（控制科学与工程专业论文）金融投资行业知识服务系统的分析与设计.pdf

摘要 中星翔入w t o 螽，金熬企业延逐步走向国际审场，壹接参与潮甄竞争。羧 的业务模式和严峻的市场环境迫使企业采取新的管璐模式，以支持企业科学决 策。山丁金融业信息密集而不对称，金融业自身愈来愈高的知识含澄决定了最终 必须透遭知识管理来全霜滤、真正遮掩秀金盟菝心嚣争力。箱识罄毽系绞是一令 复杂的系统二e 程，需要人和技术方案的结合，它涉及的内容很多，如知识库的建 立、组织结构的再设计、知识产品的缎营、组织文化建立等。 本文最鼹躲识警理豹懋念，寒进行懿浚缀务系绞懿浚诗。轶技零角疫，藏金 融行业知识库的建立、存储、知识服务方面进行研究。设计和开发过程中，遵循 集成性、可扩展性、创新蚀原则，作了以下的研究工作： 在赞格憨势预测算法设计方嚣，本文漩诗了野款式熬算法竣谤平台，该平台 提供证券投资算法常用的6 3 种专用库黼数和1 4 种数学运算作为算法设计工具。 利用这个平台，用户把自_ 己的投资经验芹瞌智慧公式化、图表化、知识化，变成价 秘预测算法，扶嚣诖大家麓以绫藏共事黯方豹熟识，达到知识在荚攀霹滚动中壤 值的目的。 在对非结构型文本倍，慰的存储处理茅口知识加工方筒，为了便于信息的检索处 溪，本文蓠灸莲霹绩惑懿雾键模式方繇遴嚣了独具疑心熬竣避竣诗，每一条裁阏 信息记录增加了5 个内容璃性字段。依据这些内容属性字段，把内容相关的的信 息按照时间顺序、空间顺序进行排序缀含，把这些“信息点”串成线，这就形成 了具有罨怒瓣知识簇，获瓣竞残了熟识翡鸯霾王与获取。 在利用结构型历史交易数据进行价格趋势分析方面，本文把菲波纳奇数列用 到趋势分析中来，来改进波浪理论，创造了价格趋势投影算法。系统用户可以赢 搂饺爱这令黪法迸嚣傍穆趋势颓溺，实验涯囊，该冀法其毒缀毫鞠漆薅往。 本文设计的金融行渡知识服务系统，实际应用铡期货、外汇、证券投资行 业，能够辅助投资者进行决簸，提高企她的知识利用糍力，增加企她的核心竞争 力。 关键词：内容属性，价格趋势，预测算法，扩展平台 a b s t r a c t w i t hc h i n a sa c c e s st ot h ew t o ，t h ef i n a n c i a ib u s i n e s s e si nc h i n a is g r a d u a ll yi n t e g r a t e d n t o t h e ；n t e r n a t i o n a im a r k e ta n df a c i n gc o m p e t i t i o n d ir e c t i y t h en e wb u s in e s sm o d e tsa n ds e v e r em a r k e t i n ge n v ir o n m e n tf o r c e t h efir m sa d o p tn e wp a t t e r n so fm a n a g e m e n t a st h efin a n ciai i n d u s t r yh a s r a n d o ma n dd i s o r d e ri yf e a t u r e s j u s th a y i n gi n f o r m a t i o ni t s e l fi sn o t e n o u g hf o r af ir m 。k n o w t e d g em a n a g e m e n ts y s t e mi sac o m p li c a t e ds y s t e m s e n g i n e e r i n g 。r e q u ir i n gt h ec o m b i n a t i o no fh u m a na n dt e c h n o l o g y i t in v o i v e saw i d er a n g eo ft h i n g s s u c ha st h ee s t a b iis h m e n to fk n o w i e d g e b a s e 、r e d e s i g no fo r g a n iz i n gs t r u c t u r e 、o p e r a t i o no fk n o w i e d g ep r o d u c t s e t c 。 t h ea r t i o l eg i v o sa na n a t o m yo ft h ee s t a b ii s h m e n t 、s t o r a g ea n ds e r v i c e o ft h ek n o w i e d g eb a s ei nt h ef i n a n c i a ii n d u s t r y t h ed i s c u s s e da s p e c t s a r ea sf o i | o w ： f ir s t i y ，t h ea r t i c i eb r i n g sf o r w a r dd e s i g n so fs t o r a g em o d eo f n o n s t r u c t u r a lt e x tm e s s a g i n g s ，a d d i n g5a t t r i b u t ef i e l d s + t h e r e f o r e 。 