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基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法

阅读:705发布:2024-01-27

专利汇可以提供基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于萤火虫 算法 的组合神经网络对股票市场的预测方法,包括以下步骤:随机选取某支股票收盘价作为研究对象,并且进行预处理;根据实际的输入输出构建组合神经网络主网络BP神经网络,并初始化权值和 阈值 ;运用萤火虫算法计算BP神经网络的适应度函数最优值,得到最优的权值和阈值;把数据样本中的数据放入到建立的BP神经网络中进行训练;将BP神经网络前六天的预测误差作为输入变量,第七天的预测误差作为输出变量,建立RBF神经网络对残差进行二次逼近;将未进行训练的数据放入网络进行预测。本发明能够提高预测的准确性和 稳定性 。,下面是基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法专利的具体信息内容。

1.一种基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)随机选取某支股票收盘价作为研究对象,并且进行预处理;
(2)根据实际的输入输出构建组合神经网络主网络BP神经网络,并初始化权值和阈值
(3)运用萤火虫算法计算BP神经网络的适应度函数最优值,得到最优的权值和阈值;
(4)把数据样本中的数据放入到建立的BP神经网络中进行训练;
(5)将BP神经网络前六天的预测误差作为输入变量,第七天的预测误差作为输出变量,建立RBF神经网络对残差进行二次逼近;
(6)将未进行训练的数据放入网络进行预测。
2.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,其特征在于,所述步骤(1)中的预处理为归一化处理,其让输入的数据控制在0到1之间,采用其中,X代表实际输入,min代表实际输入最小值,max代表实际输入最大值,x(t)代表预处理之后的网络输入。
3.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,其特征在于,所述步骤(2)中构建的BP神经网络的结构分为输入层、隐层以及输出层;输入层的节点由实际的输入个数决定;隐层的节点数根据 来确定并调整,其中,m表示输入层的节点个数,α是一个随机的1~10的整数,n表示隐层的节点个数;输出层的个数根据实际需求来决定;其中,隐层节点的输出为: 其中,xi表示隐层的输入,wij表示隐层的权值,θj表示隐层的阈值,Oj表示隐层的输出;输出层节点的输出为:
其中,Oj表示输出层的输入,Tjk表示输出层的权值,θk表示输出层的
阈值,yk表示输出层的输出。
4.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,其特征在于,所述步骤(3)是将BP神经网络的适应度函数作为目标函数,感知荧光素大的萤火虫并以概率P向其移动,完成移动后更新萤火素值和位置,计算目标函数的值并且更新决策域,直到满足条件寻优停止,最后将得到最优的权值和阈值带入初始化的BP神经网络模型。
5.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,其特征在于,所述步骤(5)中的RBF神经网络的结构分为输入层、隐含层和输出层,其中,输入层由源结点组成,隐含层的层数根据需要而定,其变换函数是RBF径向基函数,输出层对输入模式的作用作出响应;其中,隐含层的输出为 ||·||为欧式距离, 为RBF径向基函数,ri是函数中心,bi为函数的宽度,X表示隐含层的输入;从输入空间到隐层空间的变换是非线性的,而从隐层空间到输出层变换是线性的;采用的误差逼近网络映射函数公式为 其中,X为输入,h为隐含层神经数目,Ci
为径向基函数的中心,σ为函数的宽度,Wij为隐含层到输出层的权值。

说明书全文

基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及股票市场预测技术领域,特别是涉及一种基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法。

背景技术

[0002] 股票市场是我们个人以及国家的重要经济活动,运用科学的方法研究股市的未来发展的规律,让投资人员可以更好的衡量股市的险及价值,减少投资的盲目性。当然,通过对股票市场的预测,可以更好的维持国家股市的稳定,对于国家经济以及个人的生活都有着深远的意义。
[0003] 国内外对股票的预测时间开始很早,股票市场是一个多变量非线性动态系统,早期一般的预测方法基于线性,很难满足对股市精确预测的要求。而之后诸多学者也对股市进行了神经网络与其他方法的预测,比如BP神经网络模型、GARCH模型、ARIMA模型,以及概率神经网络、通过主成分分析构造神经网络输入矩阵、利用二次规划最优组合等进行预测等都逐渐取得了良好的效果。现在的预测方法依然很多,但不难发现组合神经网络研究中,通常是神经网络和其他不同模型之间的组合较为复杂,而直接利用神经网络之间的组合较少。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,能够提高预测的准确性和稳定性
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于萤火虫算法的组合神经网络对股票市场的预测方法,包括以下步骤:
[0006] (1)随机选取某支股票收盘价作为研究对象,并且进行预处理;
[0007] (2)根据实际的输入输出构建组合神经网络主网络BP神经网络,并初始化权值和阈值
[0008] (3)运用萤火虫算法计算BP神经网络的适应度函数最优值,得到最优的权值和阈值;
[0009] (4)把数据样本中的数据放入到建立的BP神经网络中进行训练;
[0010] (5)将BP神经网络前六天的预测误差作为输入变量,第七天的预测误差作为输出变量,建立RBF神经网络对残差进行二次逼近;
[0011] (6)将未进行训练的数据放入网络进行预测。
[0012] 所述步骤(1)中的预处理为归一化处理,其让输入的数据控制在0到1之间,采用其中,X代表实际输入,min代表实际输入最小值,max代表实际输入最大值,x(t)代表预处理之后的网络输入。
[0013] 所述步骤(2)中构建的BP神经网络的结构分为输入层、隐层以及输出层;输入层的节点由实际的输入个数决定;隐层的节点数根据 来确定并调整,其中,m表示输入层的节点个数,α是一个随机的1~10的整数,n表示隐层的节点个数;输出层的个数根据实际需求来决定;其中,隐层节点的输出为: 其中,xi表示隐层的输入,wij表示隐层的权值,θj表示隐层的阈值,Oj表示隐层的输出;输出层节点的输出为:
其中,Oj表示输出层的输入,Tjk表示输出层的权值,θk表示输出层的
阈值,yk表示输出层的输出。
[0014] 所述步骤(3)是将BP神经网络的适应度函数作为目标函数,感知荧光素大的萤火虫并以概率P向其移动,完成移动后更新萤火素值和位置,计算目标函数的值并且更新决策域,直到满足条件寻优停止,最后将得到最优的权值和阈值带入初始化的BP神经网络模型。
[0015] 所述步骤(5)中的RBF神经网络的结构分为输入层、隐含层和输出层,其中,输入层由源结点组成,隐含层的层数根据需要而定,其变换函数是RBF径向基函数,输出层对输入模式的作用作出响应;其中,隐含层的输出为 ||·||为欧式距离, 为RBF径向基函数,ri是函数中心,bi为函数的宽度,X表示隐含层的输入;从输入空间到隐层空间的变换是非线性的,而从隐层空间到输出层变换是线性的;采用的误差逼近网络映射函数公式为 其中,X为输入,h为隐含层神经数目,
Ci为径向基函数的中心,σ为函数的宽度,Wij为隐含层到输出层的权值。
[0016] 有益效果
[0017] 由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:本发明利用股票的收盘价作为研究对象进行数据的预处理,然后根据实际输入和输出构建BP神经网络作为组合神经网络的直接预测部分,再运用萤火虫算法计算适应度函数的最优化值,得到BP神经网络的最优权值和阈值。利用BP神经网络对数据进行训练学习,再采用RBF神经网络对预测误差的进行二次逼近。用原先有效数据进行验证,用来检验所建立的组合神经网络的合理性。最后再进行股票走势的预测。本发明能够克服单一神经网络本身存在的不足,从而提高了预测的准确性和稳定,及时的对股票未来的走势作出合理的判断并为我国股票市场提供科学支持,具有较高的实用价值。附图说明
[0018] 图1是本发明的流程图
[0019] 图2是神经网络拓扑结构图;
[0020] 图3是萤火虫算法寻优流程图。

