入的增加幅度大致相当。下面是对全部成本进行的分解:
    全部成本=制造成本+销售费用+管理费用+财务费用
    2001年403967.43=373534.53+10203.05+18667.77+1562.08
    2002年736747.24=684559.91+21740.962+25718.20+5026.17通过分解可以看出杜邦分析法有效的解释了指标变动的原因和趋势,为采取应对措施指明了方向。
    在本例中,导致权益利润率小的主原因是全部成本过大。也正是因为全部成本的大幅度提高导致了净利润提高幅度不大,而销售收入大幅度增加,就引起了销售净利率的减少,显示出该公司销售盈利能力的降低。资产净利率的提高当归功于总资产周转率的提高,销售净利率的减少却起到了阻碍的作用。
    由表4可知,福田汽车下降的权益乘数,说明他们的资本结构在2001至2002年发生了变动2002年的权益乘数较2001年有所减小。权益乘数越小,企业负债程度越低,偿还债务能力越强,财务风险程度越低。这个指标同时也反映了财务杠杆对利润水平的影响。财务杠杆具有正反两方面的作用。在收益较好的年度,它可以使股东获得的潜在报酬增加,但股东要承担因负债增加而引起的风险;在收益不好的年度,则可能使股东潜在的报酬下降。该公司的权益乘数一直处于2~5之间,也即负债率在50%~80%之间,属于激进战略型企业。管理者应该准确把握公司所处的环境,准确预测利润,合理控制负债带来的风险。
    因此,对于福田汽车,当前最为重要的就是要努力减少各项成本,在控制成本上下力气。同时要保持自己高的总资产周转率。这样,可以使销售利润率得到提高,进而使资产净利率有大的提高。
    四、结论
    综上所述,杜邦分析法以权益净利率为主线,将企业在某一时期的销售成果以及资产营运状况全面联系在一起,层层分解,逐步深入,构成一个完整的分析体系。它能较好的帮助管理者发现企业财务和经营管理中存在的问题,能够为改善企业经营管理提供十分有价值的信息,因而得到普遍的认同并在实际工作中得到广泛的应用。
    但是杜邦分析法毕竟是财务分析方法的一种,作为一种综合分析方法,并不排斥其他财务分析方法。相反与其他分析方法结合,不仅可以弥补自身的缺陷和不足,而且也弥补了其他方法的缺点,使得分析结果更完整、更科学。比如以杜邦分析为基础,结合专项分析,进行一些后续分析对有关问题作更深更细致分析了解;也可结合比较分析法和趋势分析法,将不同时期的杜邦分析结果进行对比趋势化,从而形成动态分析,找出财务变化的规律,为预测、决策提供依据;或者与一些企业财务风险分析方法结合,进行必要的风险分析,也为管理者提供依据,所以这种结合,实质也是杜邦分析自身发展的需要。分析者在应用时,应注意这一点。

    ❸ 时间序列在股市有哪些应用

    时间序列分析在股票市场中的应用
    摘要
    在现代金融浪潮的推动下,越来越多的人加入到股市,进行投资行为,以期得到丰厚的回报,这极大促进了股票市场的繁荣。而在这种投资行为的背后,越来越多的投资者逐渐意识到股市预测的重要性。
    所谓股票预测是指:根据股票现在行情的发展情况地对未来股市发展方向以及涨跌程度的预测行为。这种预测行为只是基于假定的因素为既定的前提条件为基础的。但是在股票市场中,行情的变化与国家的宏观经济发展、法律法规的制定、公司的运营、股民的信心等等都有关联,因此所谓的预测难于准确预计。
    时间序列分析是经济预测领域研究的重要工具之一,它描述历史数据随时间变化的规律,并用于预测经济数据。在股票市场上,时间序列预测法常用于对股票价格趋势进行预测,为投资者和股票市场管理管理方提供决策依据。

    ❹ 什么算法可以改进lstm

    基于模糊聚类算法改进lstm的预测方法。
    发明的目的在于解决股票市场中的价格预测问题,提供一种基于模糊聚类算法改进lstm的预测方法,该预测方法引入模糊聚类算法,对已序列化的数据进行模糊聚类得到隶属度矩阵,并利用隶属度矩阵对经过融合的lstm网络输出进行加权求和,最终得到股票价格预测值,可以有效的模拟股票趋势中的波动特点及场景,使得预测结果更加准确且符合实际。

    ❺ 请教用人工神经网络进行股票预测在weka

    预测股票可不是有以往股票数据就能的,要考虑因果性,现实事件与股票波动有因果性,也就是时序性。在这情况下有LSTM单元组成循环神经网络可以做到,但训练集的强度跟体积可是很大的,这需要注意。

    ❻ 股票的预测模型有哪些

    股票的预测模型:
    1、净现金流量折现法;
    2、投资机会折现法;
    3、股利折现法;
    4、盈余折现法;
    除此之外,想了解更多的股票类的知识,可以下载财源滚滚APP软件,系统学习下

    ❼ 应用计量经济学时间序列分析在股票预测上有多大的作用

    作用没有想象中的大,你可以用股票的滞后变量来进行回归分析,滞后2~3期就够了,不过数据必须具体点,最好细分到每季度、每月的上证指数,还有时间上怎么也要十年左右吧!

