[發(fā)明專利]一種金融交易網(wǎng)絡演化建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710703370.5
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107516274A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周水庚;王俊杰;關(guān)佶紅;張浩
• 申請（專利權(quán)）人: 復旦大學
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 陸飛,陸尤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金融信息數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及金融交易網(wǎng)絡演化建模方法。

背景技術(shù)

金融市場提供一個讓眾多投資者買賣金融產(chǎn)品的交易機制,這種市場交易機制導致買賣者之間千絲萬縷糾纏在一起的交互關(guān)系。交易者之間的交互作用可以描述為一個金融交易網(wǎng)絡。在這個交易網(wǎng)絡里，代表交易者的節(jié)點之間通過買賣交易關(guān)系互相連接。圖1所示為一個簡單的金融交易網(wǎng)絡。這里，構(gòu)建網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)集包含了9條成交記錄，A–H是交易參與者的ID標示。右邊表格中每一行代表一個成交記錄，買/賣者列是買/賣交易者的ID標示；左邊即是構(gòu)建對應的期貨交易網(wǎng)絡。

像其它復雜系統(tǒng)一樣，金融市場上不同交易者之間的動態(tài)交互作用吸引著一些研究者從復雜網(wǎng)絡的角度分析描述如此混雜交織的關(guān)系。復雜網(wǎng)絡可以廣泛有效地描述自然界和人類社會現(xiàn)實系統(tǒng)，并揭示各種非平凡拓撲特征和內(nèi)在的動力學機制。最近，一些研究利用網(wǎng)絡分析的方法描述金融市場組織和結(jié)構(gòu)的特征，這些研究基于三種不同網(wǎng)絡構(gòu)造方法，包括(1)利用股票價格時間序列間的相關(guān)性來定義連接性的股票網(wǎng)絡，(2)描述股東和公司之間股票持有關(guān)系的有向網(wǎng)絡，和(3)市場投資者間的買賣交互作用的投資者交易網(wǎng)絡。特別地，交易網(wǎng)絡從實證的角度描述了金融市場的交互行為，提高人們對金融系統(tǒng)神秘的復雜性和運行機制的理解和認識。但是，金融交易網(wǎng)絡的形成過程，特別是初期的演化模式，卻從來沒有明確地被提出過。

本發(fā)明以期貨交易為背景和實例，給出了一個金融交易網(wǎng)絡的建模方法，有三個顯著的創(chuàng)新點：

(1)可以對金融交易網(wǎng)絡從演化的初始階段就進行建模。

(2)思路來源于對現(xiàn)有的真實金融交易網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行分析，尤其是網(wǎng)絡初始階段交易信息進行數(shù)據(jù)挖掘，在基于特性越活躍的投資者產(chǎn)生越多的交易這個觀察，網(wǎng)絡生長演化，網(wǎng)絡拓撲特征演化，以及網(wǎng)絡節(jié)點間連接動力學的活躍度模型。實驗表明設(shè)置合理的網(wǎng)絡生長參數(shù)，能夠復制真實網(wǎng)絡，特別是初始階段的觀察結(jié)果。

(3)本發(fā)明模型揭示了網(wǎng)絡局部連接動力學規(guī)律，分析平倉交易機制，能夠深入解釋節(jié)點度和強度分布中奇偶分叉等金融交易過程中一些現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對如何通過學習金融交易網(wǎng)絡的演化和拓撲特性及其微觀動力學，提出一種新的金融交易網(wǎng)絡演化的建模方法。

本發(fā)明提出的金融交易網(wǎng)絡建模方法，是基于本質(zhì)活躍的投資者產(chǎn)生越多的交易的觀察，和現(xiàn)實金融交易網(wǎng)絡的生長過程和拓撲特征演化的分析以及微觀連接動力學研究結(jié)果，通過設(shè)置合理的網(wǎng)絡生長參數(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡模型以復現(xiàn)真實網(wǎng)絡的拓撲特征與演化過程。

本發(fā)明提出的金融交易網(wǎng)絡建模方法，主要基于如下三個方面的觀察與分析：

(1)網(wǎng)絡生長演化過程：對現(xiàn)有金融交易網(wǎng)絡的尺度變化進行分析，挖掘其內(nèi)涵特征，發(fā)現(xiàn)：

(1a)在開始交易日，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目冪率增長，后面趨于穩(wěn)定；

(1b)最大連通分量逐漸合并非最大連通分量。

(2)網(wǎng)絡拓撲特征演化過程：基于對現(xiàn)有金融交易網(wǎng)絡節(jié)點強度的變化進行分析，挖掘其內(nèi)涵特征，發(fā)現(xiàn)：

(2a)網(wǎng)絡從自始至終呈現(xiàn)無標度行為；

(2b)網(wǎng)絡展現(xiàn)小世界效應；

(2c)所有節(jié)點對之間最長路徑在初始階段強烈波動后緩慢下降。

(3)網(wǎng)絡連接動力學分析：基于對金融交易網(wǎng)絡的生長演化模式和結(jié)構(gòu)特征演化的微觀機制進行挖掘分析，特別是分析復制連接邊、新內(nèi)部連接邊和新節(jié)點產(chǎn)生的連接邊的三個具體行為，發(fā)現(xiàn)：

(3a)兩個已存在節(jié)點產(chǎn)生的新內(nèi)部邊具有很高發(fā)生頻率，這類連接邊對連接結(jié)構(gòu)的致密化起著主導作用。復制連接邊隨著時間推移逐漸變得越來越頻繁，新節(jié)點連接邊比較稀少。

(3b)網(wǎng)絡低度區(qū)域里復制邊很少，說明交易撮合對手方具有一定的隨機性；隨著度的增加，平均連接復制率緩慢增加。從節(jié)點度為大約幾百的區(qū)域開始，平均連接復制率的范圍逐漸變得不穩(wěn)定。

(3c)平今倉交易(平當日開的倉位)產(chǎn)生的連接邊決定了網(wǎng)絡度和強度分布相關(guān)的奇偶分叉現(xiàn)象。

基于上述分析與觀察結(jié)果，本發(fā)明提出一個基于節(jié)點活躍度的金融交易網(wǎng)絡建模方法。這個方法給每個節(jié)點賦予不同但固有的活躍度，能夠成功復現(xiàn)真實網(wǎng)絡的拓撲特征與演化過程。