- 深度状态空间交易:用线性 RNN 做高效长程建模
RNN 串行训练慢、Transformer 注意力 O(L²) 贵,状态空间模型(SSM,S4/Mamba 一族的骨架)走第三条路:把隐藏状态写成对角线性递推 h_t = a⊙h_{t-1} + b⊙x_t,衰减率 a 按对数均匀铺满短记忆到长记忆,一层状态就是一组不同时间尺度的指数记忆核,推理 O(L·N) 且可并行扫描。本文用纯 numpy 从零实现多时间尺度对角线性 SSM + 统一 Ridge 读出,在两个合成任务上诚实实测:平滑多尺度记忆任务(1800 小样本)上 SSM-16 状态 R²=0.787 完胜 OLS-256 滞后的 0.664;但尖锐 lag-64 任务上被 OLS-128 滞后(0.922)打爆(SSM 只有 0.487)——指数记忆核天然抹平孤立尖锐滞后。并拆穿线性状态无损/状态越多越好/SSM 必胜滞后回归/长程=万能/金融直接落地五类真实陷阱(中阶)。
18 min Chinese - GARCH-EMD 混合波动:用经验模态分解剥离趋势再做 GARCH
直接对收益拟 GARCH(1,1),慢变的结构性波动漂移会污染估计——把长记忆假象塞进 β,持续性虚高到 0.99。混合思路借 Engle-Rangel Spline-GARCH 的乘性分解 σ²_t=g_t·h_t:先用 EMD(经验模态分解)从对数平方收益里剥出慢变方差水平 g_t,对标准化残差再拟合短期 GARCH 因子 h_t。纯 numpy 从零实现 EMD sifting(cubic-spline 包络+端点 clamp)与 GARCH MLE(网格+坐标下降),在「乘性成分」合成收益(慢正弦+陡峭 regime 跳变 × 单位均值 GARCH)上实测:EMD-GARCH 把持续性从纯 GARCH 的 0.99 压回 0.95(剔除伪长记忆),但样本外一步方差预测 QLIKE=−6.57 略输纯 GARCH 的 −6.68——分解修正了参数偏误,却没换来预测精度碾压。附「剥太多 IMF 把 GARCH 聚集也当趋势吸走」与「EMD 端点样条外推不稳」两处真实翻车,拆穿分解万能/持续性越低越好/混合必胜/EMD 因果/端点无害五类陷阱(中阶)。
15 min Chinese - 高斯混合聚类资产:用软分配把股票分成潜在风格群
k-means 给每只股票发一张唯一的『风格身份证』:要么成长、要么价值,边界上的股票被硬塞进某一边。但真实资产风格是渐变的——一只『半成长半价值』的股票,硬分类会抹掉这个信息。GMM 把每个风格群建模成一个高斯分布,输出的不是标签而是责任度(responsibility):这只股票 62% 像成长、35% 像价值。合成实验:3 个真实风格群、协方差形状各异且相互重叠,GMM 分类准确率 89.0% 碾压 k-means 的 68.3%——因为 k-means 只会画球形边界,而 GMM 的满协方差能贴合拉长、倾斜的簇。更关键的是 GMM 自带『不确定度报告』:15.7% 的资产最大责任度低于 0.8,这些正是躺在风格边界上的股票,k-means 对它们的标签几乎是抛硬币。用 BIC 选簇数,K=3 处 BIC 达到最小值 1755.2,精确对上真实群数。纯 numpy 实现 EM 算法(E 步算责任度、M 步更新均值协方差权重),拆穿 GMM 总比 k-means 好/EM 保证全局最优/责任度=真实概率/K 越大似然越高所以越好/满协方差永远优于对角五类陷阱(中阶)。
12 min Chinese - 图小波网络金融关联:把图卷积换成图小波
谱图卷积用拉普拉斯特征分解定义『图上的傅里叶』,但它有两个死穴:特征分解 O(N³) 太贵,且傅里叶基在整张图上全局铺开、没有空间局部性。图小波网络(GWNN, Xu et al. ICLR 2019)把图傅里叶基换成图小波基——用热核 exp(-sλ) 生成一族随尺度可调的、天然稀疏且局部化的基,既能多尺度分析资产关联,又比谱卷积更省、更可解释。本文用纯 numpy 从零实现『归一化拉普拉斯→热核图小波→谱域滤波→图信号去噪』全链路,在 24 资产两板块合成关联图上诚实实测:图小波低通把板块信号去噪 RMSE 从观测的 0.86 压到 0.67、方向准确率拉满 1.00,并对比局部 GCN(RMSE 0.47),拆穿小波必胜/尺度随便选/谱域万能/去噪无损/关联即因果五类真实陷阱(中阶)。
14 min Chinese - 独立成分分析 ICA:把混合信号拆回相互独立的源