    我以前在论文附录中做过分析,数据都是自己按季度整理的,挺麻烦的呢,如果需要的话就发给你~

    还有就是,我觉得写关于股票的预测方面的实际用处并不是很大,毕竟股票的影响因素太多,单单的凭借以前的走势而预期太不好了。。我自己也炒股票,就像那些macd、kdj之类的指标根本就起不到太大的作用,如果那个能预期的话,股市岂不就成了提款机了?现在你做的这个就像是那些指标一样,要知道,股市是活的,人是活的,而指标确实死的!说这么多的意思就是股市不是能简单预测的,你做的那个用处不大。。

    如果你想做的话,建议换个题目,我当时的写的是对弗里德曼的货币需求理论在中国市场的分析。你可以写写货币供应量对通货膨胀的时滞性,分析下在我国市场的滞后期大概是多少~数据在国家统计局和中国人民银行都可以找到的,样本空间一定要足够大,在对滞后变量分析时候主要考虑各自的T检验是否通过,一般从通过之后大概就是那个的滞后期!这个比较直接反而有些许用处~
    要是能分析出国家的一般性政策对实体市场的影响就更好了,更有用了~

    呵呵,以上只是自己的建议~有什么其他的问题就给我留言吧~

    ❽ lstm具有什么特点

    LSTM(Long Short-Term Memory)是长短期记忆网络,是一种时间递归神经网络(RNN),主要是为了解决长序列训练过程中的梯度消失和梯度爆炸问题。简单来说,就是相比普通的RNN,LSTM能够在更长的序列中有更好的表现。 LSTM 已经在科技领域有了多种应用。基于 LSTM 的系统可以学习翻译语言、控制机器人、图像分析、文档摘要、语音识别图像识别、手写识别、控制聊天机器人、预测疾病、点击率和股票、合成音乐等等任务。
    工作原理
    LSTM区别于RNN的地方,主要就在于它在算法中加入了一个判断信息有用与否的“处理器”,这个处理器作用的结构被称为cell。

    一个cell当中被放置了三扇门,分别叫做输入门、遗忘门和输出门。一个信息进入LSTM的网络当中,可以根据规则来判断是否有用。只有符合算法认证的信息才会留下,不符的信息则通过遗忘门被遗忘。

    说起来无非就是一进二出的工作原理,却可以在反复运算下解决神经网络中长期存在的大问题。目前已经证明,LSTM是解决长序依赖问题的有效技术,并且这种技术的普适性非常高,导致带来的可能性变化非常多。各研究者根据LSTM纷纷提出了自己的变量版本,这就让LSTM可以处理千变万化的垂直问题。

    ❾ BSM模型怎样给股票估值

    股票估值分为绝对估值和相对估值。绝对估值绝对估值是通过对上市公司历史及当前的基本面的分析和对未来反应公司经营状况的财务数据的预测获得上市公司股票的内在价值。绝对估值的方法:一是现金流贴现定价模型,二是B-S期权定价模型(主要应用于期权定价、权证定价等)。现金流贴现定价模型目前使用最多的是DDM和DCF,而DCF估值模型中,最广泛应用的就是FCFE股权自由现金流模型。绝对估值的作用:股票的价格总是围绕着股票的内在价值上下波动,发现价格被低估的股票,在股票的价格远远低于内在价值的时候买入股票,而在股票的价格回归到内在价值甚至高于内在价值的时候卖出以获利。相对估值相对估值是使用市盈率、市净率、市售率、市现率等价格指标与其它多只股票(对比系)进行对比,如果低于对比系的相应的指标值的平均值,股票价格被低估,股价将很有希望上涨,使得指标回归对比系的平均值。相对估值包括PE、PB、PEG、EV/EBITDA等估值法。通常的做法是对比,一个是和该公司历史数据进行对比,二是和国内同行业企业的数据进行对比,确定它的位置,三是和国际上的(特别是香港和美国)同行业重点企业数据进行对比。联合估值联合估值是结合绝对估值和相对估值,寻找同时股价和相对指标都被低估的股票,这种股票的价格最有希望上涨。股票估值的意义帮助投资者发现价值被严重低估的股票,买入待涨获利,直接带来经济利益;帮助投资者判断手中的股票是否被高估或低估,以作出卖出或继续持有的决定,帮助投资者锁定盈利或坚定持有以获得更高收益的决心;帮助投资者分析感兴趣的股票的风险。估值指数越低的股票,其下跌的风险就越小。估值指数小于30%或操作建议给出“立即买入”或“买入”的股票即使下跌也是暂时的;帮助投资者判断机构或投资咨询机构推荐的股票的安全性和获利性,做到有理有据的接受投资建议;帮助投资者在热点板块中寻找最大的获利机会。通常热点板块中的股票的表现大相径庭,有些投资者虽然踏中的热点,却获利不高。估值帮助投资者在热点板块中寻找到最佳的股票、获得最大的收益; 帮助投资者理解股评信息中对股票价值低估的判断