基于参数优化的APSO-GRU模型研究及其应用

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股票作为一种理财产品受到很多人的喜爱,但随之而来的是股票投资的高风险性,因此对于股票价格的预测研究十分有必要且有意义。本文构建了CF_PSO-GRU模型和APSO-GRU模型——分别利用两种改进的粒子群算法寻找门控循环单元神经网络(GRU)的最优超参数,将最优超参数输入GRU模型中进行训练,最终的预测结果表明本文建立的模型有效。本文的主要内容如下:首先,本文选取了两个测试函数对标准的粒子群算法和两种改进算法进行测试对比,实验结果证实改进算法寻优效果更好。其次,本人参考了大量文献发现深度学习算法应用于股票预测具有相对较好的结果,因此本文以上证50指数(000016)作为研究对象,使用其近四年的交易数据分别基于循环神经网络(RNN)、长短期记忆神经网络(LSTM)和GRU进行实证研究,结果表明GRU的预测效果优于LSTM和RNN。然后,考虑到GRU的隐藏层神经元个数、学习率和批量大小难以确定,所以本文分别利用实验法、粒子群算法(PSO)、增加了压缩因子的粒子群算法(CF_PSO)和自适应权重的粒子群算法(APSO)分别寻找GRU的三个最优超参数,结果表明:(1)PSO、CF_PSO和APSO的寻优效果好于实验法;(2)CF_PSO和APSO的寻优效果好于PSO;(3)APSO寻优效果最好。最后,将寻找到的最优超参数输入GRU模型进行训练和预测,得到了较好的预测结果。
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