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(金融学专业论文)用DSEM模拟仿真股市及其探讨.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
内容摘要 随着科学技术的进一步发展,微观经济学也得到了很大发展,借 助于各种新型工具和理论,人们对于市场行为的研究进一步深化。股 票市场向来以其难以描述性、难以分析性和难以预测性著称,目前已 存在的理论包括市场有效性理论、期权定价理论等。但这些理论和实 际市场相比仍有较多的不足。首先,没有用具体的参数来量化股市的 行为,其次,它们都忽略了交易费对股市的影响,第三,由于这些模 型都是均衡模型,无法展示实际市场回报分布的特点,诸如“肥尾” 现象、集群波动等。 在我学习金融经济学的过程中,徐加根老师讲到股票市场价格的 游程检验与人工智能模型时,我想,如果数学与计算机的结合( 在西 南师范大学学习了四年数学) ,股票市场价格运动规律就容易把握了。 从拱门模型的基本思想出发,某一时刻一个噪声的发生是服从正 态分布。该正态分布的均值为零,方差是一个随时间变化的量。并且 这个随时间变化的方差是过去有限项噪声值平方的线性组合。这样就 构成了自回归条件异方差模型。从这个基本思想中可以看出,由于现 在时刻噪声的方差是过去有限项噪声值平方的回归,也就是说噪声的 波动具有一定的记忆性,因此,如果在以前时刻噪声的方差变大,那 么在此刻噪声的方差往往也跟着变大;如果在以前时刻噪声的方差变 小,那么在此刻噪声的方差往往也跟着变小。翻译到金融市场,那就 是如果前一阶段金融资产价格波动变大,那么在此刻市场金融资产价 格波动也往往较大,反之亦然。这就是拱门模型所具有的波动集群的 特性,由此也决定它的无条件分布是一个尖峰胖尾的分布。 针对正态分布的不足,本文建立了一个简单的股市数字仿真模 型。在这个模型中,随机驱动力量是服从高斯分布的消息事件,价格 的形成是由于代理间的直接交易形成的,代理采用固定投资策略进行 交易。另外,我们引入了摩擦系数“f ”来摸拟实际市场中的交易费 用,引入参数r n 和r 。来描述代理对消息和价格变化的响应程度。 d s e m 模型能抓住许多经验市场回报分布的特点,例如“肥尾” 分布,大范围集群波动,短时记忆等。但是,上述现象仅在当参数被 调整到使模型跨越关键点时才会出现,该现象提示我们,实际市场的 操作可能发生在某一关键点附近。另外,进一步分析发现,采用两点 价格响应参数后,股份在某些点处显示出不连续性,即出现跃变。最 后,针对我国股市受政策等外界因素影响较大的特点,进一步引入了 “异常波动源”这一概念,通过和实际市场的比较发现,在d s e m 模型中再加上外界异常波动源的作用,能更好地模拟实际市场。但对 于应怎样描述异常波动源函数仍有待于进一步研究。 在这篇论文中,我们将构建一个非集中化的股市交易模型,该模 型是一理想模型,它能表现出实际市场的许多特点。和实际市场比较 后发现,在该模型的基础上加上异常波动源后更符合实际市场走势。 在第一章,我们提出股票市场及研究动机,建模思想基础与理论 基础,仿真研究及仿真研究的意义。 在第二章,我们将给出d s e m 模型的构造理论和一些通用假设, 并将对描述模型的参数进行探讨。该章分为两个部分,一部分解释模 型的基本结构,另一部分描述波动是怎样合成的。非集中化模型基本 的运动特点,即允许代理间直接进行交易而不受专家或市场管理员的 影响。市场管理员可被理解为已转移到价格匹配机制中去,而对价格 本身并不产生影响。事实上,在d s e m 模型中假定市场从不关闭。 交易可在任意时间进行,时间是一连续变量。另一种解释是市场要闭 市但当它重新开市时,它从昨日闭市处连续进行且并不受闭市间断时 间的影响。这样比较适合股票市场中的股票以昨日收盘价为当日的初 始交易参考价。 为在离散的计算机设备上执行连续时间,使用了一种转移范例。 当模型中包括离散事件( 发生在不一致的时间间隔) 时这种事件是累 积的和不充分的。相反,事件驱动方法是这样执行的,先计算出所有 可能事件的等待时间,然后将时间指针指向具有最短等待时间的那个 事件。因为每个事件的等待时间都被算出,事件按等待时间先后进行 排序,故最早的事件当然排在最前。根据股价的时间、价格优先原则, 使股票交易的价格确定具有离散交易的特点。 在第三章,通过讨论r 。和n 的参数空间,将发现在r p 的某些范围 内,股票价格显示出相对稳定状态,但在某些点处股票价格会经历跳 跃变化,进入另一个相对稳定区间。同时,引入了异常波动源函数来 代表外界异常因素对市场的冲击,发现在随机波动源中加上外界异常 波动源的共同作用能更好地模拟实际市场。在波动源模型中,由于异 常波动源的影响,使得股票价格的波动更富投机性。在这样的市场中, 投资者可以采用稳健的长期投资策略,也可以采用更具风险性的投机 策略。第一种,投资策略。假设投资者对异常波动源的影响作用缺乏 足够的判断和估计,对波动源模型中的a ( t ) 函数难以准确地加以提炼 和总结,那么最好的办法就是采用对数正态分布模型的投资策略,即 挑选公司业绩好,成长性好的股票进行投资。第二种,投机策略。在 异常波动源的影响下,股票价格经常在短时间内突然飚升或暴跌。假 设投资者能在一定程度上预见到这种影响,对a ( t ) 函数能较好估测, 则完全可以采用与异常波动源同步操作的投机策略,这种策略能获得 的收益要比稳健的投资策略高得多。 在第四章,将给出肥尾分布的适配函数,并在进一步分析后发现, 只有在采用两点价格响应参数时d s e m 模型才能展示出实际观测中 的集群波动等现象。我们认识到;在风险管理模型中,我们一般假设 金融工具收益率和市场价格变动呈正态分布,比如在分析v a r 模型 时,资产价格波动正态分布往往被设定为分析前提,这种思考方法限 制了我们判断的正确性。