PCA 只能把信号解相关,ICA 能把它们解独立——这一字之差在金融里是天壤之别。合成实验:3 个独立的非高斯潜在驱动(重尾冲击、偏态动量、区制切换)经一个混合矩阵变成 3 条观测『资产收益』,观测间相关高达 0.72~0.83。FastICA 用 tanh 非线性做定点迭代,把三个源全部还原到 |相关|=0.999;PCA 拿同样数据只做到 0.66~0.87——因为不相关不等于独立,PCA 找的是方差最大的正交方向,不是统计独立的方向。核心引擎:中心极限定理让混合信号趋近高斯(观测源峰度从 2.82 掉到 1.45),所以『最大化非高斯性』就能反解出源,还原后峰度回到 2.83。纯 numpy 实现白化+deflation FastICA,并拆穿『ICA 能定源顺序/能定幅度/源一定有金融意义/高斯源也能分/成分越多越好』五类陷阱(中高阶)。
16 min Chinese - Informer 长序列预测:用概率稀疏注意力砍复杂度
标准 Transformer 注意力是 O(L²):序列拉到 4096 步,一层注意力就要算 1600 万对相似度。Informer(AAAI 2021 最佳论文)的 ProbSparse 注意力抓住一个经验事实——注意力矩阵天然长尾,绝大多数查询行近乎均匀分布、对输出没贡献。它用采样估计每个查询的稀疏度 M(q,K)=max−mean,只让 top-u=c·lnL 个「活跃查询」做完整注意力,懒查询直接输出 V 的均值,复杂度砍到 O(L·lnL)。纯 numpy 从零实现 ProbSparse + 单层注意力回归(手写反向传播、有限差分梯度校验 1e-10 级),实测 L=4096 时提速 53 倍;但诚实披露:在 L=96 的短窗口预测任务上,注意力行不够长尾,c=10 的 ProbSparse 推理 R²=−0.40 远差于 full 推理 0.746,c 扫到 20(u/L≈96%)才恢复 0.727——稀疏近似的前提是分布真的稀疏。另附 OLS-96滞后 R²=0.834 反超注意力的诚实对照,拆穿「ProbSparse 无损/长序列必用 Transformer/加速免费/M 度量万能/金融直接落地」五类真实陷阱(中阶)。
10 min Chinese - 孤立森林异常检测:用随机孤立路径给极端行情打分
传统异常检测先给『正常』建模——估个分布、算个距离,再看谁离得远。孤立森林反着来:异常点本来就少、本来就偏,随机切几刀就能把它单独隔出来,正常点则要切很多刀。于是『被孤立所需的平均路径长度』直接变成异常分数,不需要距离度量、不需要分布假设。合成实验:1000 个交易日、4 维特征(绝对收益、5 日已实现波动、成交量 z、相关性尖峰 z),注入 25 个崩盘日。孤立森林 AUC 0.984,只看收益 z-score 的单变量基线 AUC 0.782——差距来自多维联动:单独看每一维都不算极端、但『量价相关性同时抬升』的日子,只有多维方法抓得住。top-25 命中精度 60% vs 基线 44%。森林规模敏感性:5 棵树 AUC 0.964,50 棵 0.986,100 棵之后彻底平台化——路径长度平均的收敛速度快得惊人。纯 numpy 实现(随机特征+随机分割点递归建树、c(n) 修正项、2^(-h/c) 分数归一化),拆穿分数有绝对阈值/无监督=不用验证/维度越多越好/能检测=能预测/训练集必须干净五类陷阱(中阶)。
12 min Chinese - Johansen 协整检验:用迹统计量与最大特征值锁定多变量长期关系
Engle-Granger 两步法只能处理两条序列、只能找一个协整关系,选谁当因变量还会改变结果。Johansen 检验把问题升级成特征值分解:对 VECM 的 Π 矩阵做约化秩回归,一次性回答『k 条序列里藏着几个协整关系』。纯 numpy 实现完整流程:三元系统(2 条共同随机趋势)迹统计量 176.1 >> 29.7 拒绝 r=0,r≤1 时 4.5 < 15.4 停下——精确识别协整秩 r=1;估出的协整向量 [1, −1.874, 1.247] vs 真值 [1, −1.875, 1.250],误差不到 0.3%。对照组:独立随机游走迹统计量 22.6 徘徊在临界值边缘,秩=2 系统两级统计量全部爆表。样本外 600 天三腿价差交易:z>2 开仓、|z|<0.5 平仓,净费后 Sharpe 3.15、最大回撤 6.6。诚实说明:合成数据协整永不破裂;迹检验对滞后阶数敏感(观测噪声的 MA 结构会让 nlag 选小时假拒绝);三腿组合的执行成本是两腿的 1.5 倍。拆穿『迹检验显著=能赚钱』『特征值大=价差好交易』等误区(中高阶)。
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