基于注意力机制的CNN-LSTM沪金期货价格预测

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gianfranco1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
黄金自古以来既可以作为金属商品,也可以作为货币流通工具,能够兼具商品和投资的双重属性。由于这种双重性,黄金价格发生剧烈的波动将会导致一国经济的震荡,引发投资者的恐慌。同时,由于黄金在全球无阻碍流通,是所有国家和地区的储备货币,这种影响甚至会传导整个国际经济运行。2020年,全球经济市场经历了跌宕起伏的一年。在新的冠状病毒肺炎流行的影响下,各大金融市场都出现了较大幅度的震荡,全球风险资产大幅下跌,中国第一季度的GDP遭受了29年的最大同比降幅,而美国曾经引以为傲的十年大牛市则是经历了史无前例的多次熔断,外部市场不友好的投资环境让大量资金流入作为避险资产黄金交易市场,而其价格一度大幅冲高。现货买卖的高频交易也吸引了大量投资者将黄金期货交易的作为风险规避和赚取利润的拥趸者。虽然沪金现货有很高的规避系统性风险的功能,但是期货由于高杠杆性导致其蕴藏的风险也更大,因此对期货进行价格预测,能够更好地发挥其套期保值、价格发现、资产配置、双边套利等功能,帮助投资者及时做好应对。本文基于以上目标提出了引入注意力机制的CNN-LSTM的沪金期货预测模型。以2008年1月9日至2020年12月31日上海黄金交易所沪金期货主力合约收盘价格以及相关指标作为实证分析,通过RMSE、MAE、R~2等评估指标衡量模型性能,与BP、GRU、SVM等现行主流金融时间序列预测模型进行对比研究,得到如下结论:(1)通过分别建立LSTM、BP、GRU、SVM单模块预测模型,研究结果表明,在该时段沪金期货价格的预测中,BP、GRU、SVM的预测性能要远好于LSTM,四种单模型的RMSE值分别为67.4903、34.8582、36.5678、35.2346;MAE值分别为37.1056、26.2110、29.4222、34.7137;R~2分别为0.6224,0.6804、0.6456、0.6054。说明在单模块多维预测模型比较中BP预测模型效果更优,而LSTM存在一定的多维特征空间联系缺失的问题。(2)通过分别建立CNN-LSTM、CNN-BP、CNN-GRU、CNN-SVM预测模型。实验结果表明,在引入CNN模块之后LSTM、BP、GRU、SVM的预测性能都得到了提升,尤其是LSTM的精准度有了质的飞跃。这说明CNN的空间泛化能力能够弥补LSTM预测模型的缺陷,在时间维度和空间维度上都能有效的提取特征,而对于其他模型来说,虽然也有所提升,但是CNN并不能与之进行很好地模块融合。(3)通过建立Attention-CNN-LSTM、Attention-CNN-BP、Attention-CNN-GRU、Attention-CNN-SVM预测模型。实验结果表明在(2)的基础上引入注意力机制后的各个预测模型或多或少有了一定的性能提升,在进行评估后,引入注意力机制的CNN-LSTM表现最优。这就说明本文在前文中提出的设想:引入注意力机制能够加大重要影响信息影响程度,去除无效信息,是正确的,并在实证中得到了验证。(4)根据预测值与真实值进行比较后,在波动较小,数据较为平稳时间段中Attention-CNN-LSTM能够完美拟合,进行准确预测,包括数值和趋势。而在波动较大的时候,模型在具体数值上有所失真,但是在波动趋势上,Attention-CNN-LSTM依旧有良好的表现力,并且预测的结果要领先于真实值的变动,可以依据实际结果进行投资判断。基于实证结论以及消融实验,本文认为Attention-CNN-LSTM预测效果优于其他对比模型进行,该模型糅合了CNN和LSTM,在空间维度上,CNN具有抽象出基础特并动态泛化的优势,能够提取多维样本间的局部特征,并将提出的片段特征向量连接整合,LSTM作用于延伸时间维度,保留长期记忆对当前时刻的影响。在期货预测任务中,需要考虑时序数据在时空上的双重维度相关性。引入注意力机制将其应用于金融时序预测领域,根据长序包含的子序列对于预测影响程度的不同进行赋权,全盘获取时序信息,根据学习到的短序列特征的重要程度进行自动赋权,隐匿预测过程中非重要特征的干扰,进一步提升模型性能。
其他文献