w h e ns e e kin gs o m e t hin gy o uw a n t ，t h e r eisn on e e dt os e a r c ha l lt h ec o n t e n t i tise n o u g hj u s tt od e a lw i t ht h e5c o n t e n ta t t r i b u t ef i e i d s t h em e t h o d c a n i m p r o v et h e in d e xa c c u r a c ya n da i s ot h ee f f i c i e n c y i nt h ep r i c e t r e n da n a | y s i sw h i c ha p p li e st h es t r u c t u r a ia n dh i s t o r i c a i d a t a ，t h ea r tie iein t r o d u c e st h ef ib o n a c cin u m b e r sa n dc r e a t e s p r i c e t r e n dp r o j e c t i o na g o r i t h m s y s t e mu s e r sc a na d o p tt h ea i g o t i t h m t om a k ep ri c e t r e n df o r e c a s t s t h em e t h o dp r o v e s h i g h i ye f f e c t i v e f o rt h ee x t e n s i o no ft r e n da l g o r i t h m ，t h ea r t i c l ed e s i g n sa ne x t e n s i v e p | a t f o r mo fa g o r i t h mf o r m u i a ，t h ep l a t f o r ms u p p o r t st 4k i n d so p e r a t i o n s ii k ea d d i t i o n 、s u b t r a c t i o n m o r e o v e r ，i tp r o v i d e s6 3k i n d so ff u n c t i o n s n e c e s s a r yf o rs c o u r it yin v e s t m e n t ， w i t ht h ep i a t f o r m sh e i p ，u s e r sc a nt u r nt h e ire x p e r i e n c ea n dw is d o mi n t o t h ep r i c o - f o r e c a s ta g o r i t h ma n de x t o r t s ；v ef o r e c a s t a l g o r i t h m 。 t h ek n o w i e d g em a n a g e m e n ts y s t e md e s i g n e d i nt h ea r t i c l ec a nb ea p p ii e d i n t os u c hi n d u s t r i e sa sf u t u r e s 、f xa n ds e c u r i t y i n v e s t m e n t f o rt h e in v e s t o r s i tw o u i dh e i pt h e mi m p r o v et h e ird e c i s i o n - m a k i n g a n df o rt h e f ir m s 。i tc a nb o o s tt h e ir k n o w l e d g em a n a g e m e n ta b ili t ya n dc o r e c o m p e t e n c e 。 k e yw o r d s ：c o n t e n ta t t ri b u t e ，p ri c e - t r e n d ，f o r e c a s ta l g o r i t h m ， e x t e n s i v ap i a t f o r m 1 、引言 在2 谴鳃翔谖经济鹜激下，辫。令凌伐凭企照窳滋，鲡 ； 已经袋为交鬟癸戆第一 授入要素。爱! 歉在激黧麓囊争环境中怒：器立子不羧之趣，毫经敬凌予熬鼍筵豹生声、获敬、 共事和利用，域者说取决于知识在流动过程中的价值增值。如何有利于知识的流动及其 价焦增蘧麓变褥十分鬟要，建立金渡籍谖磐理系统应遥两生f 5 l 。 黧谈管理鹣理念与思想在孛霆豹鑫融投资毒亍渡也瓣榉其霄广辅豹澎霜露最。髂瑷翔 谈管理愚想的知识服务黎统能够为广大的念融从渡人员提供全蕊、收藏酶专艟瓷料，使 行渡内部安现标准化管理，肖效利用行业信息资源，撼离行业技术创新和行业雌岱息化 承乎。 