Прогнозирование финансовых рынков с использованием искусственных нейронных сетей

Министерство общего и  специального образования 
Российской Федерации

Владивостокский государственный  университет 
экономики и сервиса

Кафедра Информационных систем и  
прикладной информатики

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий  кафедрой

_____________ С.Ю.  Голиков

“____”_______________ 2000

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломной работе

“Прогнозирование финансовых рынков с использованием искусственных нейронных сетей”

индивидуальный шифр работы  И 051.002.369.000 ПЗ

 

 

Исполнитель		Д.В. Иванов
	(подпись,  дата)
Руководитель		О.Б. Богданова
	(подпись,  дата)
Консультант по экономике		Е.В. Моисеенко
	(подпись,  дата)
Нормоконтроль		С.Л. Бедрина
	(подпись,  дата)
Рецензент		Т.С. Закаидзе
	(подпись,  дата)

 

 

Владивосток

2000

 

АННОТАЦИЯ

Нейросетевая методология находит  все новые успешные применения в практике управления и принятия решений, в том числе - в финансовой и торговой сферах. Лежащая в ее основе теория нелинейных адаптивных систем доказала свою полезность при выработке прогнозов в целом ряде отраслей экономики и финансов.

Целью данной работы является изучение опыта специалистов в области  прогнозирования финансовых рынков с использованием искусственных  нейросетей, а также разработка собственных  подходов к прогнозированию рынка FOREX и проектированию торговых систем, пригодных для использования в торговом зале.

Для достижения поставленной цели в  работе выполняются опыты для  определения этапов процесса решения  задачи прогнозирования, которые нуждаются  в автоматизации, и на основе полученных результатов предлагается концептуальная схема системы прогнозирования финансовых рынков, базирующейся на технологии нейронных сетей.

Результаты применения нейронных  сетей для решения задач прогнозирования курсов валют в данной работе показали, что статическая нелинейная система может быть настроена так, чтобы выполнять анализ валютных рынков и прогнозировать курсы валют.

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Введение

Финансовые рынки последние  десять лет переживают период бурного  развития и глобализации связей. Наряду с крупными национальными фондовыми, фьючерсными, валютными биржевыми рынками, появились рынки мирового масштаба. Типичный современный финансовый рынок FOREX, например, сегодня представляет собой всемирную сеть банков, инвестиционных фондов и брокерских домов, которая включает в себя связанную компьютерную инфраструктуру, обслуживающую клиентов, торгующих валютами, заключающих  спекулятивные сделки для того, чтобы получить прибыль от ежесекундно изменяющихся курсов валют. Уже сейчас ежедневный оборот на рынке FOREX превышает один триллион долларов, согласно прогнозам экспертов он будет развиваться и дальше.

Известно, что около 99% всех сделок на финансовых рынках - спекулятивные, т.е. заключаемые исключительно с целью извлечения прибыли по схеме "купить дешевле - продать дороже". Все они основаны на предсказаниях изменений котировок участниками рынка. Для эффективного анализа рынка требуются соответствующие современным требованиям экономико-математические методы. Сегодня огромное количество ученых работают в области разработки методов прогнозирования финансовых рынков. Таким образом, исследования в области биржевых рынков - актуальное и перспективное направление деятельности и будет оставаться таковым в течение довольно долгого периода времени.

Системы базирующиеся на искусственных  нейронных сетях в последние годы все активнее используются для прогнозирования финансовых рынков. Отличие этого подхода от стандартных состоит в том, что он позволяет сделать систему самообучаемой, что особенно важно для трудноформализуемых задач. Благодаря возможности работы с «зашумленными» данными система получается гибкой и, хотя обычно не решает задачу со 100%-ной точностью, может принести значительную прибыль для приложений финансовой сферы. Интеллектуальные системы на основе искусственных нейронных сетей  позволяют с успехом решать задачи прогнозирования. Известны и иные, более традиционные подходы к решению этой проблемы, такие как классический технический анализ, анализ фундаментальных факторов, регрессионный и корреляционный анализ и т.п., однако они не обладают необходимой гибкостью за пределами ограниченных условий. Искусственные нейронные сети дают многообещающие альтернативные решения.

Целью данной работы является изучение опыта специалистов в области  прогнозирования финансовых рынков с использованием искусственных нейросетей, а также разработка собственных подходов к прогнозированию рынка FOREX и проектированию торговых систем, пригодных для использования в торговом зале.

