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非线性时间序列相空间重构过程中的参数选择问题以及有效的预测方法一直是该领域研究的热点和难点,基于虚假最近邻域概念,同时确定最佳的嵌入维数m与时间延迟丁,对实际非线性时间序列进行相空间重构,求解出时间序列最在Lyapunov指数LE,验证了其中混沌特性,其可预报尺度为[1/LE]。并应用基于[1/LE]个输入神经元与Kenya提出的m:2m:m:1这两种人工神经网络结构对非线性时间序列进行训练和预测,预测结果的平均误差分别为4%和2%左右,后一种神经网络结构能提供更好的预测结果。
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第
37
卷第
11
期
2004
年
11
月
天津大学学报
Journal
of
Tianjin
University
Vo
1.
37
No.11
Nov.
2004
非线性时序的混沌特性分析与预测*
邓兰松,沈菲
(天津大学理学院,天津
300072
)
摘
要:非线性时间序列相空间重构过程中的参数选择问题以及有效的预测方法一直是该领域研究的热点和难
点,基于虚假最近邻域概念,同时确定最佳的嵌入维数
m
与时间延迟
7
,对实际非线性时间序列进行相空间重构,
求解出时间序列最在
L)
叩
unov
指数
LE
,验证了其中泪沌特性,其可预报尺度为[
1/LEJ.
并应用基于
[l/LEJ
个输入
神经元与
Kenya
提出的
m:
2m:
m:
1
这两种人工神经网络结构对非线性时间序列进行训练和预测,预测结果的平均
误差分别为
4%
和
2%
左右,后一种神经网络结构能提供更好的预测结果.
关键词:非线性时间序列;泪沌;虚假最近邻域;最大
L)
叩
unov
指数;人工神经网络
中图分类号
F832
文献标志码
A
文章编号
0493-2137(2004)11-1022-04
Analysis and Prediction of Fund Index of Nonlinear Time Series
DENG
Lan-song
,
SHEN
Fei
( School of Sciences, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract:
Determining
the
parameters in
the
reconstruction of
phase
space
and
effecti ve
predict
method is key
points
in
this field. Based on
the
conception of false
nearest
neighbor, which determines
the
best embedding di-
mension
m
and
time delay 1" simultaneously,
the
nonlinear time series is reconstructed. The max Lyapunov expo-
nent
LE validates
the
chaotic property
in
the
time series. The
predictable
scale is [
l/LE
] days. And
the
two ar-
chitectures of artificial
neural
net
work ,
based
on [
l/LE
]
input
neurons
and
m:
2m:
m:
1, are
applied
in
the
pre-
diction of
the
time series. The average errors are
4?
-ó
and
2%
respectively.
the
latter
can
offers
better
result.
Keywords:
nonlinear time
series;
chaos; false
nearest
neighbor; max Lyapunov exponent; artificial neural
network
Y
昆沌理论对当今西方主流经济学派产生了巨大的
冲击,同时也为证券市场复杂行为的研究开辟了全新
的思路.应用混沌理论中的重构相空间技术,可以在相
空间中揭示出传统方法无法揭示的复杂系统动力特
征.证券市场运行的系统是一个复杂的非线性系统,国
内外已有不少学者
[1
- 3
J
对证券市场的混沌现象进行了
研究,不过对我国基金指数的混沌特性研究尚未见.
文中对我国基金指数时间序列进行相空间重构,
基于虚假最近邻域概念,同时确定最佳的嵌入维数
m
与时间延迟
r
,
求解出其最大
L)
叩
unov
指数
LE
=
0.048
68
,验证了基金指数中具有混沌特性.应用基于
[l/LE]
个输入神经元与
bnya[4]
提出的
m:
2
m: m:
1
*收稿日期
:2003-11-11;
修同日期:
2004
-
03
-
18.
作者简介:邓兰松
(1963
一
) ,男,博士研究生.
这两种人工神经网络结构对其进行训练、预测,发现后
一种神经网络结构能提供更好的预测结果.
1
相空间重构
Y
昆沌时间序列研究的基础是状态空间的重构理
论,即把具有混沌特性的时间序列重建为一种低阶非
线性动力学系统.通过相空间重构,可以找出隐藏在混
沌吸引子中的演化规律,使现有的数据纳入某种可描
述的框架之下.目前较为常用的是延迟矢量法,该方法
由
Packard
等人提出,并由
Takens
为之奠定了可靠的
数学基础.它的基本思想是,系统中任一分量的演化部
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