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動的RSIオシレーター 多項式フィッティング指標 トレンド 定量取引戦略

作者: リン・ハーンチャオチャン,日付: 2024年12月11日 15:32:23
タグ:RSIDRSIQRエイマRMSEMSE

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この戦略は,RSIダイナミックオシレーターに基づいた定量的な取引システムである.RSI指標に多項式フィッティングと時間系列分析を実行することにより,市場勢力を把握するためにRSIの変化率を計算する.この戦略は,信号処理のためのQR分解などの高度な数学方法を使用して,取引決定のための移動平均システムと組み合わせます.

戦略原則

この戦略の核心は,Delta-RSIオシレーターで,以下のステップで実施されます.

  1. まず,基本的なデータとして伝統的なRSI指標を計算します.
  2. RSIを平らにし,ノイズを減らすために多項式フィッティングを使用します
  3. RSIの変化率を反映するDelta-RSIを得るため,RSIの時間派生数を計算する
  4. 取引信号を生成するために,Delta-RSIと移動平均を比較します.
  5. 適切な品質を評価しフィルタリングするために,根平均平方誤差 (RMSE) を使用する

トレーディング・シグナルは3つの方法で生成できます.

  • ゼロラインの横断: デルタ-RSIがマイナスから正に変わるときは長,マイナスから正に変わるときは短
  • シグナルラインの横断:Delta-RSIが移動平均値以上/下を横断するときに長/短
  • 方向の変化: デルタ-RSI がマイナス領域に上昇し始めるときは長,マイナス領域に低下し始めるときは短

戦略 の 利点

  1. 堅牢な数学基礎:信号処理のために QR 分解のような高度な数学方法を使用します
  2. 信号の平ら化:多項式フィッティングは,市場のノイズを効果的にフィルタリングし,信号の質を改善することができます
  3. 高い柔軟性: 異なる市場条件に適応するために複数の信号生成方法とパラメータ選択を提供します.
  4. 制御可能なリスク:より信頼性の高い信号をスクリーニングするためのRMSEフィルタリングメカニズムを含む
  5. 計算効率:マトリックス操作は,高い実行効率のために最適化されたアルゴリズムを使用します.

戦略リスク

  1. パラメータ敏感性:複数のキーパラメータを注意深く調整する必要がある.パラメータの選択が不十分で,戦略のパフォーマンスに深刻な影響を与える.
  2. 遅延: 信号の平ら化が遅延をもたらし,急速な市場の動きを見逃す可能性があります.
  3. 誤ったブレイク:振動する市場で誤った信号を生成し,取引コストを増加させる
  4. 計算の複雑性:多くの行列操作を伴う.高周波取引におけるパフォーマンスボトルネックがある可能性があります.
  5. オーバーフィッティング: パラメータを最適化する際に過去データのオーバーフィッティングを避ける必要がある.

戦略の最適化方向

  1. アダプティブパラメータ:市場変動に基づいて,RSI期間と適正順序を動的に調整する
  2. 複数のタイムフレーム:クロスバリダーションのために複数のタイムフレームからの信号を組み込む
  3. 波動性フィルタリング:信号フィルタリングのためにATRのような波動性指標を追加
  4. 市場分類: 異なる市場状態 (トレンド/振動) に対して異なる信号生成規則を使用する
  5. ストップ・ロスの最適化:サポート/レジスタンスレベルに基づくダイナミックストップのようなスマートなストップ・ロスのメカニズムを追加

概要

これは,堅実な理論的基盤を持つ完全な定量的な取引戦略である.RSIの動的特徴を分析し,シグナル処理のための現代的な数学方法と組み合わせることで,市場のトレンドを効果的に把握することができる.パラメータの敏感性と計算の複雑さに関するいくつかの問題があるものの,適切なパラメータ選択と最適化改善により戦略は良い実用的な価値を持っています.ライブ取引に適用する際には,リスク管理に注意を払い,合理的なポジションサイズを設定し,戦略のパフォーマンスを継続的に監視することをお勧めします.