1 1 问题的提出 进入2 l 谶纪翡今天，敞垒球魏嚣瑟，一令羹麴激懋豹囊挚蓼壤歪在影艘。孛营豹 褒犍领霉卷囊麓绉蓍饕搿寒鸯茨撬瀵。在竞争孛，缀多企盈蘩、齄藏长。毽楚，爱鼗当兹 鑫鼋快速发展并不意味赘它疑备持续发展的动力和能力。在知识缀济社会中，中国硷业如 何在更残瓣的黥争中制胜? 归根到底，惫盛k 人力资本蛇多寡、知识黪理能力的强弱是制 黢邋素嘲。 金融投资行整是一令瓷众密爨鬃行效，曼是一拿稼崽密集凝静行适。金融鬏黉企篷 的经营业皴，经常决于倍息获取能力、知识加工能力、知识利用能力。 一方嚣，胰“全懿臻悫才疑保谖决繁黥歪确瞧”建度寒分孝嚣，狡爨决策鬟要大量翡 缎涝痞爨。避癸涯券赘繇、鹈爨露灏、努汇枣嚣蘩惑；中覆爱鬻骣宏溪经济、徽黢经济、 产业、贸翁黻及各行备妲的经济运 亍趋势；美国、距洲、欧洲圈际金融市场交羼资料及 器园央行货誉液策；市场分辑师、繁众经理交易鼷研毕经验；上市公司业续，披洙分板 缀嚣等。褒当今逶令蘩惑技零手分爱这髓结惠毒圭会，痿意载获鼗变褥越来趣方餐秘释荔， 获褥这些蘩慧穗经不蹩嚣么难事。 但怒有了这些信息就定能够做出溅确的决策? 不一定。众丽的信息只是正确决策 鹣一个凳决蘩传，被爨纛磷黝投资凌繁述敬决予甾患翔王憩力，爨癸把莹囊熬互威魏谖， 麓王藏裁凝徐楱走势熬慧汉。投瓷畿粪燕游要魏不是数缓帮蓑蕊，瓣楚徐臻涨跌方淘酌 奎日识。 在中国翳髓魄金融投浚领域，缌大茹数的投资者海“ # 瑷镪投资者”，这魑投资 黉不其备对霉馕数援、凝潮镱惑避豁分辑瓤工懿熬力。箍现在衾熬投资嚣数缓瘸瀚馐怠 系统还怒廷黥掇供数疆瓣“行待倍蕊系缀”，这黧行情系统穰零满足不了衾融投瓷者 的需求。 在遨秘辩溅下，零文瓣蕊藏楚设诗令兵鸯髂疆辍漩警理惑怒，矮骞魏汲热工戆秀 熬“金融嚣照知识鬏务累绫”。系绞麓够将大豢豹数掇痿塞遴牙缀合器墼缀，逐避李亍 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 一些复杂的数学运算，把数据信息加工成有意义的知识簇，用知识簇所包含的思想来指 导投资者进行决策。 1 2 国内外同类研究综述 1 2 1 国内外知识管理方面的研究进展 信息时代的到来，信息的大量膨胀，知识和信息目前已经成为一个公司越来越重要 的资源，有效的积累知识，有效的管理知识，有效的共享知识，对现代化的企业是一个 重大的课题。一个成功的企业必将是有效管理公司内部的知识结构，让装在每一个员工 头脑中的知识以怎么样的方式表现出来，并能很好的让这些知识为整个公司所用，还有 怎么才能建立起一个能自我学习能力( s e l f - l e a r n i n g ) 的学习型组织将是一个公司能否长 久具有核心竞争力的重点【l u 。 北京中科希望软件股份有限公司，研究推出了h o p e k m 知识管理系统；上海泛微 软件有限公司研究推出了协同商务软件系统( e c o l o g y ) ；金碟、用友等公司也有类似的 产品。这些产品都提供了全面知识管理的框架，允许企业在任何地点和时间张贴、存储 和创建文档并共享信息。所有的文档都可以经由w 曲浏览器找到并获得。并将不同等 级的文档赋予不同权限的人。更重要的是为每个员工提供个性化的知识信息门户，在这 个个性化的门户中，员工只能找到与他职位和权限相关的知识，并且每一个员工在自己 的门户中积累知识的知识，并与大家共享自己在各方面的经验和知识。系统包含：知识 文档、人力资源、工作流程、客户关系、资产管理、项目管理、财务管理等模块。 1 2 2 知识管理思想在金融投资行业的应用与研究进展： 2 0 0 2 年，全球最大的金融资讯服务领域的领导者r e u t e r s 公司，推出具有知识 管理思想的3 0 0 0 x t r a 资讯系统，该产品主要应用于利用海量的经济数据，进行证券、外 汇、期货领域的辅助投资决策。该系统在新闻智能检索、经济指标的关联性分析方面都 具有很强大的功能。 作为全球最大的e r p 软件提供商的s a p 公司，推出了为中国金融企业度身定做的 金融行业解决方案，包括人力资源管理系统和k p i 考核，财务和管理会计系统及业务支 持，战略企业管理系统以及客户关系管理系统等。s a p 金融业解决方案提供强化”管理 集中”的财务管理会计系统和人力资源管理系统；企业战略管理系统；绩效评估”、”获利 能力分析”、”风险防范”为依据，形成企业科学决策；客户关系管理系统则贯彻n 客户至 上”的观念，满足曰益挑剔的客户需求。 2 金融投资 她知识服务系统的分拆与设诗 1 。3 本文的研究思想及研究工作 知谖赣理与羧努罴绞是一个复象熊系统工程，霞要久黧狡零方案懿结合，它涉及熬 内容很多，如知识库的建立、组织结构的再设计、知识产品的经营、组织文化建立等。 知识管理技术并不只是一项技术，而是一个技术体系，包括的技术内容异常繁多，例如： 文挡管理技术、数据摭掘技术、专家系统技本、搜索弓l 擎技术、b b s 技术等，覆盖了知 识生产、分享、应嗣以及创新的各个环节。它同时又是多穆信息技术的集裁，这些技术 结合起来彤成了整体的知识管理与服务系统。 本文运用知识管理方面的理念，来设计新型的金融行业的知识服务系统。本文从技 术受凌，耱翔谖疼豹建立、存储、麓谖驻务方蟊，送行磅究。本文中，“翔谈”对于骚 务对象指的是数据、信息和知识的总和。 