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《新疆大学》 2007年
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一类非平稳经济序列预测模型的研究

李青  
【摘要】: 首先在引言部分阐述了时间序列模型的发展历程及一些相关的研究成果,就经济金融序列预测面临的若干问题进行分析,并对神经网络方法在经济中的应用及优化作了介绍。 其次,以时间序列为研究对象,神经网络作为预测工具,遗传算法作为优化手段,介绍了三者的基本理论及相互结合的原理。并利用时间序列建模理论,提出将Box-Jenkins方法论确立的预测时间序列模型的阶数作为神经网络的输入层节点数,大大缩短了学习效率。 然后,鉴于非平稳经济金融序列(包括汇率、股票指数等)的信息有诸多的随机性,存在很强的波动性和异方差性,而且不同时期影响因素不同,很难准确把握和反应这类序列的整体特征。尽管传统的Box-Jenkins方法论建立的ARIMA模型由于其简单性、可行性和实用性被广泛用于非平稳序列的预测.然而对于一些经济金融序列,它很难完全反应和解释残差中的自相关性和异方差性,对信息的不完全提取暗示了ARIMA模型的有限性。而人工神经网络对强大的非线性动态系统具有较强的自学习、自组织和自适应能力,可以有效地在数值上逼近时间序列内难以定量描述的相互关系,同时有良好的柔性。本文将二者有机的结合:先用ARIMA模型对经济序列中的线性部分进行预测,提取确定性信息,剩余残差含有的非线性特征信息用ANN模型提取,通过对模型参数选取的反复尝试和检验,建立了ARIMA-ANN混合模型,并对日元兑美元日汇率收盘价进行了预测。同时将适应于具有群聚波动和长记忆的非线性金融序列的GARCH模型用于对汇率的预测。通过实证分析,将单一的ARIMA模型、ANN模型和GARCH模型作为对比模型,依据四个模型的预测结果,分析各模型的预测特点和提取信息的能力,讨论了混合模型的效绩问题。 最后考虑到遗传算法与神经网络结合在经济预测中的应用目前报道还比较少,在股票指数预测中的应用在国内几乎没有。同时针对具体的经济金融问题,涉及遗传算法对神经网络的优化方案困难很多。本文在归纳分析BP算法的优势和缺点的基础上,运用Matlab工具箱实现了基于实数编码的遗传算法对于BP神经网络的结构及连接权值的优化方案,建立了GA-BP神经网络对时间序列的预测模型,通过滚动法和递归法对上证A指周K线值进行实证分析,并与ARIMA模型和一般的ANN模型进行比较,通过分析指数序列的特点和各模型的提取信息的能力,验证了遗传算法对网络能力的提高。 结论:1.通过建立的混合模型对汇率收盘价的预测结果、拟合图及与其他模型的评价指标进行对比,可以认为ARIMA-ANN模型和GARCH模型的预测汇率与实际汇率是非常接近的,拟合曲线几乎完全跟的上实际汇率走势。检验结果有力的证明了日元/美元的时间序列中存在GARCH效应。 2.将ARIMA、GA-BP和BP三种模型用于对股票指数的预测,后两种都得到了很好的预测结果;但是相比较而言, GA -BP神经网络模型预测上证指数比单一神经网络模型预测上证指数更加准确一些。这主要是由于股票数据的产生是随机的,不确定的,并且大多数数据都含有白噪声,而ARIMA模型是一种线性模型,对于股票价格变化这种非线性行为的分析、预测存在着先天的不足和缺陷;神经网络则具有很强的非线性映射能力和较好的鲁棒性,能够识别区分有噪声的样本。实证结果说明了利用BP神经网络预测方法对未来指数的长程预测具有一定的准确性,有了可参考的实用价值。而本文提出的将遗传算法和神经网络BP学习算法相结合的神经网络对股指的预测模型又胜一筹。预测结果与实际指数的相关性比较高,能够更好地体现未来指数变动的趋势。这种模型也适合于各种时间序列数据预测,具有一定的普遍实用性
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O211.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王蕊颖;王清;张颖;项良俊;;基于时间序列—动态神经网络吹填土沉降预测研究[J];工程地质学报;2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吉敏;支持向量回归机在组合预测中的应用研究[D];东华大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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2 白斌飞;基于神经网络理论的线性时间序列预测研究[D];西南交通大学;2005年
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5 吴喜;时间序列建模与模型选择的应用研究[D];合肥工业大学;2006年
6 赵燕;基于神经网络的股票预测分析和研究[D];长安大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪志宏;陈煜;王刚;;安徽省经济运行与电力消费关系分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年04期
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9 魏宁;边宽江;袁志发;;基于ARIMA模型的陕西省GDP分析与预测[J];安徽农业科学;2010年09期
10 金剑;苑长志;;河北省农村居民收入与消费关系实证研究[J];安徽农业科学;2010年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 管雪;王蔚;胡勇;;治理水平与FTA形成原因的政治经济学及实证分析[A];2008年度(第六届)中国法经济学论坛论文集(上)[C];2008年
2 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 朱春奎;曹玺;;财政科技投入与经济增长——基于VAR模型对中国(1985—2005)的经验分析[A];第二届中国公共预算研究全国学术研讨会论文集[C];2008年
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5 彭锦;;进化算法综述[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
6 刘德朋;孙启美;;一种变异概率的遗传算法[A];第六届中国青年运筹与管理学者大会论文集[C];2004年
7 郭洪晶;刘茂余;;我国国债发行规模的经济计量分析[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
8 文成林;李登峰;战荫伟;;非线性自回归过程的小波神经网络逼近[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 朱磊;贺小莉;;天津粮食发展:现状及影响因素[A];2008’中国食物与营养高层论坛论文集[C];2008年
10 胡硕;朱明;宋华军;;基于遗传算法的快速图像的相关匹配[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱瑞;对外贸易对黑龙江省经济发展影响机理及评价研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 董入芳;开放式基金对股市波动性的影响机理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 汪琼;我国轿车企业新车面市时间与先行者优势相关研究[D];华中科技大学;2010年