实际上,正态分布往往不能准确地反映现实 情况,极端事件的概率往往偏大,并不像正态分布假设所描述得那么 小,也就是说具有统计上所谓的“肥尾”现象。通过分析,d s e m 模 型的实证结果告诉我们,肥尾现象与集群波动在股票市场中大量存 在,当出现肥尾现象与集群波动时,投资需要谨慎,甚至远离股票市 场,保全既得利益。 关键词:d s e m 模型价格响应参数r p异常波动源 固定投资策略异种代理 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ym i c r o e c o n o m i c s h a sb e e nd e v e l o p e dg r e a t l y u s i n gv a r i o u sn e wt o o l sa n dt h e o r i e s ,p e o p l e h a sf u r t h e r e dr e s e a r c h e so i lm a r k e tb e h a v i o r t h es t o c km a r k e ti sf a m o u s f o ri t sq u a l i t yo fh a r d d e s c r i b i n gh a r d a n a l y z i n ga n dh a r d - a n t i c i p a t i n g a t p r e s e n ti sf a m o u sf o ri t sq u a l i t yo fh a r d d e s c r i b i n g ,h a r d a n a l y z i n ga n d h a r d a n t i c i p a t i n g a tp r e s e n t ,t h ee x i s t i n gt h e o r i e si n c l u d i n gt h ee f f i c i e n t m a r k e tt h e o r y , t h e o r yo fo p t i m a lp r i c e ,e t c h o w e v e r , t h e s et h e o r i e sh a v e m a n yi n a d e q u a c i e si nt e r m so fp r a c t i c a lm a r e t f i r s t ,t h e r ei sn os p e c i f i c p a r a m e t e rf o rq u a n t i z a t i o n ;s e c o n d ,t h ee f f e c t so ft r a n s a c t i o nf e e a r e i g n o r e d ;t h i r d ,b e c a u s et h e s em o d e l sa r ee q u i l i b r i u mm o d e l s ,t h e yc a n t r e v e a lm a n yo ft h ep r o s p e r i t i e so b s e r v e di ne m p i r i c a lm a r k e t s ,s u c ha s f a t t a i l s ,l o n g - r a n g ec o r r e l a t i o n si nv o l a t i l i t y , e t e i nt h ep r o c e s so fis t u d yf i n a n c i a le c o n o m i c s ,w h e nt h et e a c h e rx u j i a g e n t o s p e a k t h ep r i c eo ft h es t o c km a r k e tt ov i s i tt h ed i s t a n c e e x a m i n a t i o na n dt h ea r t i f i c i a li n t e l l i g e n c em o d e l s ,it h i n k ,i fm a t h e m a t i c s c o m b i n e sw i t ht h ec a l c u l a t o r ( is t u d i e dm a t h e m a t i c sf o u ry e a r si nt h e s o u t h w e s tn o r m a lu n i v e r s i t y ) t h es t o c km a r k e tp r i c ee x e r c i s er e g u l a t i o n w i l le a s i l yc o n f i d e n c e is e to u tf r o mt h eb a s i ct h o u g h to ft h ea r c hm o d e l ,s o m ea tt h a t t i m ee n g r a v et h eo c c u r r e n c eo fn e w sv o i c ei st o o b e yt h ep o s i t i v e n o r m a ld i s t r i b u t e t h e a v e r a g en u m b e r t h a t p o s i t i v e n o r m a l d i s t r i b u t ei sz e r o ,t h e s q u a r e n u m b e rt oa ta n yt i m ei sat h eq u a n t i t y o fav a r i e t y a n dt h i sa ta n yt i m et h es q u a r en u m b e ro