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2022-06-01
英文标题:
《Sequence Classification of the Limit Order Book using Recurrent Neural
  Networks》
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作者:
Matthew F Dixon
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最新提交年份:
2017
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英文摘要:
  Recurrent neural networks (RNNs) are types of artificial neural networks (ANNs) that are well suited to forecasting and sequence classification. They have been applied extensively to forecasting univariate financial time series, however their application to high frequency trading has not been previously considered. This paper solves a sequence classification problem in which a short sequence of observations of limit order book depths and market orders is used to predict a next event price-flip. The capability to adjust quotes according to this prediction reduces the likelihood of adverse price selection. Our results demonstrate the ability of the RNN to capture the non-linear relationship between the near-term price-flips and a spatio-temporal representation of the limit order book. The RNN compares favorably with other classifiers, including a linear Kalman filter, using S&P500 E-mini futures level II data over the month of August 2016. Further results assess the effect of retraining the RNN daily and the sensitivity of the performance to trade latency.
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中文摘要:
递归神经网络(RNN)是一种非常适合预测和序列分类的人工神经网络(ANN)。它们已被广泛应用于预测单变量金融时间序列,但其在高频交易中的应用尚未被考虑。本文解决了一个序列分类问题,在该问题中,使用对限价指令簿深度和市场订单的短序列观察来预测下一事件的价格翻转。根据该预测调整报价的能力降低了不利价格选择的可能性。我们的结果表明,RNN能够捕捉短期价格波动与限价订单簿时空表示之间的非线性关系。RNN在2016年8月使用S&P500 E-mini期货二级数据,与其他分类器(包括线性卡尔曼滤波器)相比,具有优势。进一步的结果评估了每天重新训练RNN的效果以及性能对交易延迟的敏感性。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Trading and Market Microstructure        交易与市场微观结构
分类描述:Market microstructure, liquidity, exchange and auction design, automated trading, agent-based modeling and market-making
市场微观结构,流动性,交易和拍卖设计,自动化交易,基于代理的建模和做市
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2022-6-1 04:01:42
使用递归神经网络对限额订单簿进行序列分类matthew Dixon11Stuart商学院,伊利诺伊州芝加哥市西35街10号伊利诺伊理工学院,邮编60616,matthew。dixon@stuart.iit.eduJuly14,2017抽象递归神经网络(RNN)是一种非常适合预测和序列分类的人工神经网络(ANN)。它们已被广泛应用于预测单变量金融时间序列,但它们在高频交易中的应用之前并未被考虑。本文解决了一个序列分类问题,其中使用对限价订单簿深度和市场订单的短序列观察来预测下一事件的价格波动。根据这种预测调整报价的能力降低了不利价格选择的可能性。我们的结果表明,RNNto能够捕捉短期价格波动和限价订单簿时空表示之间的非线性关系。使用2016年8月的S&P500 E-mini期货二级数据,RNN与其他分类工具(包括线性卡尔曼滤波器)相比,具有优势。进一步的结果评估了每天重新培训RNN的效果以及性能对交易延迟的敏感性。关键词:递归神经网络、限价指令簿、期货市场。1引言金融计量经济学方法面临的许多挑战包括时间序列的非平稳性、非线性或噪声。人工神经网络(ANN)在多变量金融时间序列方法中的应用已得到充分证明(Faraway and Chat field,1998;Refenes,1994;Trippi and DeSieno,1992;Kaastra and Boyd,1995)。