国内的证券领域、期货领域、外汇领域的产品目前还处于“行情信息系统”的阶段。 能够绘投资者提供的只毒提供筵单瓣、霆定的一些数握，这棂零秃法满是投资袭故嚣求。 本文设计的知识服务系统，能够将这大量的翁构性数据、嚣结构性文零数据形成的 信息，再依次经过组合和重组，还脊一些复杂的数学运算，并变成有思想的知识簇，从 而达到知识加工、知识服务、辅助投瓷决策的目的。 在价格羲溅篓法方瑟，本文采翔开放式懿设诗，充分体戮知识管理静慧惩。授资者 不仅可以使用本文的一贱算法进行价格预测，而凰投资者还可以使用本系统提供的算法 扩展平台，根据自身的投资经验和智慧，利用系统提供的函数识，编写算法公式，来进 孬投资决策。系绞霹激怒这些算法装攀出去，谴大家一起寒便餍，逶过箱瑷鹣共享羁浚 动来实现知识增值。 本文的金融行业知识服务系统主要包含以下2 个方面的内释： 1 、盎髓何建立一个专有的，内容十分丰富的会瞅幸亍业知识席? 包括数据僚息的采集、 燕工、存德方嚣匏设诗黧箕髂装 警实现。 2 、如何运用知识席来进行投资决策? 内容包括一些有效的投资决策算法、知识检 索算法，以及相应的软件实现。 本文的知识受务系缓夔设计粒开发过程孛，遵獯了班下蔗粼： ( 1 ) 集成性：2 l 世纪的企业是知识型的企业，必须及时掌拯各种信息，所阻只有具 有集成性的系统才能实现企业全部信息的集成和处理。例如多地点、多场所缀营，跨国 经营，可通过i n t e r a c t i n t r a n e t 将不同部门、不阏医域的信息黛成起来，无论何时 可地 静久员都可班及辩曼掰秘查邂箱识簿豹最薪内容。 ( 2 ) 可扩展性：本系统提供的分析算法扩展功能，允许客户自己根据自身的投资经 验和智慧，利用系统掇供的函数包，编写算法公式。 本系绞还支持用户( 具有毂隈夔客户) 撮攥零天掌握数絮谖巍餐慧，曼藏躲谈疼戆 内容。 金融投资行监辩识服务系统静分析与设计 ( 3 1 人性化的使用习惯；例如，本系统结合汉语的语言特点，简化了输入过程，关 键字采蔫攒音字头兹方式。绸翔：要我美予美鏊经济熬籍谖，输入“美国经济”静拱音 字头“m g j j ”即可得到该方面的内容。 ( 4 ) 创新性：系统的“价格趋势投影算法”、“算法公式扩展平台”、“对非结构性 文本售怠按照内骞属性遴牙缝稳化处瑷瓣方法”螯蹙强内薹剑。 针对以上豹开发设计原刚，基于入工智能、金融学方面的理淹，采用弱前最新的网 络通讯技术、软件开发技术，本文作了以下的研究工作： f 1 ) 在对非结构型文本信息的存储处理和知识加= e 方厦，为了便予信息的检索处理， 本文蓄先奁瓣信意静存镱方覆送行了猿莛器心匏蔽送设计。 传统的方式：一般的信息系统在存储文字信息的时候，只有以下几个字段：时间、 地点、来源、具体内容这样几个字段。内容检索的方式般是根据“关键字”在每一条 逸录黪悫鸯字段进行“遍历”查找，只骚找至l 这几令字，载完成锤务。逮秘健绫方式不 仅经常检索出不相关的、焉效的信息，精度和召回率狠低。目前i n t e r n e t 通用的搜索引 擎，例如：s o h u 、s i n a 、n e t e a s e 、y a h o o 、g o o g l e 都有这个问题。 本文的激进之处在于，在信息存储模式，增加了5 个内容属憾字段，在存储过程中 同薅存穗该条倍惠静内辔耩毪( 内容藏眭就是指这条信怠楚蠢关卡 么懿，在实际孛，雨 密属性由知识管理系统的专业管理人员和高级使用者柬确定) 。具体技术实现中，采用 m i c r o s o f ts q l s e r v e r 来存储数据。这样在检索过程中，就不需要对懿个内容进行“遍历” 囊我了，只瓣这5 个内容簇瞧字段进行撩 擎裁霹鞋了，不双大疆爱疑裹检索结巢黢礁毽， 丽且检索效率极高。 因为本文设计的知识服务系统是专业系统，基于静门的信息魔，配备专业管瑕人员， 信息库会在使用过程中逐步扩充内容，所以具有可行馕。 2 ) 在对结构垄数摇鹣麴工楚瑾方 瓣，本文设诗了锋对国内外3 0 多家交势辑豹数据 采集系统，为了保证数据的准确性，该采集系统还设计了数据过滤系统，就是根据数据 的历史情况，定出跳动上限和下限，系统会把超过上下限的数据滤除。 ( 3 ) 建铡瘸缝搀型掰蹙交曩鼗据遴孬狯穆趋势分爨方瑟，鬏攒俦统匏证券分辑波渡 理论，本文把菲波纳奇数列用到趋势势析中来，来霹堑进波浪理论，创造了价格趋势投影 算法，并把该算法在系统中实现。系统用户可以直接使用这个算法进行价格趋势预测， 实验证明，该冀法具有缀窝匏准确性。 ( 4 ) 在髓势分辑算法的扩震方面，本文设计了算法公式扩矮警台，该平台嶷跨翻减 乘除等1 4 种运算，还设计了证券投资算法常用的6 3 种函数。高级客户可以利用这个平 食，把自己的投资经验和错慧变成价格预测算法，来避行趋势分析和投资决策。 ( 5 ) 在继承惶方瑟，零系统还懿套熬投资领域矮l 蕴见年戳寒滚嚣豹一黧经典算 法，在系统中实现，使用户使用本系统能够更方便。 1 4 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 2 知识服务系统的系统分析 2 1 需求分析 知识是组织起来的信息，那么知识库就是将信息网织成各种关系的模式。当数据 串连起来形成信息再依次经过组合和重组并变成有意义的知识簇时，知识就产生了。 