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2022-05-25
英文标题:
《Using String Invariants for Prediction Searching for Optimal Parameters》
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作者:
Marek Bundzel, Tomas Kasanicky, Richard Pincak
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最新提交年份:
2016
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英文摘要:
  We have developed a novel prediction method based on string invariants. The method does not require learning but a small set of parameters must be set to achieve optimal performance. We have implemented an evolutionary algorithm for the parametric optimization. We have tested the performance of the method on artificial and real world data and compared the performance to statistical methods and to a number of artificial intelligence methods. We have used data and the results of a prediction competition as a benchmark. The results show that the method performs well in single step prediction but the methods performance for multiple step prediction needs to be improved. The method works well for a wide range of parameters.
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中文摘要:
我们开发了一种基于字符串不变量的新预测方法。该方法不需要学习,但必须设置一小组参数以实现最佳性能。我们实现了一种用于参数优化的进化算法。我们在人工和真实数据上测试了该方法的性能,并将其与统计方法和一些人工智能方法进行了比较。我们使用数据和预测比赛的结果作为基准。结果表明,该方法在单步预测中表现良好,但在多步预测中的性能有待提高。该方法适用于范围广泛的参数。
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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
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Computational Finance        计算金融学
分类描述:Computational methods, including Monte Carlo, PDE, lattice and other numerical methods with applications to financial modeling
计算方法,包括蒙特卡罗,偏微分方程,格子和其他数值方法,并应用于金融建模
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Mathematical Finance        数学金融学
分类描述:Mathematical and analytical methods of finance, including stochastic, probabilistic and functional analysis, algebraic, geometric and other methods
金融的数学和分析方法,包括随机、概率和泛函分析、代数、几何和其他方法
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2022-5-25 10:07:31
1使用字符串不变量预测搜索最佳参数Marek Bundzel1、TomásKasanick'y2、Richard Pinckak3 1,斯洛伐克共和国科希策技术大学电气工程与信息学院控制论与人工智能系,2斯洛伐克科学院信息研究所,3实验物理研究所,斯洛伐克科学院。1马雷克。bundzel@tuke.sk,则,2kasanicky@neuron.tuke.sk3.pincak@saske.skAbstract-我们开发了一种基于字符串不变量的新预测方法。该方法不需要学习,但必须设置一小组参数以实现最佳性能。我们实现了一种用于参数优化的进化算法。我们在人工和真实数据上测试了该方法的性能,并将其与统计方法和一些人工智能方法进行了比较。我们使用数据和预测比赛的结果作为基准。结果表明,该方法在单步预测中表现良好,但在多步预测中的性能有待提高。该方法适用于范围广泛的参数。关键词-弦论和弦不变量、进化优化、人工智能I.简介弦论是在过去25年中发展起来的,它在物理学家中得到了高度的普及和尊重[1]。我们开发的预测模型将现代物理学的思想转移到了时间序列预测领域。物理统计观点证明了描述多身体效应占主导地位的系统的能力。该方法的预期应用领域是经济物理学,但该模型肯定不限于经济应用。