具体实施方式

[0021] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0022] 本发明的实施方式涉及一种基于萤火虫算法优化的组合神经网络对股票市场的预测方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0023] (1)数据样本的采集和处理:选取股票收盘价作为研究对象,并且进行预处理。
[0024] 数据预处理是对收盘价进行归一化处理,让输入的数据控制在0到1之间,可采用其中,X代表实际输入,min代表实际输入最小值,max代表实际输入最大值,x(t)代表预处理之后的网络输入。
[0025] (2)建立BP神经网络:根据实际的输入输出构建组合神经网络主网络BP神经网络,初始化权值和阈值。
[0026] 根据实际的输入输出构建组合神经网络主网络BP神经网络,根据BP网络拓扑结构分为输入层、隐层以及输出层。如图2所示,首先确定网络结构,输入的节点由实际的输入个数决定;隐层的节点数根据经验公式来确定并调整: 其中,m表示输入层节点的个数,α是一个随机的1~10的整数,m表示隐层节点个数;输出层的个数根据实际需求来决定。隐层节点的输出为: 其中,xi表示隐层的输入,wij表示隐层的权值,θj表示隐层的阈值,Oj表示隐层的输出;输出层节点的输出为:
其中,Oj表示输出层的输入,Tjk表示输出层的权值,θk表示输出层的阈值,yk表示输出层的输出。根据BP神经网络结构,先随机给一个初始化权值和阈值。
[0027] (3)萤火虫算法优化BP神经网络:运用萤火虫算法计算BP神经网络的适应度函数最优值,得到最优的权值和阈值。
[0028] 如图3所示,通过将BP神经网络的适应度函数作为目标函数,感知荧光素大的萤火虫并以概率P向其移动,更新萤火素值,更新位置,计算目标函数的值并且更新决策域,直到满足条件寻优停止。将得到最优的权值和阈值带入初始化的BP神经网络模型。
[0029] (4)训练BP神经网络:把数据样本中的数据放入到建立的BP神经网络中进行训练。
[0030] (5)建立RBF神经网络进行误差逼近:将BP神经网络前六天的预测误差作为输入变量,第七天的预测误差作为输出变量,建立RBF神经网络对残差进行二次逼近。
[0031] 所谓RBF径向基函数,其实就是对中心点径向对称且衰减的非负非线性函数。通常隐含层的输出为 其中,||·||为欧式距离, 为RBF径向基函数,ri是函数中心,bi为函数的宽度,X表示隐含层的输入:RBF径向函数有多种多样,常用高斯函数:
紧接着设计RBF神经网络结构再对BP网络训练之后的误差二
次逼近。第一层输入层由源结点组成;隐含层隐单元数视需要而定,变换函数是RBF径向基函数;第三层输出层对输入模式的作用作出响应。从输入空间到隐层空间的变换是非线性的,而从隐层空间到输出层变换是线性的。因此,采用的误差逼近网络映射函数公式为其中,X为输入,h为隐含层神经数目,Ci为径
向基函数的中心,σ为函数的宽度,Wij为隐含层到输出层的权值。
[0032] (6)测试网络:将未进行训练的数据放入网络进行预测。
[0033] 将训练出的训练结果与期望数据进行比较。将需要进行测试的数据写入程序,对已经训练好的网络进行测试。
[0034] 不难发现,相比于传统的股市预测方法,本发明利用萤火虫算法优化后的组合神经网络,收敛的快速,准确的判断股市的变化趋势,从而让投资者在收益最大的同时最小化投资风险,为我国市场经济、股票市场提供强有的支持,具有较高的实用价值。
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