fav a r i e t yi st h e l i n ec o m b i n a t i o nt h a ti st h el i m i t e di t e mn e w sn u m b e r ss q u a r e t h u s ,i t c o n s t i t u t e df r o mr e t u r nt or e t u r nt h ec o n d i t i o nd i f f e r e n c es q u a r en u m b e r m o d e l f r o mt h i sb a s i c t h o u g h tw e c a ns e e ,b e c a u s eo ft h es q u a r e n u m b e ro fn o wt i m en e w sv o i c ei st h el i m i t e di t e m s q u a r en u m b e r t or e t u r n e dt or e t u r ni nt h ep a s t ,i t sm e a n st h a tt h em o t i o no ft h en e w s v o i c eh a v et h ec e r t a i nm e m o r y ,t h e r e f o r e ,i fi np a s te v e r ym o m e n tt h e s q u a r en u m b e ro ft h en e w sv o i c ed i f f e r e dt ob e c o m eb i g ,s ot h es q u a r e n u m b e ro ft h en e w sv o i c ed i f f e r e dt o u s u a l l ya l s oc o m ea f t e ri t t o b e c o m eb i ga tt h em o m e n t ;i fd i f f e rt od i m i n i s ha tt h es q u a r en u m b e ro f t h ep a s tt i m et h en e w s v o i c e ,s ot h es q u a r e n u m b e ro ft h ev o i c e o fn e w s u s u a l l ya l s oc o m ea f t e ri tt od i m i n i s ha tt h em o m e n t c o m p a r e i ta n df i n a n c i a lm a r k e t ,i f a t p a s sb yt h ep r i c eo f f i n a n c i a la s s e t m o t i o nt ob e c o m eb i g ,u s u a l l yu n d u l a t eb i g g e ra tt h ec u r r e n tm a r k e t p r i c e o ff i n a n c i a la s s e ts o ,v i c ev e r s a t h i si st h em o t i o nt h a tt h e a r c h e dd o o rm o d e lh a v et h ec h a r a c t e r i s t i co fl o n g r a n g ec o r r e l a t i o n si n v o l a t i l i t y ,a l s od e c i d i n gf r o mh e r ei t su n c o n d i t i o n a ld i s t r i b u t ei saf a t - t a i l d i s t r i b u t e c o n s i d e r i n gt h ei n e f f i c i e n c i e sa b o v ei nt h i sp a p e rw e b u i l da ;i m p l e n u m e r i c a lm o d e lt os i m u l a t et h es t o c km a r k e t i nt h i s m o d e l ,t h e s t o c h a s t i cd r i v i n gf o r c ei sg a u s s i n a 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yo p e r a t ea tac r i t i c a l p o i n t f u r t h e r m o r e ,af u r t h e ra n a l y s i sf i n da f t e ru s i n gt w o p o i n tp r i c e r e s p o n s ep a r a m e t e r s ,t h es t o c kp r i c e s a r eu n c o n s c i o u sa ts o m ep o i n t f i n a l l y , c o n s i d e ro u rs t o c km a r k e ti ss t r o n g l ye f f e c t e db yo u t e rf a c t o r s , f o ri n s t a n c e ,t h eg o v e r n m e n tp o l i c y , ii n t r o d u c e st h ea b n o r m a lf l u c t u a t i n g s o u r c et ot h em