Для достижения поставленной цели в  дипломной работе решаются  следующие  задачи:

а) проведение обзора специализированной литературы, ресурсов глобальной сети Интернет, а также рынка программных  средств, реализующих нейросетевые принципы для решения задач прогнозирования;

б)  постановка и выполнение оптов  с целью определения этапов процесса решения задачи прогнозирования, которые нуждаются в автоматизации; сделать выводы по результатам опытов;

в) на основе полученных результатов  разработать концептуальную схему  системы прогнозирования финансовых рынков, базирующейся на технологии нейронных сетей.

Работа основана на методологии, изложенной в специализированной литературе, журнальных публикациях и ресурсах глобальной сети Интернет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

 

1. Прогнозирование финансовых рынков

1.1. Современные финансовые рынки.  Международный валютный рынок FOREX

Валютный рынок FOREX - это мощнейший  финансовый инструмент, дающий возможность  получать высокую прибыль даже от незначительных колебаний цен на мировом рынке валют. Масштабы валютного  рынка огромны. Здесь ежедневно  продается и покупается около 1,5 триллионов долларов и объемы производимых операций увеличиваются до 25 % ежегодно. Это много больше объема любого товарного, фондового, фьючерсного или какого-либо другого рынка (для сравнения: ежедневный объем рынка ценных бумаг - около 300 миллиардов долларов, рынка валютных фьючерсов - около 40 миллиардов). По данным Нью-Йоркской фондовой биржи NYSE, максимальный торговый объем за день на бирже, зафиксированный 27 декабря 1995 года, составил 347 миллионов акций. Потребовалось бы от 8 до 10 недель, чтобы торговый объем на NYSE соответствовал объему торговли одного дня на рынке FOREX . Более того, Bank of America в 1997 году сделал предположение, что учитывая рост интереса в последнее время к игре на экзотических валютах, ежедневный торговый объем на международном валютном рынке FOREX может возрасти до 8 триллионов долларов уже в течение следующего десятилетия.

Состав участников валютного рынка  разнообразен: от крупнейших банков и  мощных международных инвестиционных фондов до небольших фирм и частных инвесторов (последняя группа самая многочисленная). Доходы от валютных операций на рынке FOREX составляют до 60% от всех доходов у многих банков (в отдельных случаях до 80%, как, например, в 1994г. у Union Bank of Switzerland - одного из крупнейших банков мира).

В настоящее время банк не может  быть конкурентоспособным и существовать без возможности осуществлять торговлю валютой. Валютные операции позволяют  банку быть независимым от изменения  курса доллара, если средства банка  находятся в долларах или любой другой валюте. Дилинговый отдел является неотъемлемой частью западного банка. От этого не уйти и банкам российским, так как закономерности развития рыночной экономики заставят, рано или поздно, включить валютный дилинг в арсенал средств, обязательных для выживания в условиях все обостряющейся конкурентной борьбы в банковской сфере.

Что же представляет из себя мировой  валютный рынок FOREX? Валютный рынок - это  вся совокупность конверсионных  операций по купле-продаже, расчетам и  предоставлению в ссуду иностранной валюты на конкретных условиях (сумма, обменный курс, период) с выполнением на определенную дату, осуществляемых между участниками валютного рынка. Текущие конверсионные операции по обмену одной валюты на другую составляют основную долю валютных операций. В отношении конверсионных операций в английском языке принят устойчивый термин Foreign Exchange Operations, сокращенно FOREX или FX.

Мировой межбанковский валютный рынок FOREX приобрел нынешний вид в середине 70-х годов, после прекращения в1971г. действия Бреттон-Вудской системы регулирования валютных курсов и переходе к "плавающим курсам". С этого времени FOREX становится самым динамичным и ликвидным рынком. Это единственный в мире рынок, работающий круглосуточно. Быстрое движение средств, низкая стоимость проводимых сделок, высокая ликвидность делает FOREX одним из самых привлекательных рынков для инвесторов.

Существенное отличие рынка FOREX от всех остальных рынков это то, что он не имеет какого-либо определенного  места торговли. FOREX это огромная сеть, соединенных между собой посредством телекоммуникаций, валютных дилеров, рассредоточенных по всем ведущим мировым финансовым центрам и круглосуточно работающим как единый механизм. Торговля валютой осуществляется по телефону или через терминалы компьютеров - сделки совершаются одновременно в сотнях банках во всем мире. Для получения информации о состоянии финансовых рынков в режиме реального времени, а также финансово-экономических новостей от международных и российских агентств используются международные информационные системы, такие как REUTERS, DOW JONES, CQG, BLOOMBERG, TENFORE и т.д.

