全部版块 我的主页
论坛 经济学人 二区 外文文献专区
1155 31
2022-05-08
英文标题:
《U.S. stock market interaction network as learned by the Boltzmann
  Machine》
---
作者:
Stanislav S. Borysov and Yasser Roudi and Alexander V. Balatsky
---
最新提交年份:
2015
---
英文摘要:
  We study historical dynamics of joint equilibrium distribution of stock returns in the U.S. stock market using the Boltzmann distribution model being parametrized by external fields and pairwise couplings. Within Boltzmann learning framework for statistical inference, we analyze historical behavior of the parameters inferred using exact and approximate learning algorithms. Since the model and inference methods require use of binary variables, effect of this mapping of continuous returns to the discrete domain is studied. The presented analysis shows that binarization preserves market correlation structure. Properties of distributions of external fields and couplings as well as industry sector clustering structure are studied for different historical dates and moving window sizes. We found that a heavy positive tail in the distribution of couplings is responsible for the sparse market clustering structure. We also show that discrepancies between the model parameters might be used as a precursor of financial instabilities.
---
中文摘要:
我们使用外部场和成对耦合参数化的玻尔兹曼分布模型研究了美国股市中股票收益联合均衡分布的历史动力学。在统计推断的Boltzmann学习框架内,我们分析了使用精确和近似学习算法推断的参数的历史行为。由于模型和推理方法需要使用二元变量,因此研究了连续收益映射到离散域的效果。本文的分析表明,二值化保留了市场相关性结构。研究了不同历史日期和移动窗口大小下的外场分布、耦合特性以及产业集群结构。我们发现,耦合分布中的重正尾是稀疏市场集群结构的原因。我们还表明,模型参数之间的差异可能被用作金融不稳定的前兆。
---
分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Statistical Finance        统计金融
分类描述:Statistical, econometric and econophysics analyses with applications to financial markets and economic data
统计、计量经济学和经济物理学分析及其在金融市场和经济数据中的应用
--
一级分类:Physics        物理学
二级分类:Adaptation and Self-Organizing Systems        自适应和自组织系统
分类描述:Adaptation, self-organizing systems, statistical physics, fluctuating systems, stochastic processes, interacting particle systems, machine learning
自适应,自组织系统,统计物理,波动系统,随机过程,相互作用粒子系统,机器学习
--

---
PDF下载:
-->
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

全部回复
2022-5-8 01:49:26
Boltzmann MachineStanislav S.Borysov,1,2,*Yasser Roudi,1,3和Alexander V.Balatsky1,4 Nordita,KTH皇家理工学院和斯德哥尔摩大学,Roslagstullsbacken 23,SE-106 91斯德哥尔摩,瑞典纳米结构物理,KTH皇家理工学院,Roslagstullsbacken 21,SE-106 91斯德哥尔摩,瑞典卡夫利系统神经科学研究所,NTNU,7030特隆赫姆材料科学研究所,洛斯阿拉莫斯国家实验室,美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯87545(日期:2015年9月10日)我们使用外部场和成对耦合参数化的波尔兹曼分布模型研究美国股市股票收益联合均衡分布的历史动力学。在统计推断的Boltzmann学习框架内,我们分析了使用精确和近似学习算法推断的参数的历史行为。由于模型和推理方法需要使用二元变量,因此研究了连续收益映射到离散域的效果。分析表明,二值化保留了市场相关性结构。针对不同的历史日期和移动窗口,研究了外部场和耦合的分布特性以及工业部门集群结构。我们发现,耦合分布中的重正尾是市场集群结构的原因。我们还表明,模型参数之间的差异可能被用作金融不稳定的前兆。PACS编号:89.65。Gh,02.50。Tt,64.70。克吉。引言金融市场上的价格形成是一个复杂的问题:它反映了投资者对相关资产真实价值、生产者政策、外部监管和许多其他因素的看法。
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

2022-5-8 01:49:29
鉴于影响价格的因素很多,其中许多我们都不知道,描述价格形成基本上需要概率方法。在过去几十年中,来自不同科学领域的方法的协同作用为理解相关问题背后的机制开辟了新的视野。一种流行的方法是将金融市场视为一个复杂的系统,在这个系统中,不仅有大量的成分发挥着关键作用,而且它们之间也存在着非平凡的相互作用[1,2]。例如,对复杂金融系统的相关跨学科研究表明,随着内部结构的整体变化,它们对关键事件附近的波动和外部因素的敏感性增强[3–6]。这可以通过致力于平衡[9–12]和非平衡[13,14]相变的研究来补充。一般来说,复杂系统状态空间的统计建模需要使用真实数据记录该空间上的概率分布。在一个简单的建模版本中,由变量向量s描述的可观测配置(系统状态)的概率可以用指数形式P(s)=Z表示-1exp{-βH(s)},(1)*stanislav@smart.mit.edu; 当前地址:新加坡麻省理工学院研究与技术联盟,1 CREATE Way,#09-02,CREATE Tower,138602新加坡,其中H是系统的哈密顿量,β是逆温度(进一步β≡ 假设为1),Z是一个统计和。模型组件的物理意义取决于上下文,例如,在金融系统中,s可以表示股票收益的向量,H可以解释为逆效用函数[15]。通常,H的参数由其在s中的级数展开定义。
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