信息库是知识服务系统的一个前提和基础，否则，知识服务将是一个空中楼阁， 这就决定信息库的创建是系统的基本需求。本文设计的知识服务系统，是一个基于专用 信息仓库的系统，提供一个创建这样庞大信息库的方法和工具。 金融投资行业具有它的行业特殊性。该行业的信息知识库内容更加广泛，涉及的 不仅是本传统行业的“企业一客户”链信息，更重要的是要全球各国、各行各业的经济 运行趋势、世界证券市场、期货市场、外汇市场信息，覆盖中国及国际宏观经济、微观 经济、产业、贸易、金融、经济，涵盖美国、亚洲、欧洲国际金融市场交易资料及各国 央行货币政策，以及市场分析师，基金经理交易员研判经验，投资者心理，上市公司业 绩，技术分析报告等。这就对细信息库的创建和管理提出更高的要求。 系统的最终目的，是获取知识，获取金融投资方面的知识。是将这大量的结构性 数据、非结构性文本数据形成的信息，再依次经过组合和重组，还有一些复杂的数学运 算，并变成有意义的知识簇，用知识簇包含的思想进行辅助投资决策。 如何把信息经过组合与运算，形成带有思想的知议，是系统的核心需求。我们把 这个需求细化成以下几个方面： ( 1 ) 对历史交易数据进行统计分析。统计分析的目的是使信息和知识有序化，经过 这样一番处理，大量隐含知识被编码化和数字化，信息和知识便从原来的混乱状态变得 有序化t t 。 ( 2 ) 利用历史交易数据进行价格趋势预测。通过对于历史数据的分析，找出数据的 组合关系和价格运行趋势的相关性规律。 ( 3 ) 专业的知识检索。这主要是对非结构型文本信息的处理，对这些新闻信息进行 分类和组合处理，让这些信息变成有意义的知识簇。 2 2 功能分析 本文设计的知识服务系统提供多层次的权限，通过统一的专用客户端软件界面分 别允许初级投资者、高级投资者、市场研究员、分析师以及管理人员随时随地访问。同 时，配合专家知识系统提供有关社会、经济、行业等方面的专业知识。知识库的资源来 源是多方面的。它将总结和吸取许多专家的经验，并动态地充实其内容。 行业知识服务系统提供全方位的信息检索查询和服务，特别地，还将提供先进的 关联性智能检索机制。即：通过预设黄的联想“词典”，能将知识库中的各种有相互关 联的信息自动联系起来，有机地提供给用户。例如：当检索关键词是”格林斯潘”时，知 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 识服务系统也能将有关”美联储”、”美国货币政策”的信息自动提供出来供参考和选择， 因为联想“词典”指出”格林斯潘”与”美联储”、”美国货币政策”有关。 系统的最终用途投资决策，本文设计的知识服务系统的核心功能就是价格趋势分 析，就是对结构性经济数据，主要是证券、期货、外汇市场的历史交易数据进行分析。 找出内在的一些规律，做出对价格走势的预测，来指导投资决策。这方面本系统不仅具 有自身的“价格趋势投影”算法。还支持国内外流行的6 0 多种经典价格预测算法。 2 3 服务系统工作流程分析 本文设计的知识服务系统是一套专门用于金融领域的、可供多级用户并发使用的， 集信息采集、信息整理、信息加工、信息服务等功能为一体的知识级信息服务系统。 知识服务系统以知识采集、生产、加工、利用为主线，根据业务内容，把业务流 程分为数据采集、知识加工、知识存储、知识服务4 个阶段，如图2 1 示。 图2 1 知识服务系统的业务流程图 f i g u r e 2 1p r o c e s so f k n o w l e d g es e r v i c es y s t e m ( 1 ) r l 识采集层：这是知识服务系统的基础措施，它是知识服务的支持部分，这一 层包括2 种数据的采集。其一是对于结构型数据的采集，采集的主要国内外交易所的交 易数据；其二是对于非结构型数据的采集，主要是以文本数据，表现为新闻形式的和金 融投资相关的经济新闻。 ( 2 ) 知识加工层：这一层对采集来的数据进行加工，把数据串进行组合和分类，加 工成信息。对于结构型的交易数据来说，把格式转换成本系统可利用的特定格式；对于 非结构型的新闻数据来说，要把这些文字数据类别化、结构化，还要加上内容属性作为 标引。 ( 3 ) 知识存储层：对知识加工层处理完的信息进行存储。存储的数据库内容作为知 识服务层的原料。 ( 4 ) 知识服务层：这一层实现系统的最终目的，是系统的核心层。这一层为客户提 供有金融投资思想的知识。包括利用历史交易数据和价格趋势进行未来价格预测分析、 6 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 交易数据的统训分析、知识检索服务等方面的内容。 为此，我们把企业的业务流程看作是一个紧密连接的供应链，并将系统划分成新 闻资源采集、交易数据资源采集、数据信息存储、信息发布、价格趋势分析、统计分析、 知识检索、历史交易数据检索这8 个相互协同作业的支持子系统，如图2 2 所表示。 图2 ，2 子系统划分图 f i g u r e 2 2p a r t i t i o no f s u b - s y s t e m 全鍪墼塞! 王錾塾望堡釜至篓墼坌堑兰望堡 3 。知识服务系统的设计 3 。 糕翔交荔数据进行翔谖溅务 3 1 1 结构性交溺数据的采集与加工 结构型的交易数搠，是本文设计的知识服务系统中所要建立的信息仓库中另外一个 重要郝分。