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2022-5-25 10:07:34
自底向上的方法可能难以跟踪复杂经济系统的行为,其中自治模型会遇到内在的可变性。主要动机来自实际的物理概念[2,3]。我们将这种新方法命名为基于字符串不变量的预测模型(PMBSI)。PMBSI基于【4】中描述的方法,并扩展了之前的工作。在【5】中,我们进行了对比实验分析,旨在确定PMBSI的优势和劣势,并将其性能与支持向量机(SVM)进行比较。PMBSI还代表了将弦理论应用于时间序列预测领域的首次尝试之一,而不仅仅是在高能物理领域。我们将在下面简要介绍预测模型。PMBSI需要设置多个参数以实现最佳性能。我们实现了一种进化算法来寻找最优参数。下面描述实现。我们展示了之前获得的结果,并将其与进化优化参数的结果进行了比较。我们还对2008年时间序列预测竞赛中使用的111个时间序列进行了PMBSI测试。因此,我们可以将其性能与广泛的方法进行比较。二、最先进的线性方法通常工作良好,可以为手头的任务提供足够的近似值,并且在数学上和实践上都很方便。然而,现实生活中的生成过程往往是非线性的。因此,基于不同方法创建了大量非线性预测模型(例如,GARCH[6]、ARCH[7]、ARMA[8]、ARIMA[9]等)。目前,可能最常用的方法是基于计算智能的。
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2022-5-25 10:07:39
许多研究文章将人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)相互比较,并与其他更传统的非线性统计方法进行比较。Tay2和Cao【10】研究了支持向量机在金融时间序列预测中的可行性,并将其与多层反向传播神经网络(BPNN)进行了比较。他们表明SVM优于BP神经网络。Kamruzzaman和Sarker【11】使用三种基于ANN的模型对货币汇率进行建模和预测,并与ARIMA模型进行比较。结果表明,所有基于人工神经网络的模型均优于ARIMA模型。Chen等人[12]以自回归模型为基准,比较了SVM和BPNN在预测亚洲六大股市方面的表现。同样,SVM和BPNN都优于传统模型。SVM实现了结构风险最小化,这是一种用于从有限训练数据集学习的模型选择归纳原则。因此,SVM通常被选为比较其他非线性模型的基准。许多受自然启发的预测方法已经过测试。Egroglu【13】将粒子群优化应用于模糊序列预测。LIU等人【14,15】应用ANFIS和进化优化预测TAIEX。迄今为止,没有一种非线性黑箱方法比其他方法具有显著的性能优势III.基于字符串不变量的预测模型() 转换如下    (1) 其中h表示() 和(+h) ,则, 是时间序列元素的索引。对于财务数据,例如平均货币汇率的报价序列,此操作将原始时间序列转换为一系列回报。
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2022-5-25 10:07:42
使用弦理论,让我们首先定义1-端点开弦映射    (2) 其中上标(1)表示端点的数量,以及 字符串的长度(字符串大小)。  是正整数。变量h可解释为沿字符串大小限制的额外尺寸延伸的变量. 转换的自然结果,公式(2),是边界条件的实现(3) 这适用于任何.  为了增强罕见事件的影响,引入了幂律Q变形模型   (4) 1-终点字符串定义了原点,它反映了  在天平上. 长期趋势的存在通过固定 在. 具有两个端点的开放串通过非线性映射引入,该映射结合了关于 在两个连续段      (5) 建议地图包括Dirichlet类型的边界条件完全(6) 特别是 包含有关以下行为差异的信息:在三个引号处  . 这个 针对不同符号的趋势发生,而 指示符号的匹配。现在我们定义了字符串不变量——在转换过程中不变的东西。我们将在数据中找到不变量,并利用它们预测未来的值。【16】中描述了一项旨在发现金融市场不变状态的类似研究。让我们3引入一个正整数 表示提前多少步的预测规模 存在预测值。
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2022-5-25 10:07:45
让我们引入一个辅助正整数 和一个条件 (7) 时间序列数据的非线性字符串映射的威力将被用来建立一个类似于【17、18、19】中所述的预测模型。我们提出了一种两端点混合管柱模型,其中一根管柱连续变形为另一根管柱。有关此方法的更多详细信息,请参阅我们上一篇论文的附录【5】。不变量族是使用参数化编写的                       (8) 在哪里,  是可以称为同伦参数的变量,  是实值参数,权重 以双峰单参数形式选择    和(9) 以上不是权重参数的唯一或理想设置。   用辅助变量表示                              (10) 因此,预期的预测表单读取          (11) 在哪里  , ( ). 推导基于不变性    (12) 如果 (13) 模型的自由参数为,  ,  ,    和.  这些必须在进化优化阶段设置。PMBSI不需要传统意义上的学习。PMBSI要求正在处理的时间序列为非负。否则,将不定义预测(NaN)。
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