/*backtest
start: 2024-11-10 00:00:00
end: 2024-12-09 08:00:00
period: 4h
basePeriod: 4h
exchanges: [{"eid":"Futures_Binance","currency":"BTC_USDT"}]
*/

// This source code is subject to the terms of the Mozilla Public License 2.0 at https://mozilla.org/MPL/2.0/
// © tbiktag
//
// Delta-RSI Oscillator Strategy
//
// A strategy that uses Delta-RSI Oscillator (© tbiktag) as a stand-alone indicator:
// https://www.tradingview.com/script/OXQVFTQD-Delta-RSI-Oscillator/
//
// Delta-RSI is a smoothed time derivative of the RSI, plotted as a histogram 
// and serving as a momentum indicator. 
// 
// Input parameters:
// RSI Length: The timeframe of the RSI that serves as an input to D-RSI.
// Length: The length of the lookback frame used for local regression.
// Polynomial Order: The order of the local polynomial function used to interpolate the RSI.
// Signal Length: The length of a EMA of the D-RSI series that is used as a signal line.
// Trade signals are generated based on three optional conditions:
// - Zero-crossing: bullish when D-RSI crosses zero from negative to positive values (bearish otherwise)
// - Signal Line Crossing: bullish when D-RSI crosses from below to above the signal line (bearish otherwise)
// - Direction Change: bullish when D-RSI was negative and starts ascending (bearish otherwise)
//
// Since D-RSI oscillator is based on polynomial fitting of the RSI curve, there is also an option
// to filter trade signal by means of the root mean-square error of the fit (normalized by the sample average).
// 
//@version=5
strategy(title='Delta-RSI Oscillator Strategy-QuangVersion', shorttitle='D-RSI-Q', overlay=true)

// ---Subroutines---
matrix_get(_A, _i, _j, _nrows) =>
    // Get the value of the element of an implied 2d matrix
    //input: 
    // _A :: array: pseudo 2d matrix _A = [[column_0],[column_1],...,[column_(n-1)]]
    // _i :: integer: row number
    // _j :: integer: column number
    // _nrows :: integer: number of rows in the implied 2d matrix
    array.get(_A, _i + _nrows * _j)

matrix_set(_A, _value, _i, _j, _nrows) =>
    // Set a value to the element of an implied 2d matrix
    //input: 
    // _A :: array, changed on output: pseudo 2d matrix _A = [[column_0],[column_1],...,[column_(n-1)]]
    // _value :: float: the new value to be set
    // _i :: integer: row number
    // _j :: integer: column number
    // _nrows :: integer: number of rows in the implied 2d matrix
    array.set(_A, _i + _nrows * _j, _value)

transpose(_A, _nrows, _ncolumns) =>
    // Transpose an implied 2d matrix
    // input:
    // _A :: array: pseudo 2d matrix _A = [[column_0],[column_1],...,[column_(n-1)]]
    // _nrows :: integer: number of rows in _A
    // _ncolumns :: integer: number of columns in _A
    // output:
    // _AT :: array: pseudo 2d matrix with implied dimensions: _ncolums x _nrows
    var _AT = array.new_float(_nrows * _ncolumns, 0)
    for i = 0 to _nrows - 1 by 1
        for j = 0 to _ncolumns - 1 by 1
            matrix_set(_AT, matrix_get(_A, i, j, _nrows), j, i, _ncolumns)
    _AT

multiply(_A, _B, _nrowsA, _ncolumnsA, _ncolumnsB) =>
    // Calculate scalar product of two matrices
    // input: 
    // _A :: array: pseudo 2d matrix
    // _B :: array: pseudo 2d matrix
    // _nrowsA :: integer: number of rows in _A
    // _ncolumnsA :: integer: number of columns in _A
    // _ncolumnsB :: integer: number of columns in _B
    // output:
    // _C:: array: pseudo 2d matrix with implied dimensions _nrowsA x _ncolumnsB
    var _C = array.new_float(_nrowsA * _ncolumnsB, 0)
    int _nrowsB = _ncolumnsA
    float elementC = 0.0
    for i = 0 to _nrowsA - 1 by 1
        for j = 0 to _ncolumnsB - 1 by 1
            elementC := 0
            for k = 0 to _ncolumnsA - 1 by 1
                elementC += matrix_get(_A, i, k, _nrowsA) * matrix_get(_B, k, j, _nrowsB)
                elementC
            matrix_set(_C, elementC, i, j, _nrowsA)
    _C