4 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 付晔;中国高校专利产出机制研究[D];华南理工大学;2010年
6 胡绍雨;清洁发展目标下和中国公共财政优化研究[D];南开大学;2010年
7 杨永华;国际分割生产与中国制造业出口发展的研究[D];南开大学;2010年
8 陈鹏;台湾经济波动冲击效应研究[D];南开大学;2010年
9 王文斌;我国房地产价格波动形成机制及影响因素研究[D];南开大学;2010年
10 曹珂;中国金融发展与比较优势:外部融资视角[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓英;人民币汇率变动对中国园艺产品出口的影响分析[D];华中农业大学;2010年
2 陈正坤;我国柑橘出口比较优势及其可持续性研究[D];华中农业大学;2010年
3 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
4 李旭东;煤矿通防安全信息集成与控制预警系统平台研究[D];山东科技大学;2010年
5 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 汤雪;时间序列线性表示方法及其相似性度量算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 刘炎;财务预警研究的可拓学方法及应用[D];辽宁师范大学;2010年
8 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
9 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
10 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李克钢;张重庆;;基于时间序列的神经网络建模及边坡位移预测[J];地下空间与工程学报;2009年S1期
2 黄修云,曹国安,张清;人工神经元网络在地下工程预测中的应用[J];北方交通大学学报;1998年01期
3 牛岑岑;王清;苑晓青;杨静;宋晶;王吉亮;;渗流作用下吹填土微观结构特征定量化研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年04期
4 于先文,胡伍生,王继刚;神经网络在建筑物沉降分析中的应用[J];测绘工程;2004年04期
5 傅庚,唐小我,曾勇;广义递归方差倒数组合预测方法研究[J];电子科技大学学报;1995年02期
6 曾勇,李玉东,唐小我;简单平均组合预测有效性的应用分析[J];电子科技大学学报;1999年01期
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8 高尚;梅亮;;基于支持向量机的电价组合预测模型[J];电力自动化设备;2008年11期
9 潘石柱;殳伟群;王令群;;基于支持向量机和核主成分分析的车牌字符识别[J];电子科技;2006年10期
10 杨嘉,吴祥生,王宁,张敏琦;基于Elman型神经网络的空调负荷预测模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴青;基于优化理论的支持向量机学习算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 桑伟锋;真空预压加固吹填土的室内模拟试验研究[D];吉林大学;2011年
2 白斌飞;基于神经网络理论的线性时间序列预测研究[D];西南交通大学;2005年
3 李忠浩;支持向量回归机研究及其应用[D];大连理工大学;2006年
4 汪明文;城市用水量组合预测模型的应用与研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 胡静;神经网络在股票市场预测中的应用研究[D];山东师范大学;2007年
6 杨彦宁;支持向量回归机在基金净值预测中的应用[D];西安科技大学;2008年
7 程春光;组合预测在石油行业预算管理中的应用[D];天津大学;2008年
8 韩锐;支持向量机在话务预测中的应用与研究[D];新疆大学;2010年
【二级引证文献】
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1 何晓庆;蔡娜;;基于模糊自适应变权重的经济时间序列组合预测模型研究[J];软科学;2013年01期
【二级参考文献】
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8 黄媛;基于市盈率模型的网络股定价及其改进[J];湖北商业高等专科学校学报;2000年03期
9 朱慧明,韩玉启;多元质量特性的贝叶斯过程能力指数[J];哈尔滨工业大学学报;2005年04期
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【相似文献】
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10 王硕儒,赵举孝,范德江;自组织神经网络用于地质样品分类[J];物探与化探;1997年02期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
2 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 马戎;智能控制技术在炼钢电弧炉中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
4 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
5 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
6 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
7 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
8 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
9 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
10 谭阳红;基于小波和神经网络的大规模模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
2 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
3 田鹏明;基于神经网络的振动主动控制研究[D];太原理工大学;2012年
4 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
5 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
6 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 来建波;基于神经网络的路段行程时间预测研究[D];云南大学;2011年
9 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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