o d e l b yc o m p a r i n gw i t ht h er e a lm a r k e t ,w ef i n di ft h e d s e mm o d e li sa d d e dw i t haa b n o r m a lf l u c t u a t i n gs o u r c e ,i tc a nd e s c r i b e t h er e a ls t o c km a r k e tb e t t e r h o w e v e r , h o wt od e s c r i b et h ea b n o r m a l f l u c t u a t i n gs o u r c ef u n c t i o ni ss t o c ka no p e nq u e s t i o nf o rf u r t h e rr e s e a r c h i nt h i ss i s ,w ew i l ls e tu pas t o c km a r k e td s e mm o d e l ,t h a tm o d e l i sai d e a lm o d e l ,i tc a ne x p r e s sm a n yc h a r a c t e r i s t i c so fa na c t u a lm a r k e t c o m p a r e w i t ht h ea c t u a lm a r k e t ,e v e nm a t c ht h ea c t u a lm a r k e tt r e n d a f t e rt h a tt h ef o u n d a t i o no ft h em o d e l p l u st h e a b n o r m a lf l u c t u a t i n g s 0 1 1 r c e a tc h a p t e r1 ,w e p u tf o r w a r dt h e s t o c km a r k e ta n dt h er e s e a r c h m o t i v e s ,s e t t i n gu p t h em o l d t h o u g h tf o u n d a t i o n a n dt h et h e o r i e s f o u n d a t i o n s ,i m i t a t i n gt h et r e er e s e a r c ha n di m i t a t i n gt h em e a n i n go ft r u e r e s e a r c h a tc h a p t e r2 ,w ew i l lg i v et h et h e o r i e so fd s e mm o d e la n ds o m ei n g e n e r a lu s ea s s u m p t i o n s ,a n dw i l lc a r r yo i lt h es t u d yt o w a r d sd e s c r i b i n g t h ep a r a m e t e ro ft h em o d e l t h a ti sd i v i d e di n t ot w op a r t s a p a r to f e x p l a i nt h eb a s i cs t r u c t u r eo ft h em o d e l ,a n o t h e ri sd e s c r i p t i o nm o t i o n h o wt ob e c o m e t h ec h a r a c t e r i s t i c o ft h ed s e m m o d e li st o a l l o wa g e n tf o rm u t u a l l yi t sc a r r i e so nt h eb a r g a i n d i r e c t l y ,b e i n gf r e e f r o mt h ei n f l u e n c eo ft h e e x p e r t o rm a r k e t m a n a g i n gp e r s o n t h e m a n a g i n gp e r s o no ft h em a r k e tc a nb ec o m p r e h e n di no r d e rt oh a v e a l r e a d yt r a n s f e r e dt h ep r i c et om a t c ht og ot oi nt h em a r k e tm e c h a n i s m , b u td o n tb r i n ga b o u ti n f l u e n c eo np r i c e i n f a c t ,s u p p o s et h em a r k e tt o n e v e rc l o s ei nt h ed s e m m o d e l b a r g a i nc a nc a r r yo na ta r b i t r a r i l yt i m e t i m ei so nc h a n g i n gt h eq u a n t i t yc o n t i n u o u s l y a n o t h e rk i n do fe x p l a i ni s am a r k e tt ow a n tt os h u tt h em a r k e tb u tw h e ni tr e o p e n sf o rb u 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