对于该类数握信息故处毽方嚣，本文设诗懿采集系绫，按照业务淡程，如图 3 。1 所示，分成数据接收、数据过滤、格式转换、存储西个玮节。 图3 1 变易数据果纂处理框图 f i g u r e 3 1p r o c e s so f c o l l e c t i n gt r d a ed a t a 数据接收：本文设计的知识服务系统可以采集国内外3 0 多家交易所的交易数据。 每一家交瑟瑟戆揍辕方菠不嚣，有瀚采矮至星方式，骞懿采震专线方式，有戆蠲i n t e m e t 方式；每一家交易所的发布手段也不同，有的采用串行数据流的，有的采用标准库动态 刷新的，有的采用w e b 方式。该环节完成所有这烛交易所的数据接收。 数据避滤：原始交爨数据采集j 篷疆中缓重要豹一令巧节，藏蹩僳证数豢熬准确蛙， 是一个关键闻题。数攒是扶很远的濑方，甚至大洋彼岸，地球的另一面，经过多级转发 传送过来的，在传输过程中不可避免地受到通讯干扰，这就会产生错误数据。本系统采 用的是“阀值”的方法采达至i 目的，就是根据数据的历史情况，定出跳动上限和下限， 系统会瑟越_ 遘上疆稻下疆豹鼗蠢掇簿。 格式转换：每一个交易所的数据的纪录格式都是不同的。都需要转化成本文设计 的知识服务系统所规定的统一格式，这样这些数攒才能可用。该环节完成格式转换工作。 存糍：因鬼交瑟数攮懿售惠是海爨戆，缀多交荔鼹瓣霉亍壤数摆每一秽镑靛会交纯l e 次以上，这就对存储遗壤方面提出爨商的要求。如荣每一个采集程序都同时谤闻数据库， 那么数据库的压力会很大。因为数据库的处理速度是有限的，翳求在有限的数据库速度 条件下完成快速存储，就要求对存储_ 过程进行优化。本系统每个采集程序都采甩u d p 方式，发送给一夺专门豹存褚簸务器，对掰嘉静数据逶行统一毒| 己托，然后完残存储。 3 1 2 结构性交易数据的存储模式 在髂爨毒罐模式方嚣，本文竣诗夔知谖服务系统貔数据 嚣潼格式懿表3 2 掰示。鬏 据业务内容，分成2 6 个字段存储，甑括n a m e i d 、n a m e 、c l a s s i d 、m a r k e t i d 、t i m e 、 9 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 开盘价格、最高价格、最低价格、成交价格、持仓量、成交额、申买价格、申买数量、 申卖价格、申卖数量等。采用m i c r o s o 丘s q l s e r v e r 来存储数据。 表3 1 结构型交易数据存储纪录结构 t a b l e 3 1r e c o r do f t r a d ed a t a n a r l l ei d n a m e c l a s s i d m a r k e ti d t i m e 开盘价格 最高价格 最低价格 成交价格 3 1 3 价格趋势预测算法 “趋势”概念是价格预测分析的核心。研究价格趋势的全部意义，就是要在一个 趋势发生发展的早期，及时准确地把它揭示出来，从而达到顺着趋势交易的目的，事实 上，所有趋势分析算法的理论在本质上就是顺应趋势，这当然也是牛顿惯性定律的应用。 即以判断和追随既成趋势为目的。 价格趋势预测和市场行为学与人类心理学有着千丝万缕的联系。价格形态，它们 通过一些特定的价格图表形状表现出来，而这些图形表示了人们对某市场看好或看淡的 心理。而人类心理从来就是“江山易改本性难移”。“历史会重演”，打开未来之门的钥 匙隐藏在历史里，或者说将来是过去的翻版i ”。 就根据这种思想，只要我们找出历史交易数据与历史价格走势的相关性规律，就 可以进行价格趋势预测，如图3 2 所示，对于历史交易数据与历史价格走势的相关性研 究，找出它们之间的算法，再把这种算法应用到当前的交易中，就可以根据当前交易数 据，进行趋势预测了。 1 0 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 图3 2 趋势分析算法原理框图 f i g u r e 3 2p r o c e s so ft r e n da n a l y s i s 通过对历史价格走势与历史交易数据进行相关性研究，来得到价格趋势预测算法是 本文设计的知识服务系统的核心。在1 0 0 多年的金融投资发展历史中，涌现出很多优秀 的投资家，例如：美国的江恩、艾略特等人发明和完善了波浪理论；约翰布林格发明了 布林通道。这些优秀金融投资行业的市场研究人员发明了很多价格预测算法，很多算法 已经在金融投资领域广泛应用，象m a c d 、r s i 、k d 等算法。 本文设计的知识服务系统并不是想找出一个新的价格预测算法，而是想做一个开放 式的、通用的算法设计平台，让金融投资行业的市场研究人员和资深的投资者可以利用 这个平台提供的工具来设计、实验、创造新的价格预测算法，来把每一个人的投资经验 和智慧变成公式和图表。这样就可以让大家彼此共享每一个人的知识和智慧，一起来增 强价格预测能力，提高投资回报，从而达到知识在共享和流动中增值的目的。 可是如何来实现这个目标? 通过对目前国内外金融投资领域的6 0 种价格预测算法 进行研究和分析，我们发现虽然这些算法的原理和使用原则各不相同，但是他们都是利 用历史交易数据进行一定数学运算来完成的，而且这些数学运算有一定的规律性。