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2022-6-1 04:01:45
他们倾向于过度匹配、趋同问题和难以实施,这引发了人们的担忧,阻碍了金融行业从业者在预测低频波动或价格变化时早期采用他们。时变信号的建模和分析是信号处理的一个重要子领域。经典卡尔曼滤波器(KF)是动态系统中最成功的算法之一。KFs属于贝叶斯滤波器家族,包括粒子滤波和隐马尔可夫模型。基本方法对时变线性系统的隐藏状态进行最小均方误差估计。有充分证据表明,卡尔曼滤波器非常适合预测低频单变量金融时间序列,即每天记录一次(Gultekinand Paisley,2017),甚至记录到一秒的分辨率。微结构效应开始在更高的频率(通常为亚毫秒级)控制信号。市场知识1ARXIV:1707.05642v1【q-fin.TR】2017年7月14日微观结构成为准确预测价格变动的基础,而时间序列预测的问题无法直接应用于时变信号的建模。现代金融交易所通过即时双重拍卖促进了工具的电子交易。在每个时间点,市场需求和供应都可以通过电子限额订单簿来表示,这是一个以不同价格水平执行的订单横截面,远离市场价格。市场价格与其流动性密切相关,流动性是该工具可以立即转换为现金的因素。市场的流动性以其深度为特征,即关于市场价格的报价买入和卖出指令的总量。
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2022-6-1 04:01:48
市场的流动性随着交易活动的变化而变化(Bloom field et al.,2005);在任何时间点,市场流动性的数量都可以通过账面深度的横截面来表征。流动市场对市场参与者具有吸引力,因为它们允许以最佳可用价格近乎即时地执行大宗交易,价格影响较小。然而,有时大型市场订单或一系列小型市场订单将消耗整个价格水平。这就是市场价格在流动性市场中波动的原因,这一影响通常被从业者称为“价格波动”。价格水平消费之后,买卖价差开始扩大,随着做市商的利用,买卖价差迅速恢复,从而形成新的中间价。然而,对于限价订单簿传达预测信息的程度,似乎没有达成共识。研究股票的早期开创性论文,包括Glosten(1994);Seppi(1997)指出,内幕市场以外的限价指令包含的信息很少。相比之下,其他几项研究表明,此类限额指令具有信息性(Palour,1998;Bloom fifield et al.,2005;Cao et al.,2009;Zheng et al.,2013;Kearns and Nevmyvaka,2013;Cont et al.,2014;D.andPollak,2014)。特别是,Cao等人(2009年)研究了澳大利亚证券交易所的限价指令书的信息内容。他们发现,该书对价格发现的贡献约为22%,而其余的贡献来自一级数据和交易价格。他们还表明,需求和供应之间的订单失衡与短期未来回报之间存在着统计学上的显著关系。
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2022-6-1 04:01:51
越来越多的证据表明,微观结构研究对于发现长期关系甚至跨市场效应至关重要(Dobrislavand Schaumburg,2016)。许多数量,如限价指令状态下的价格变动概率,与交易和日内风险管理相关。订单账簿动态和价格变动之间的复杂关系一直是计量经济学和随机建模的重点(seeEngle和Russell(1998);Cont等人(2010年、2014年);Cont和de Larrard(2013年);查韦斯·卡西利亚斯和菲格罗亚·洛佩斯(2017)及其参考文献)。对于分析的可处理性,这些模型假设了一个数据生成过程,并且通常根据差异过程的渐近极限来估计数量。在马尔可夫环境下,并在进一步的建模假设下,如将市场订单的到达率视为泊松过程、同质订单规模以及取消和订单的独立性假设,推导出了上涨的概率。然而,这些建模假设可能太强,无法描述微观规模的书籍动态(sub1ms)。在这种规模下,价格不是马尔可夫的,增量既不是独立的,也不是固定的,取决于订单簿的状态。放松马尔可夫假设的尝试,例如使用“重交易”近似方法(Cont和de Larrard,2010;Chavez Casilland Figueroa Lopez,2017)最适合于价格变动的中尺度分析,而非微观尺度分析。在Cont和de Larrard(2013)的简化订单簿模型的指导下,我们的方法选择了相似的外部变量。特别是,我们将每个价格水平下的队列大小视为独立变量。此外,我们还包括市场订单的属性,尽管我们观察到其形式与预测价格变动的方向最相关。
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2022-6-1 04:01:54
与托卡斯特模型形成鲜明对比的是,我们没有对独立变量(又称特征)施加条件分布假设,也没有假设价格变动是马尔可夫的。上述大多数预测建模研究都依赖于回归,以解释流动性对连续成交量加权平均价格(VWAP)的解释力,即“智能价格”。智能价格对高频交易的效用有限。所谓的“做市商”在市场双方都提供限价订单报价,试图抓住价差。他们无法通过调整报价先发制人,通常会导致不利的价格选择和利润损失。智能价格的变化并不意味着价格波动。例如,最佳投标数量的变化将导致智能价格的变化,但不一定会导致中间价格的变化,后者的影响归因于来自传入市场订单的价格水平消耗。因此,成功预测价格波动,而不是智能价格的变化,可以直接用于避免不利的价格选择。传统的建模技术依赖于即时的市场内部流动性失衡,难以捕捉到涨跌数据中突然出现的价格波动。Breiman(Breiman,2001)在从数据得出结论时描述了统计建模的两种文化。一种假设数据生成过程,后者使用算法模型,将数据机制视为未知。机器学习属于简化模型估计过程的算法类。它的目的是在输入和输出变量之间的关系为非线性且输入空间通常为高维的复杂环境中提供预测。
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