vnorm(_X, _n) =>
    //Square norm of vector _X with size _n
    float _norm = 0.0
    for i = 0 to _n - 1 by 1
        _norm += math.pow(array.get(_X, i), 2)
        _norm
    math.sqrt(_norm)

qr_diag(_A, _nrows, _ncolumns) =>
    //QR Decomposition with Modified Gram-Schmidt Algorithm (Column-Oriented)
    // input:
    // _A :: array: pseudo 2d matrix _A = [[column_0],[column_1],...,[column_(n-1)]]
    // _nrows :: integer: number of rows in _A
    // _ncolumns :: integer: number of columns in _A
    // output:
    // _Q: unitary matrix, implied dimenstions _nrows x _ncolumns
    // _R: upper triangular matrix, implied dimansions _ncolumns x _ncolumns
    var _Q = array.new_float(_nrows * _ncolumns, 0)
    var _R = array.new_float(_ncolumns * _ncolumns, 0)
    var _a = array.new_float(_nrows, 0)
    var _q = array.new_float(_nrows, 0)
    float _r = 0.0
    float _aux = 0.0
    //get first column of _A and its norm:
    for i = 0 to _nrows - 1 by 1
        array.set(_a, i, matrix_get(_A, i, 0, _nrows))
    _r := vnorm(_a, _nrows)
    //assign first diagonal element of R and first column of Q
    matrix_set(_R, _r, 0, 0, _ncolumns)
    for i = 0 to _nrows - 1 by 1
        matrix_set(_Q, array.get(_a, i) / _r, i, 0, _nrows)
    if _ncolumns != 1
        //repeat for the rest of the columns
        for k = 1 to _ncolumns - 1 by 1
            for i = 0 to _nrows - 1 by 1
                array.set(_a, i, matrix_get(_A, i, k, _nrows))
            for j = 0 to k - 1 by 1
                //get R_jk as scalar product of Q_j column and A_k column:
                _r := 0
                for i = 0 to _nrows - 1 by 1
                    _r += matrix_get(_Q, i, j, _nrows) * array.get(_a, i)
                    _r
                matrix_set(_R, _r, j, k, _ncolumns)
                //update vector _a
                for i = 0 to _nrows - 1 by 1
                    _aux := array.get(_a, i) - _r * matrix_get(_Q, i, j, _nrows)
                    array.set(_a, i, _aux)
            //get diagonal R_kk and Q_k column
            _r := vnorm(_a, _nrows)
            matrix_set(_R, _r, k, k, _ncolumns)
            for i = 0 to _nrows - 1 by 1
                matrix_set(_Q, array.get(_a, i) / _r, i, k, _nrows)
    [_Q, _R]

