基于LSTM神经网络方法的期权价格预测研究

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作为金融衍生品的重要组成部分,期权具有风险投资、价值发现、套期保值等功能,是投资者管理资产的重要工具。然而,由于传统期权定价模型建立的假设和实际市场存在不吻合之处,且未考虑投资者市场态度、市场趋势等影响因素,模型在实际应用的过程易产生定价系统性误差和套利误差。因此,构建预测精度更高的期权价格预测模型,对投资者更好地发挥期权的正确作用,理解期权价格影响因素,和金融市场健康稳健地发展有着至关重要的作用。
  本文以上证50ETF认购期权作为研究对象,基于Black-Scholes期权定价公式、LSTM神经网络和投资者情绪建立期权价格预测模型。首先,在考虑期权价格影响因素时,考虑到Black-Scholes期权定价公式和期权交易状况,本文选取期权标的资产收盘价格、期权执行价格、期权剩余到期时间、无风险利率、期权标的资产波动率、期权交易量、期权持仓量、期权结算价、期权开盘价作为期权价格影响因素。同时,鉴于国内金融市场为新兴证券市场且监管制度不健全,投资者非理性行为存在,本文构建投资者情绪复合指数,探讨期权价格是否受到投资者情绪的影响。其次,考虑到LSTM神经网络凭借多层隐含层具备较强的非线性逼近能力,且引入记忆单元可学习数据中蕴含的时序规律,因此本文以BP神经网络、SVM、XGBoost预测模型作为对照组,MAE、MSE、MRE作为模型预测精度评价标准,探讨LSTM神经网络是否能在期权价格预测中取得更优的预测效果。最后,从网络结构、模型输入两方面优化预测模型,即增加隐含层和引入BS理论价格作为输入,探讨模型预测能力是否有所改善。
  通过实证得到如下结论:其一,投资者情绪可对期权价格产生显著影响,表明期权投资者在进行投资决策时会受到非理性成分的影响。其二,LSTM神经网络预测精度始终优于BP神经网络、SVM、XGBoost预测模型。由于LSTM神经网络模型具有更高水平的非线性组合运算能力,且门机制的存在帮助LSTM神经网络模型可以学习长周期的历史信息,使得LSTM神经网络更适宜拟合高维、局部聚簇的长时序数据。其三,考虑期权理论价格BS和适当的增加隐含层层数或改变训练算法后,模型预测误差将进一步减小,表明期权定价理论对期权市场价格具有指导意义,且模型结构与模型预测精度相关。
  本文的研究成果为提出具备更高预测精度的LSTM神经网络期权价格预测模型,对帮助投资者认识期权价格非理性波动,更好利用信息对期权价格进行预测具有指导意义。
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