2022-5-8 01:49:33
基于最大熵原理[16,17],通常使用二次项展开,从而产生成对相互作用模型。在平衡情况下,哈密顿量的形式为H(s)=-h|s- s | Js,(2)其中h是外部电场大小N的向量,Jis是耦合的对称N×N矩阵(|表示串扰)。该模型还可能涉及隐藏状态(节点),这些状态是不可直接观察的,但我们仅限于考虑可见节点。由式(1)表示的基于能量的模型不仅在统计物理中,而且在神经科学(神经网络模型[18,19])和机器学习(也称为玻尔兹曼机器[20])中发挥着重要作用。最近,人们还探讨了成对互动模型在金融市场中的应用[15,21-23]。考虑到神经网络和金融网络[24]之间的拓扑相似性,这些系统可以被视为复杂自适应系统[25]的一个例子,其特点是能够适应不断变化的环境,试图与之保持平衡。从这个角度来看,市场结构属性,例如集群和网络[26–28],对股票价格建模起着重要作用。随着金融和经济系统的发展,这些系统中的适应(或学习)意味着H参数的变化。通过对模型参数进行统计推断,主要目标是建立一个能够根据特定历史时期的时间序列重现统计观测值的模型。在成对情况下,目标ishsiidata=hsiimodel,hsijidata=hsijimodel,(3)其中i=1,N和角括号表示随时间变化的统计平均值。有了特定的通用数学模型,我们还可以讨论金融和内部磁系统在相关现象方面的相似性,例如:。
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

2022-5-8 01:49:37
扩展性、顺序参数和相变等。即使在简化的情况下,当Si是只取两个离散值的二进制变量时,也可以捕捉到这些特征。当值si=+1和si=-1.本文还研究了分别对应的利润和损失。在这种情况下,耦合矩阵的对角元素Jii为零,因为si=1项不影响哈密顿量。值得强调的是,当前的研究发展了先前研究[15,21–23]中概述的想法,以一种更系统的方式研究了二值化、学习算法比较、参数分布的进化和缩放特性的影响。论文的结构如下。第二节介绍了h和J的基本统计定义和推理方法。第三节讨论了股票收益二值化的影响和模型参数的历史演变。最后,第四节第二节总结了我们调查的主要发现。数据和方法我们使用表一所列标准普尔500指数(以下简称标准普尔500指数)中N=71个股票价格时间序列[29]研究美国股市的历史动态。我们分析从1990年到2013年(5828个交易日)的离散日收盘价Si(t),并将其转换为对数回报率srawi(t)=ln[Si(t)/Si(t)- 1)].A.财务时间序列的基本统计分析图1(A)中的顶部面板显示了平均股票回报率的历史数据。为了从时间序列中提取长期趋势,我们采用了一种简单的移动窗口(或简单移动平均,SMA)方法。它就像一个低通滤波器,平均出高频分量,而高频分量通常与噪声有关。
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

2022-5-8 01:49:40
在SMA方法中,数据被分成大小为T的块(或窗口),假设时间序列在这个尺度上是平稳的。在这种情况下,tth chunk对应于TFIG。1.原始和二进制平均收益(a)的历史动态及其离散傅里叶变换(b)的振幅。两个标记日期之间的距离为1000个交易日。一些主要的金融危机以浅绿色背景突出显示:(1)1997-1998年的亚洲和俄罗斯危机,(2)网络泡沫,(3)2002年美国股市低迷,(4)美国房地产泡沫,(5)莱曼兄弟破产,随后是全球金融危机,(6)欧洲主权债务危机。每个面板中的数字显示了相应系列之间的总体历史相关性。平均回报率、经济周期和崩溃频率的历史值被保留为二元回报率,尽管最大值是有界的。平均加权的每日日志返回值(包括当前值)。对于每一组块,可以计算出不同的统计特征,例如平均HSII=TT-1Xt=0si(t),(4)和协方差矩阵C(N×N),元素scij=hsisji- Shihsji,(5)其中T≥ 假设协方差矩阵为正定义。下文中,角括号h i表示随时间的平均值(历史值),而条形表示随指数的平均值(向量或矩阵元素)。也可以使用更复杂的统计概念[30]或非线性数据转换来研究时间序列之间的非线性依赖关系,但本文仅考虑了最简单的线性情况。序列方差是自方差,σi≡ Cii,其中σ表示金融中的标准差或波动性。通常,SMA波动率是衡量回报稳定性的最简单风险指标。
二维码

扫码加我 拉你入群

请注明:姓名-公司-职位

以便审核进群资格,未注明则拒绝

点击查看更多内容…
栏目导航
热门文章
推荐文章

说点什么

分享

扫码加好友,拉您进群
各岗位、行业、专业交流群