pinv(_A, _nrows, _ncolumns) =>
    //Pseudoinverse of matrix _A calculated using QR decomposition
    // Input: 
    // _A:: array: implied as a (_nrows x _ncolumns) matrix _A = [[column_0],[column_1],...,[column_(_ncolumns-1)]]
    // Output: 
    // _Ainv:: array implied as a (_ncolumns x _nrows) matrix _A = [[row_0],[row_1],...,[row_(_nrows-1)]]
    // ----
    // First find the QR factorization of A: A = QR,
    // where R is upper triangular matrix.
    // Then _Ainv = R^-1*Q^T.
    // ----
    [_Q, _R] = qr_diag(_A, _nrows, _ncolumns)
    _QT = transpose(_Q, _nrows, _ncolumns)
    // Calculate Rinv:
    var _Rinv = array.new_float(_ncolumns * _ncolumns, 0)
    float _r = 0.0
    matrix_set(_Rinv, 1 / matrix_get(_R, 0, 0, _ncolumns), 0, 0, _ncolumns)
    if _ncolumns != 1
        for j = 1 to _ncolumns - 1 by 1
            for i = 0 to j - 1 by 1
                _r := 0.0
                for k = i to j - 1 by 1
                    _r += matrix_get(_Rinv, i, k, _ncolumns) * matrix_get(_R, k, j, _ncolumns)
                    _r
                matrix_set(_Rinv, _r, i, j, _ncolumns)
            for k = 0 to j - 1 by 1
                matrix_set(_Rinv, -matrix_get(_Rinv, k, j, _ncolumns) / matrix_get(_R, j, j, _ncolumns), k, j, _ncolumns)
            matrix_set(_Rinv, 1 / matrix_get(_R, j, j, _ncolumns), j, j, _ncolumns)
    //
    _Ainv = multiply(_Rinv, _QT, _ncolumns, _ncolumns, _nrows)
    _Ainv

norm_rmse(_x, _xhat) =>
    // Root Mean Square Error normalized to the sample mean
    // _x.   :: array float, original data
    // _xhat :: array float, model estimate
    // output
    // _nrmse:: float
    float _nrmse = 0.0
    if array.size(_x) != array.size(_xhat)
        _nrmse := na
        _nrmse
    else
        int _N = array.size(_x)
        float _mse = 0.0
        for i = 0 to _N - 1 by 1
            _mse += math.pow(array.get(_x, i) - array.get(_xhat, i), 2) / _N
            _mse
        _xmean = array.sum(_x) / _N
        _nrmse := math.sqrt(_mse) / _xmean
        _nrmse
    _nrmse


diff(_src, _window, _degree) =>
    // Polynomial differentiator
    // input:
    // _src:: input series
    // _window:: integer: wigth of the moving lookback window
    // _degree:: integer: degree of fitting polynomial
    // output:
    // _diff :: series: time derivative
    // _nrmse:: float: normalized root mean square error
    //
    // Vandermonde matrix with implied dimensions (window x degree+1)
    // Linear form: J = [ [z]^0, [z]^1, ... [z]^degree], with z = [ (1-window)/2 to (window-1)/2 ] 
    var _J = array.new_float(_window * (_degree + 1), 0)
    for i = 0 to _window - 1 by 1
        for j = 0 to _degree by 1
            matrix_set(_J, math.pow(i, j), i, j, _window)
    // Vector of raw datapoints:
    var _Y_raw = array.new_float(_window, na)
    for j = 0 to _window - 1 by 1
        array.set(_Y_raw, j, _src[_window - 1 - j])
    // Calculate polynomial coefficients which minimize the loss function
    _C = pinv(_J, _window, _degree + 1)
    _a_coef = multiply(_C, _Y_raw, _degree + 1, _window, 1)
    // For first derivative, approximate the last point (i.e. z=window-1) by 
    float _diff = 0.0
    for i = 1 to _degree by 1
        _diff += i * array.get(_a_coef, i) * math.pow(_window - 1, i - 1)
        _diff
    // Calculates data estimate (needed for rmse)
    _Y_hat = multiply(_J, _a_coef, _window, _degree + 1, 1)
    float _nrmse = norm_rmse(_Y_raw, _Y_hat)
    [_diff, _nrmse]

