R语言神经网络模型金融应用预测上证指数时间序列可视化

本文旨在利用神经网络模型来帮助客户预测上证指数的收盘价,通过分析不同历史数据作为输入,建立模型并进行预测。

由Kaizong Ye,Sherry Deng撰写

具体而言,我们设计了两个不同的模型,分别使用不同组合的历史收盘价数据作为输入,以比较它们在预测今天的收盘价方面的效果。


获取上证指数数据

首先,我们获取了上证指数的数据,并进行了必要的数据处理,将列名命名为”Open”、”High”、”Low”、”Close”、”Volume”和”Adjusted”。

下面是上证指数数据的前几行示例:

names(df)<-c("Open","High","Low","Close","Volume","Adjusted")  
head(df)

image.png

绘制指数走势

接着,我们绘制了上证指数的走势图,以直观展示指数的波动情况和趋势变化:


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模型一

在模型一中,我们使用昨天和前天的收盘价作为输入数据,建立神经网络模型来预测今天的收盘价。首先,我们生成训练数据,将收盘价和前两天的数据整合到一个数据框中:

获取滞后数据。

当为时间滞后效应移动列时,某些行将包含 NA(非数字)值。

将收盘价和昨天与前天的数据放到一个数据,并且使用昨天和前天的收盘价建立神经网络模型,预测今天的收盘。


# 生成训练数据 train <- data.frame(   Close=prices$Close,   prev_Close_1=shift(prices$Close, 1),
image.png

建立神经网络模型

raet(   formula=Close ~ prev_Close_1 + prev_Cl

然后,我们使用昨天和前天的收盘价建立神经网络模型,并进行预测。最终,我们绘制了实际数据和预测数据的对比图,以评估模型的预测效果。

image.png

模型二

在模型二中,我们使用昨天、前天和大前天的收盘价作为输入数据,建立神经网络模型来预测今天的收盘价。同样,我们生成训练数据,并建立神经网络模型进行预测。然后,我们绘制了模型二的预测结果与实际数据的对比图。

更新模型,使用昨天前天和大前天的收盘价来预测今天的收盘价,并且建立神经网络模型。


建立神经网络模型

nn <- nlnet( .... )

 绘制预测点和实际数据的对比

image.png

从图中可以看到红色为模型一的预测 ,蓝色为模型二的预测。从图的直观对比来看,红色更接近实际的收盘价,因此模型的拟合效果更好。

从图中可以看出,该神经网络模型共有四层,包括输入节点、隐藏层和输出节点。输入节点代表昨天和前天的收盘价数据,隐藏层用于处理和学习数据,输出节点用于预测今天的收盘价。通过学习历史数据,神经网络模型可以更好地预测未来数据,为投资者和分析师提供更准确的决策依据。


图片

R语言神经网络模型预测多元时间序列数据可视化

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综上所述,本文通过神经网络模型预测上证指数收盘价,展示了神经网络在金融数据分析中的应用。


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不同的输入数据和模型参数选择对于预测结果的影响至关重要。这些因素不仅直接关联到模型的准确性和可靠性,还能帮助人们更深入地理解市场的走势和动态。通过精心挑选和优化输入数据,以及调整模型参数,我们可以获得更为精准的预测结果,进而为实际的金融决策提供更为明确和有力的支持。

在金融领域,神经网络模型的应用前景尤为广阔。这种模型能够有效地处理大量的、复杂的数据,并通过学习和模拟人类大脑的运作方式,实现对市场趋势的准确预测。随着技术的不断发展和完善,神经网络模型将在未来的金融市场中发挥更加重要的作用,帮助人们更好地适应复杂多变的市场环境,做出更为明智和精准的决策。

综上所述,通过不断优化输入数据和模型参数,以及积极应用神经网络模型等先进技术,我们有望更好地理解和应对金融市场的挑战,实现更为稳健和可持续的发展。


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关于作者

Kaizong Ye拓端研究室(TRL)的研究员。在此对他对本文所作的贡献表示诚挚感谢,他在上海财经大学完成了统计学专业的硕士学位,专注人工智能领域。擅长Python.Matlab仿真、视觉处理、神经网络、数据分析。

本文借鉴了作者最近为《R语言数据分析挖掘必知必会 》课堂做的准备。

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