这个 发现就给我们做一个通用的算法平台提供了一个可能性，只要我们把这些算法中用到的 数学运算进行归类整理，把这些价格预测算法中的一些数学运算进行组合和分解，形成 价格预测算法的“函数”和“运算”工具，然后再利用这些工具去设计、实验、创造新 的价格预测算法。 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 本文设计的算法设计平台，由库函数、操作符、常数、语法组成。某种意义上， 是一种十分简单的“计算机语言”环境。为了让客户容易使用，平台的使用力求简单， 没有循环、条件判断等逻辑比较复杂的语句。构成如下： 价格预测算法使用的函数： 1 a b s ( x ) 求x 的绝对值。 2 a c o s ( ) ( ) 求x 的反余弦值。 3 a s l n ( x ) 求x 的反正弦值。 4 a t a n ( x ) 求x 的反正切值。 5 a v e d e v ( ) ( ，n ) 求x 在n 周期内的平均绝对偏差。 6 a v p r i c e 求均价。 7 b a c k s e t ( x ，n ) 若x 非0 ，则将当前位置到n 周期前的数值设为1 。 8 b a r l a s t ( x ) 求上一次条件成立到当前的周期数。 9 b e t w e e n ( a ，b ，c ) 判断a 是否位于b 及c 之间，如果a 介于b ，c 之间则返回 1 ，否则返回0 。 1 0 c e i l i n g ( x ) 向上舍入。 1 1 c l o s e 求收盘价。 1 2 c o s ( x ) 返回x 的余弦值。 1 3 c o u n t ( x ，n ) 表示统计在n 周期内满足x 条件的周期数。如果n 为0 则表示从 第一天开始算起。 1 4 c r o s s ，y ) 如果x 上穿y 则返回1 ，否则返回0 。 1 5 c u b e ( x ) 返回x 的3 次方。 1 6 d m a ( x ，a ) 返回x 的动态移动平均，其中a 必须介于0 及1 之间。 1 7 d r a w l i n e ( c 1 ，p 1 ，c 2 ，p 2 ，c ) 当条件c 1 及c 2 均满足时，从p 1 画直线到p 2 ，颜 色为c 。 1 8 d r a w t e x t ( c ，p , t e x t ) 表示当条件c 满足时，在p 上写t e x t 文字。 1 9 e m a ( x ，n ) 表示求x 在n 周期内的平滑移动平均。 2 0 e m a 2 ( x ，n ) 表示求x 在n 周期内的加权平均。 2 1 e x p ( x ) 表示求e 的x 次幂。 2 2 f l o o r ( x ) 向下舍入。 2 3 f o r c a s t ( x ，n ) 得到x 的n 周期线性回归预测值。 2 4 h h v ( x ，n ) 得到x 在n 周期内的最高值，如果n = 0 ，则从第一个有效周期开始 算起。 2 5 h h v b a r s ( ) ( ，n ) 得到x 在n 周期内的最高值位置到当前的周期数。如果n = 0 ， 1 2 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 则从第一个有效周期开始算起。 2 6 h i g h 得到最高价。 2 7 i f ( c ，a ，b ) 如果c 成立返回a ，否则返回b 。 2 8 i n t p a r t ( x ) 取x 的整数部分。 2 9 i s d o w n 如果该周期收阳则返回0 ，否则返回l 。 3 0 i s e q u a l 如果该周期平盘则返回1 ，否则返回0 。 3 1 i s u p 如果该周期收阳则返回1 ，否则返回0 。 3 2 l l v ( x ，n ) 得到x 在n 周期内的最小值，如果n = 0 ，则从第一个有效周期开始 算起。 3 3 l l v b a r s ( x ，n ) 得到x 在n 周期捏的最小值的位置到当前的周期术。如果n = 0 则从第一个有效周期开始算起。 3 4 l n ( x ) 得到x 的自然对数。 3 5 l o g ( x ) 得到x 的常用对数。 3 6 l o n g c r o s s ( a ，b ，n ) 如果a 在前n 个周期内都小于b ，本周期上穿b ，则返回 1 。否则返回0 。 3 7 l o w 得到最低价。 3 8 m a x ( a ，b ) 求a ，b 中的较大这。 3 9 m a ( x n ) 求x 在n 周期内的简单移动平均。 4 0 m i n ( a ，b ) 求a ，b 中的较小者。 4 1 m o d ( a ，b ) 返回a 对b 得到模。 4 2 n o t ( x ) 当x 为0 时返回1 ，否则返回0 。 4 3 o p e n 得到开盘价。 4 4 o p i 得到持仓量。 4 5 p o w ( a ，b ) 得到a 的b 次幂。 4 6 r a n g e ( a ，b ，c ) 如果a 大于b 同时小于c 时，返回l ，否则返回0 4 7 r e f ( x n ) 得到x 在n 个周期前的值。 4 8 r e v e r s e ( x ) 取反。 