城市公园作为城市中仅有的自然景观元素,是城市绿地结构的重要组成部分,也是城市居民进行休闲、游憩活动的重要场所。随着我国城市化的快速发展和人们生活质量的提高,市民对周边公园绿地的感受有了更高的要求。能否方便、快捷的进入城市公园,享受公园的“服务”已成为衡量城市居民生活状态与生活水平的重要评价标准。可达性作为衡量城市公园绿地空间布局合理性的一项重要指标,受到了广大学者的推崇。对于公园可达性的评价方法,
学位
在新型城镇化发展的背景下,经济发展和人们的生活水平逐渐上升,小城镇的建设需求日益增大,但也存在城镇面貌的同质化问题,如景观面貌雷同,建筑形式复刻化。“特色小镇”政策的提出虽然对促进国家新型城镇化建设起到重要作用,但也面临着形式单一,景观大同小异的问题。主要原因在于特色小镇建设过程中对场地原有的人文历史环境和自然生态环境的忽视,缺乏场所精神和地域文化。文旅特色小镇作为特色小镇类型占比中的主要部分,有
学位
城市湿地公园是城市绿地系统的重要组成部分,其本身具有的休闲游憩、物种保护与科普教育等功能,能有效解决人与自然的矛盾并改善城市环境。伴随着城市化水平的提升、近年来频发的自然灾害及缺乏可持续规划的高密度城市建设,我国城市湿地公园面临着湿地面积急剧减少、雨洪管理不科学、水体污染严重、湿地生态平衡遭到破坏等严峻问题,城市湿地公园建设面临巨大挑战,急需重塑。本研究以四川乐山麻浩河湿地公园为研究对象,在运用景
学位
随着城市化的快速发展,人类对城市环境的干预引发城市水文效应,严重破坏了我国城市的生态环境。海绵城市以“慢排缓释”为主,围绕雨水管理体系的构建,实现雨水的自然积存、自然渗透和自然净化,有效控制城市雨水径流的新思路开始在我国得到广泛的应用和实践。本文基于海绵城市理论,从景观设计的角度研究国内外有关海绵城市建设的相关理论和技术手段,通过对国内外相关案例的分析和解读,总结海绵城市设计目标与策略,探索海绵城
学位
作为关乎国民生存和发展的基本保障,医疗卫生服务体系的构建在国家现代化进程中,占据着极其重要的位置。健康中国战略背景和康养背景下产生的医养结合的新观念逐渐被人们接受,在医疗体制不断优化的背景下,康复性景观在国民生活的渗透程度越来越高,而其为国民生活带来的积极作用和影响也愈加明显,不仅能推动患者的康复进程,在医护人员工作的缓解方面也发挥着重大优势。就康复性景观的研究而言,国外的理论体系相对比较完善,而
学位
我国自改革开放开始就进入了快速城镇化阶段,快速城镇化在促进经济发展的同时,也在影响城镇景观格局的动态变化。因为快速城镇化产生的社会经济与生态环境的矛盾,严重阻碍城镇的进一步发展。推进西部大开发战略的同时,高原型城镇也在快速发展,受地形地貌、气候气象、社会经济等因素影响,其发展水平较低,远低于大量平原城镇,并出现城镇景观格局混乱、产业结构不合理、生态环境退化等一系列问题。研究高原型城镇景观格局景观演
学位
在快速城市化的过程中,生态危机、公共空间资源的侵占、弱势群体边缘化等问题凸显,由此引发了学界对环境正义的思考。景观正义源于环境正义运动,针对公共空间资源的侵占等问题,如常见的城市绿地分配不均、优质风景资源在房地产化过程中被私人化等问题,强调不能过于注重发展的迫切性和绿色美学,而应实现社会、经济、环境利益的平衡,凸显公共风景资源的惠民性和城市价值,兼顾弱势群体的环境需求。城市绿道作为对动态人口和不断
学位
小学科学是一门综合性较强的学科,涉及学生生活认知、伦理知识以及自然规律等。在注重培养学生自主学习意识和能力的当下,小学科学课堂教学需要教师研究教材,关注学生学习状态和情感,采用能够推动学生主动发现和探索的教学方式。本文以《食物的消化》教学为例,谈谈小学科学学科教学中游戏化教学的认识、运行以及评价等问题,以期为学生科学学科的学习能力和素养提升做一些探索。
期刊
普惠金融指的是在可负担的成本下为社会各阶层提供适当的金融服务,并将更多的优质金融资源向现有金融覆盖范围外的弱势群体倾斜,有效满足他们的金融需求。普惠金融对于完善我国金融体系和促进社会和谐来说意义深远,自2005年普惠金融这一金融概念出现以来,国家一直高度重视普惠金融在我国的发展。“十四五”时期,普惠金融的发展达到了一个新的高度,建设有深度的普惠金融生态体系、加快构建普惠金融的新发展格局成为我国金融
学位
由于国内沪深股市上市门槛的限制,大多企业难以借助沪深市场满足融资需求,一批中国企业远赴美国上市,掀起了海外上市的热潮,这些具有中资背景并在美国上市的中国企业被称为中国概念股。然而自2011年起,随着以香橼、浑水为代表的美国做空机构仅凭个别中概股的财务欺诈等行为则对全部中概股进行频频攻击,致使中概股陷入信任危机,交易量和股价严重受挫,双双大幅下滑。恶劣的美国股市环境导致中概股出现了大规模的退市潮。与
学位