/// --- main ---
degree = input.int(title='Polynomial Order', group='Model Parameters:', inline='linepar1', defval=2, minval=1)
rsi_l = input.int(title='RSI Length', group='Model Parameters:', inline='linepar1', defval=21, minval=1, tooltip='The period length of RSI that is used as input.')
window = input.int(title='Length ( > Order)', group='Model Parameters:', inline='linepar2', defval=21, minval=2)
signalLength = input.int(title='Signal Length', group='Model Parameters:', inline='linepar2', defval=9, tooltip='The signal line is a EMA of the D-RSI time series.')
islong = input.bool(title='Buy', group='Show Signals:', inline='lineent', defval=true)
isshort = input.bool(title='Sell', group='Show Signals:', inline='lineent', defval=true)
showendlabels = input.bool(title='Exit', group='Show Signals:', inline='lineent', defval=true)
buycond = input.string(title='Buy', group='Entry and Exit Conditions:', inline='linecond', defval='Zero-Crossing', options=['Zero-Crossing', 'Signal Line Crossing', 'Direction Change'])
sellcond = input.string(title='Sell', group='Entry and Exit Conditions:', inline='linecond', defval='Zero-Crossing', options=['Zero-Crossing', 'Signal Line Crossing', 'Direction Change'])
endcond = input.string(title='Exit', group='Entry and Exit Conditions:', inline='linecond', defval='Zero-Crossing', options=['Zero-Crossing', 'Signal Line Crossing', 'Direction Change'])
usenrmse = input.bool(title='', group='Filter by Means of Root-Mean-Square Error of RSI Fitting:', inline='linermse', defval=false)
rmse_thrs = input.float(title='RSI fitting Error Threshold, %', group='Filter by Means of Root-Mean-Square Error of RSI Fitting:', inline='linermse', defval=10, minval=0.0) / 100


src = ta.rsi(close, rsi_l)
[drsi, nrmse] = diff(src, window, degree)
signalline = ta.ema(drsi, signalLength)

// Conditions and filters
filter_rmse = usenrmse ? nrmse < rmse_thrs : true
dirchangeup = drsi > drsi[1] and drsi[1] < drsi[2] and drsi[1] < 0.0
dirchangedw = drsi < drsi[1] and drsi[1] > drsi[2] and drsi[1] > 0.0
crossup = ta.crossover(drsi, 0.0)
crossdw = ta.crossunder(drsi, 0.0)
crosssignalup = ta.crossover(drsi, signalline)
crosssignaldw = ta.crossunder(drsi, signalline)

//Signals
golong = (buycond == 'Direction Change' ? dirchangeup : buycond == 'Zero-Crossing' ? crossup : crosssignalup) and filter_rmse
goshort = (sellcond == 'Direction Change' ? dirchangedw : sellcond == 'Zero-Crossing' ? crossdw : crosssignaldw) and filter_rmse
endlong = (endcond == 'Direction Change' ? dirchangedw : endcond == 'Zero-Crossing' ? crossdw : crosssignaldw) and filter_rmse
endshort = (endcond == 'Direction Change' ? dirchangeup : endcond == 'Zero-Crossing' ? crossup : crosssignalup) and filter_rmse
plotshape(golong and islong ? low : na, location=location.belowbar, style=shape.labelup, color=color.new(#2E7C13, 0), size=size.small, title='Buy')
plotshape(goshort and isshort ? high : na, location=location.abovebar, style=shape.labeldown, color=color.new(#BF217C, 0), size=size.small, title='Sell')
plotshape(showendlabels and endlong and islong ? high : na, location=location.abovebar, style=shape.xcross, color=color.new(#2E7C13, 0), size=size.tiny, title='Exit Long')
plotshape(showendlabels and endshort and isshort ? low : na, location=location.belowbar, style=shape.xcross, color=color.new(#BF217C, 0), size=size.tiny, title='Exit Short')

alertcondition(golong, title='Long Signal', message='D-RSI: Long Signal')
alertcondition(goshort, title='Short Signal', message='D-RSI: Short Signal')
alertcondition(endlong, title='Exit Long Signal', message='D-RSI: Exit Long')
alertcondition(endshort, title='Exit Short Signal', message='D-RSI: Exit Short')

strategy.entry('long', strategy.long, when=golong and islong)
strategy.entry('short', strategy.short, when=goshort and isshort)
strategy.close('long', when=endlong and islong)
strategy.close('short', when=endshort and isshort)



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