摘要: 金融市场是一个开放且复杂的系统，其内部各个经济变量之间存在着错综复杂的关系。掌握金融市场的波动规律及其结构对金融风险的规避防范具有重要的意义。然而，金融市场受到多种因素的影响，各种数据包含大量噪声，具有很强的不确定性。金融时间序列... 展开 金融市场是一个开放且复杂的系统，其内部各个经济变量之间存在着错综复杂的关系。掌握金融市场的波动规律及其结构对金融风险的规避防范具有重要的意义。然而，金融市场受到多种因素的影响，各种数据包含大量噪声，具有很强的不确定性。金融时间序列分析是一种掌握和预测金融市场波动的有效工具。 金融时间序列分析是指利用金融资产的时间序列数据建立分析模型，以预测金融资产的波动规律。研究中国A股的金融时间序列为各类投资者的投资提供可量化的决策数据，帮助投资者预判A股市场存在的风险和潜在的机会，减少投资损失并提高收益率。另一方面，投资者的交易行为会给市场带来流动性，流动性会促进市场健康的发展。 近年来，随着机器学习和深度学习理论的发展与技术的成熟，学者们将机器学习和深度学习运用于金融时间序列分析，取得了很多重要的成果。但是，仍然不能满足实际应用的要求。本文以金融时间序列作为研究对象，运用机器学习和深度学习方法，对金融时间序列的特征选择算法、预测算法和交易算法进行了研究。 本文的主要研究内容为以下三个方面: (1)针对基于森林优化算法的特征选择算法在初始化阶段、规模限制阶段和更新阶段存在的问题，提出了一种基于改进的森林优化算法的特征选择算法。首先，在初始化阶段新的算法使用皮尔森相关系数和L1正则化方法替代原算法随机初始化方法;其次，在规模限制阶段新的算法采用优质树和劣质树差额补足方法改进原算法候选森林类别不平衡的问题;最后，在更新阶段新的算法采用保留与最优树适应度相同的树木替代原算法更新机制。实验表明了新的特征选择算法的特征选择能力优于其他算法。 (2)针对人工神经网络和单个长短记忆神经网络预测准确率偏低的问题，提出了一种基于集成长短记忆神经网络的金融时间序列预测算法。该算法的新意在于:将一种11层的长短记忆神经网络作为Bagging算法的基学习器，实现了与集成学习的结合。针对金融时间序列数据的实验表明，与其他常用算法相比，所提预测算法的预测性能可提升5％-10％。 (3)提出了一种8层卷积神经网络的金融时间序列的交易算法。该算法将多个一维金融时间序列组成二维的金融图像，采用了一种新的标签生成算法将金融图像标记为买入、卖出或持有三种状态。新的标签生成算法解决了类别不平衡问题。所提算法将卷积神经网络用于训练和识别金融图像，将识别结果用于指导投资交易。实验结果表明，与其他算法相比，所提算法的预测准确率提高10％-15％，投资收益提高5％-15％。 收起