Основными валютами, на долю которых  приходится основной объем всех операций на рынке FOREX, являются доллар США, евро, японская йена, швейцарский франк  и английский фунт стерлингов.

1.2. Прогнозирование финансовых рынков

1.2.1. Прогноз и цели его использования

Конечная эффективность любого решения зависит от последовательности событий, возникающих уже после принятия решения. Возможность предсказать неуправляемые аспекты этих событий перед принятием решения позволяет сделать наилучший выбор, который, в противном случае, мог бы быть не таким удачным. Поэтому системы планирования и управления, обычно, реализуют функцию прогноза.

Прогнозирование - это предсказание будущих событий. Целью прогнозирования является уменьшение риска при принятии решений. Прогноз обычно получается ошибочным, но ошибка зависит от используемой прогнозирующей системы. Предоставляя прогнозу больше ресурсов, можно увеличить точность прогноза и уменьшить убытки, связанные с неопределенностью при принятии решений.

Поскольку прогнозирование никогда  не сможет полностью уничтожить риск при принятии решений, необходимо явно определять неточность прогноза. Обычно, принимаемое решение определяется результатами прогноза (при этом предполагается, что прогноз правильный) с учетом возможной ошибки прогнозирования.

Сказанное выше предполагает, что  прогнозирующая система должна обеспечивать определение ошибки прогнозирования, также как и само прогнозирование. Такой подход значительно снижает риск объективно связанный с процессом принятия решений.

Необходимо отметить, что прогнозирование - это не конечная цель. Прогнозирующая система - это часть большой системы  управления и как подсистема, она  взаимодействует с другими компонентами системы, играя немалую роль в получаемом результате.

Предсказание финансовых временных  рядов - необходимый элемент любой  инвестиционной деятельности. Сама идея инвестиций - вложения денег сейчас с целью получения дохода в  будущем - основывается на идее прогнозирования будущего. Соответственно, предсказание финансовых временных рядов лежит в основе деятельности всей индустрии инвестиций - всех бирж и не биржевых систем торговли финансовыми инструментами.

1.2.2. Основные понятия и определения проблемы прогнозирования

Для того чтобы определить проблему прогнозирования, рассмотрим ее подробнее. Результаты прогнозирования используются для поддержки принятия решений. Следовательно, природа принимаемых  решений определяет большинство  желаемых характеристик прогнозирующей системы. Изучение решаемой проблемы должно помочь ответить на вопросы о том, что нужно прогнозировать, какую форму должен принять прогноз, какие временные элементы включаются и какова желательная точность прогноза.

При определении того, что нужно прогнозировать, необходимо указывать переменные, которые анализируются и предсказываются. Здесь очень важен требуемый уровень детализации. На используемый уровень детализации влияет множество факторов: доступность и точность данных, стоимость анализа и предпочтения пользователей результатов прогнозирования. В ситуациях, когда наилучший набор переменных неясен, можно попробовать разные альтернативы и выбрать один из вариантов, дающий наилучшие результаты. Обычно так осуществляется выбор при разработке прогнозирующих систем, основанных на анализе исторических данных.

Второй важный этап при построении прогнозирующей системы - это определение  следующих трех параметров: периода  прогнозирования, горизонта прогнозирования  и интервала прогнозирования. Период прогнозирования - это основная единица времени, на которую делается прогноз. Может потребоваться прогноз значения курса валюты на следующий день. В этом случае период - день. Горизонт прогнозирования - это число периодов в будущем, которые покрывает прогноз. То есть, может понадобиться прогноз на 10 дней вперед, с данными на каждый день. В этом случае период - сутки, а горизонт - 10 суток. Наконец, интервал прогнозирования - частота, с которой делается новый прогноз. Часто интервал прогнозирования совпадает с периодом прогнозирования. В этом случае прогноз пересматривается каждый период, используя требование за последний период и другую текущую информацию в качестве базиса для пересматриваемого прогноза. Если горизонт всегда имеет одну и ту же длину (t-периодов) и прогноз пересматривается каждый период, говорят что работа происходит на основе движущего горизонта. В этом случае, производится репрогнозирование требования для t-1 периода и выполняется оригинальный прогноз для периода t.