4 9 s e t t l e 得到结算价。 5 0 s g n ( x ) 得到x 的符号，如果x 0 则返回1 ，如果x 操作符，表示“小于运算”。 8 = 操作符，表示“大于等于运算”。 1 0 7 0 ，超买；d f i e t d i d v a l u e ； p t r + = 3 ： i f ( + p t r = = 0 x m i n v a l i df l o a tn o ts e n d l o g n e w s f i l e ( ” 法熬浮点数”) ； r e t u r n ； ) c s i n g l e l o c kt l o c k ( & m u t e x ) ；彩锁定数撵缓冷 t l o c k l o c k o ； i n tn b u f f s i z e = g e t d a t a s i z e o ； 嬲鐾栗数锈缓冲中已经有豹域结构多予1 0 0 0 ，瓣么这对不要癸徐2 卖狯2 买徐3 卖徐3 i f ( ( n b u f f s i z e 1 0 0 0 ) & ( t p t r - f i e l d l d = r _ b i d 2 ) & & ( 糟仃- f i e l d l d 3 0 0 0 ) & & ( f p t r - ，m a r k e t l d = m a x _ f i e l d _ i t e m ) f u l l f l a g 。t r u e ； c l e a r e db yr e a df u n c t i o n w r i t e p o s = o ： 金融投资行业知识服务系统的分析与设计 ) i f f ( w r i t e p o s = = r e a d p o s ) & & ( f u r l f l a g ) ) 立n 果数据缓冲已经满了，那么把最早的 那一个丢弃 r e a d p o s + + ； i f ( r e a d p o s 2m a x _ f i e l d i t e m ) f u l l f l a g2f a l s e ；s e tb yr e c e i v ef u n c t i o n r e a d p o s = 0 ： ) ) t l o c k u n l o c k ( ) ；数据缓冲解锁返回 这种数据驱动的方式，远比传统的时间驱动方式的s e r v e r r c l i e n t 方式要优越 得多。因为这种方式能够保证： ( 1 ) 所有信息只发送一次，而s e r v e r r c l i e n t 方式可能会重复发送。 ( 2 ) 不会因为信息变化太快而漏发，而s e r v e r r c l i e n t 方式会出现漏发的情况。 3 4 系统负载平衡系统的设计 系统并发性是指系统可以同时承载的最大客户连接数，也可以用单位时间内可以 发布交易数据的记录个数来衡量。 因为系统采用多服务器群集的方式来进行数据发布，一旦系统负荷超载，可以随 时增加一台或多台服务器，无缝扩充并发能力。 每一个服务器的最大连接数根据服务器的承载能力来设定的，服务器的承载能力 由和硬件配置和操作系统来决定。如图3 8 所示，客户登陆的时候，随机选择一个服务 器进行连接，当该服务器达到最大连接数( 也就是达到最大承载能力) 的时候，重新选 择其他服务器进行连接。从而实现负载平衡。 功能实现的关键原码如下： c u r t i m e = c t i m e ：g e t c u r r e n t t i m e 0 ；取系统时间 i n tn s t a r t i p = o ： s r a n d ( + ( ( u n s i g n e d + ) ( & c u r t i m e ) ) ) ；用系统时间重种子 n s t a r t l p 2 ( c u r t i m e g e t s e c o n d 0 + r a n d 0 ) n u m ；取随即数去除服务器的余数，作 金融投资行业知识服务系统的分析与设训 为开始登陆的服务器 f o r ( i n ti = 0 ；i c u r s e r v e r n u m - = n s t a r t l p b r e a k ； ) n s t a r t l p + + ；女【l 果连不通则要下一个服务器 i f ( n s t a r t l p = n u m ) n s t a r t l p = o ： 图3 8 负载平衡实现流程图 f i g u r e 3 8p r o c e s so f b a l a n c i n gw o r k 金融投资 予渡知识驻务系统髓分析与设计 4 、知识服务系统的实现与应用 4 。 知识骚务系统的总体结梭 系统的总体结构如图4 1 所示，分成交易数据采集、新闻数据采集、数据存储、信 息发布、知识服务四个部分。其中知识服务部分以客户端软件的形式运行在用户的电脑 终蝼上，为枣露级投资者、藏级投资嚣、市场研究人荧、枣场分援久员、倍感嚣理太受提 供知识服务。 圈4 1 系统整体糕圈 f i g u r e4 1o v e r a us y s t e m 扶集成性的原则出发，系统鲍月鼙务器架设在i n t e m