В процессе загрузки ресурсов... загрузка...

Руководство для начинающих по анализу временных рядов

Автор:Доброта, Создано: 2019-03-30 11:17:42, Обновлено:

За последние несколько лет мы изучили различные инструменты, которые помогли бы нам определить модели, которые можно использовать в ценах на активы.

В то время как все это отличные современные инструменты для анализа данных, подавляющее большинство моделей активов в отрасли по-прежнему использует статистический анализ временных рядов.

Что такое анализ временных рядов?

Во-первых, временный ряд определяется как некоторая величина, которая измеряется последовательно во времени в течение некоторого интервала.

В самой широкой форме анализ временных рядов заключается в том, чтобы сделать вывод о том, что произошло с рядом точек данных в прошлом и попытаться предсказать, что произойдет с ними в будущем.

Тем не менее, мы собираемся принять количественный статистический подход к временным рядам, предполагая, что наши временные ряды являются реализациями последовательностей случайных переменных. то есть, мы собираемся предположить, что существует какой-то основной генерирующий процесс для наших временных рядов на основе одного или нескольких статистических распределений, из которых эти переменные получены.

Анализ временных рядов пытается понять прошлое и предсказать будущее. Такая последовательность случайных переменных известна как стохастический процесс дискретного времени (DTSP).В количественной торговле мы пытаемся приспособить статистические модели к этим DTSP для вывода основных отношений между сериями или прогнозирования будущих значений для генерации торговых сигналов.

Временные ряды в целом, в том числе и вне финансового мира, часто содержат следующие особенности:

  • Тенденции - Тенденция - это последовательное направленное движение в временных рядах. Эти тенденции будут либо детерминированными, либо стохастическими. Первая позволяет нам предоставить основополагающее обоснование тенденции, в то время как последняя является случайной особенностью серии, которую мы вряд ли объясним.
  • Сезонное изменение - многие временные ряды содержат сезонные изменения. Это особенно верно для рядов, представляющих бизнес-продажи или уровни климата.
  • Серийная зависимость - одна из наиболее важных характеристик временных рядов, особенно финансовых рядов, - это серийная корреляция.

Как мы можем применять анализ временных рядов в количественных финансах?

Наша цель как количественных исследователей - выявить тенденции, сезонные изменения и корреляции с использованием статистических методов временных рядов, и в конечном итоге генерировать торговые сигналы или фильтры на основе выводов или прогнозов.

Наш подход будет заключаться в следующем:

  • Прогнозировать и предсказывать будущие ценности - Чтобы успешно торговать, нам нужно будет точно прогнозировать будущие цены на активы, по крайней мере, в статистическом смысле.
  • Симуляционные серии - как только мы идентифицируем статистические свойства финансовых временных рядов, мы можем использовать их для генерации моделирования будущих сценариев. Это позволяет нам оценить количество сделок, ожидаемые затраты на торговлю, ожидаемый профиль доходности, технические и финансовые инвестиции, необходимые в инфраструктуру, и, следовательно, в конечном итоге, профиль риска и рентабельность конкретной стратегии или портфеля.
  • Вывод отношений - выявление отношений между временными рядами и другими количественными значениями позволяет нам улучшить наши торговые сигналы с помощью механизмов фильтрации. Например, если мы можем сделать вывод о том, как спред в валютной паре варьируется в зависимости от объема предложения / запроса, то мы можем отфильтровать любые перспективные сделки, которые могут произойти в период, когда мы прогнозируем широкий спред, чтобы снизить затраты на транзакцию.

Кроме того, мы можем применять стандартные (классические/фреквентистские или байесовские) статистические тесты к нашим моделям временных рядов, чтобы оправдать определенное поведение, такое как изменение режима на рынках акций.

Программное обеспечение для анализа временных рядов

На сегодняшний день мы практически исключительно используем C ++ и Python для реализации нашей торговой стратегии. Оба этих языка являются "первоклассными средами" для написания целого торгового стека. Они оба содержат много библиотек и позволяют "конца к концу" строительство торговой системы исключительно в этом языке.

К сожалению, C++ и Python не обладают обширными статистическими библиотеками. Это один из их недостатков. По этой причине мы будем использовать статистическую среду R в качестве средства для проведения исследований временных рядов. R хорошо подходит для этой работы из-за наличия библиотек временных рядов, статистических методов и простых возможностей планирования.

К счастью, есть много чрезвычайно полезных учебных пособий по R, доступных в Интернете, и я укажу на них, когда мы пройдём по последовательности статей по анализу временных рядов.

Дорожная карта анализа временных рядов QuantStart

Предыдущие статьи на темы статистического обучения, эконометрии и байесовского анализа были в основном вводными по характеру и не рассматривали применения таких методов к современной высокочастотной информации о ценах.

Для того, чтобы применить некоторые из вышеперечисленных методов к данным более высокой частоты, нам нужна математическая основа для объединения наших исследований.

В конечном итоге мы будем использовать байесовские инструменты и методы машинного обучения в сочетании с следующими методами, чтобы прогнозировать уровень и направление цен, действовать как фильтры и определять "изменение режима", то есть определить, когда наши временные ряды изменили свое основное статистическое поведение.

Наша дорожная карта временных рядов выглядит следующим образом. Каждая из нижеперечисленных тем будет формировать свою собственную статью или набор статей. Как только мы изучим эти методы подробно, мы сможем создать некоторые сложные современные модели для изучения высокочастотных данных.

  • Введение в временные серии - В этой статье излагается область анализа временных серий, его область применения и то, как он может быть применен к финансовым данным.
  • Корреляция - Абсолютно фундаментальным аспектом моделирования временных рядов является концепция последовательной корреляции.
  • Прогнозирование - В этом разделе мы рассмотрим концепцию прогнозирования, то есть предсказания будущего направления или уровня для определенного временного ряда, и то, как это осуществляется на практике.
  • Стохастические модели - Мы потратили некоторое время на рассмотрение стохастических моделей в области ценообразования опционов на сайте, а именно с геометрическим движением Брауна и стохастической волатильностью.
  • Регрессия - когда у нас есть детерминированные (в отличие от стохастических) тенденции в данных, мы можем обосновать их экстраполяцию с помощью регрессионных моделей.
  • Стационарные модели - стационарные модели предполагают, что статистические свойства (а именно средние и варианты) ряда постоянны во времени.
  • Нестационарные модели - многие финансовые временные ряды являются нестационарными, то есть они имеют различные средние значения и варианты.
  • Многовариантное моделирование - Мы рассматривали многовариантные модели на QuantStart в прошлом, а именно, когда мы рассматривали средне-реверсионные пары акций. В этом разделе мы более строго определим коинтеграцию и рассмотрим дальнейшие тесты для нее.
  • Модели пространства состояния - Моделирование пространства состояния заимствует длинную историю современной теории управления, используемой в технике, чтобы позволить нам моделировать временные ряды с быстро меняющимися параметрами (такими как переменная β-наклона между двумя соинтегрированными активами в линейной регрессии).

Больше