这篇论文《STOCK PRICE PREDICTION USING A HYBRID LSTM - GNN MODEL: INTEGRATING TIME - SERIES AND GRAPH - BASED ANALYSIS》发表于arXiv,作者提出了一种结合长短期记忆网络(LSTM)和图神经网络(GNN)的混合模型,以提高股票市场预测的准确性。 1. 研究背景:股票市场复杂多变,受多种因素影响,准确预测股价对投资者等至关重要。传统统计方法难以捕捉金融数据中的复杂模式和关系,而深度学习模型,如LSTM在处理时间序列数据方面有优势,但仅依赖时间序列数据无法充分利用所有信息,GNN可用于建模股票间的关系数据。 2. 文献综述:总结了传统方法在股票市场预测中的不足,以及机器学习和深度学习方法的优势与挑战。还探讨了数据获取面临的问题、不同机器学习方法在金融预测中的应用,以及当前研究存在的挑战,如模型集成、数据处理、可解释性、可扩展性和实时适应性等。 3. 研究方法:从Kaggle通过YFinance API获取10只股票2005年1月1日至2023年12月31日的数据,对LSTM和GNN分别进行特征工程,使用Min - Max Scaling对数据进行预处理。构建股票关系图,确定图中节点和边的表示方式。介绍LSTM和GNN组件的架构及训练过程,将两者输出集成,采用扩展窗口验证策略训练模型。 4. 实验结果:在高性能平台上进行实验,使用MSE作为评估指标。结果显示,混合模型在预测准确性上表现出色,MSE为0.00144,比单独的LSTM模型降低了10.6%,优于其他基线模型,且在不同股票上表现稳健。扩展窗口验证策略对模型适应市场变化有重要作用,通过超参数调优确定了最佳模型配置。 5. 讨论:该模型结合LSTM和GNN的优势,通过扩展窗口训练提高了适应性,在不同股票上表现良好。但模型存在计算复杂度高、对超参数敏感、数据存在局限性等问题。该模型对实时交易和金融分析有重要意义,可用于多种策略,未来可从提高计算效率、扩展数据来源和模型应用范围等方面改进。 6. 研究结论:混合LSTM - GNN模型在股票价格预测方面显著优于传统模型,证明了结合时间序列和关系数据的有效性。未来研究可探索纳入更多数据、优化模型架构和扩展模型应用范围。
STOCK PRICE PREDICTION USING A HYBRID LSTM - GNN MODEL: INTEGRATING TIME - SERIES AND GRAPH - BASED ANALYSIS-论文
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