标签传播时间序列聚类的股指期货套期保值策略研究

利用时间序列聚类方法进行股指期货的套期保值,关键要选择合适的聚类方法。本文从新的视角来研究并提高时间序列聚类方法在金融数据分析领域的应用性能,提出一种基于标签传播时间序列聚类的股指期货套期保值模型。该模型以动态时间弯曲为相似性度量方法来构建现货股票网络空间结构,将每只股票看作一个节点,利用标签传播方法将节点划分到不同的簇中,最终实现股票数据聚类。另外,构建最小追踪误差优化模型来确定每支股票在现货组合中的最优权重,从而得到最优组合。实验分别比较新方法和传统聚类方法确定现货组合的追踪误差,结果表明新方法能够提高现货组合的追踪精度,为丰富金融市场投资和管理方式提供新的研究思路。     

基于分量属性近邻传播的多元时间序列数据聚类方法

鉴于传统方法不能直接有效地对多元时间序列数据进行聚类分析,提出一种基于分量属性近邻传播的多元时间序列数据聚类方法.通过动态时间弯曲方法度量多元时间序列数据之间的总体距离,利用近邻传播聚类算法分别对数据之间的总体距离矩阵和分量近似距离矩阵进行聚类分析,综合考虑这两种视角下序列数据之间的关联关系,使用近邻传播方法对反映原始多元时间序列数据的综合关系矩阵实现较高质量的聚类.数值实验结果表明,与传统聚类方法相比,所提出方法不仅能够有效地反映总体数据特征之间的关系,而且通过重要分量属性序列之间的关联关系分析能够提高原始时间序列数据的聚类效果.     

符号化近似SAX在时序数据挖掘中的应用研究

聚类是数据挖掘研究中最常见的一种方法,可以作为规则发现、异常发现等其它数据挖掘操作的基础,一直以来都是数据挖掘的研究热点之一。股票数据是一种典型的时间序列数据,利用股票数据进行时间序列数据挖掘的研究既有一定的实际应用价值,也是国内外的热点问题之一。文章首次将一种新型符号化方法SAX[1]应用到标准普尔500指数的股票数据的聚类研究中,使用传统的欧氏距离和动态时间弯曲两种时间序列相似性度量方法进行实验。实验结果表明将SAX应用到股票数据聚类操作,可以得到更好的趋势聚类效果和更高的效率。     

基于形态特征的数据流聚类方法研究

在聚类过程中为保留数据的重要形态与趋势特征,提出一种基于形态特征的数据流聚类方法。在初始化阶段提取重要特征点表示序列分段,在在线更新阶段使用部分动态时间弯曲方法计算子序列距离,基于动态滑动窗口思想保证多条数据流中数据的同步,在用户触发聚类阶段提出数据流聚类方法。通过对仿真数据和实际股票数据的分析结果表明,在参数设置合理的情况下,该方法可以获得接近0.95的聚类演化精度。     

基于中心度的标签传播时间序列聚类方法

为了实现时间序列自动聚类,以及更为细致地描述时间序列之间的结构关系,引入社区发现方法来研究时间序列聚类.针对标签传播方法在标签传播过程中具有较强不确定性,以及算法对网络结构较为敏感等问题,提出一种基于中心度的标签传播时间序列聚类方法;通过构建时间序列网络空间结构,将每条时间序列看作一个节点,根据每个节点的中心度来得到标签更新顺序;计算节点对于每个簇的归属度,再利用节点的归属度和标签的传播实现节点的划分,从而实现时间序列聚类.所提方法通过分析时间序列之间的连接关系来发现其在欧氏空间的结构特征,进而实现空间结构的有效划分.实验结果表明,所提方法无需确定初始簇中心,能够有效划分人工数据网络和真实社会网络,在时间序列数据聚类中取得了良好的聚类效果.     

一种基于DTW的新型故事时间序列相似性度量方法

现有时间序列相似性度量方法在进行股市序列相似性分析时,通常忽略成交量等其他重要因素对股价的影响,从而导致序列聚类、分类不精确。针对这一问题,本文提出了新的股市时间序列相似性度量方法。该方法在动态时间弯曲算法的基础上,通过引进时间衰竭因子,并结合成交量因素,给出了股市序列的最终度量公式。为了证明提出方法的可行性和有效性,本文实验部分通过选取家电等三个行业中的股票数据进行测试。实验结果表明,基于动态时间弯曲(Dynamic time warping,DTW)的新型股市时间序列相似性度量方法能够在保持股票序列形态特征的基础上,较好地解决股市技术分析中量价关系问题,从而更有效地应用于股市技术分析里关于模式发现等领域。     

一种时间序列数据的动态密度聚类算法

传统的聚类算法多是针对某个时间片上的静态数据集合进行的聚类分析,但事实上大部分数据存在时间序列上的连续动态演变过程.本文对时间序列数据及其类结构的演变过程进行了分析,发现在一定条件下相邻时间片间的数据集间存在较强的关联性,并且类簇结构间则存在一定的继承性.故本文得出新的思想,在前一时间片聚类结果的基础上,通过对部分变化数据的计算和类簇结构的局部调整就有望获得对后一时间片上数据进行完全聚类相同的效果,且运算量会显著下降.基于此思想提出了一种时间序列数据的动态密度聚类算法(DDCA/TSD).仿真实验中使用6种数据集对所提出算法进行了实验验证.结果显示DDCA/TSD在保证聚类准确性的基础上相对传统聚类算法有明显的时间效率提升,并能更有效地发现数据点的属性变化及类簇结构的演变过程.     

时间序列相似性半监督谱聚类

时间序列相似度是时间序列数据挖掘的重要研究方向之一。如何利用时间序列相似度对提高时间序列数据聚类有着重要的意义。提出一种基于时间序列相似度的半监督谱聚类算法,通过选取适当的时间序列特征构造相似度与距离,在谱聚类算法的基础上利用标签数据选取初始类簇。实验表明,该算法使具有相似特征的时间序列可以很有效地被聚集到同一类中。     

交通流时间序列分离方法

采用聚类分析方法对交通流时间序列进行分析可以发现典型的交通流变化模式。通常 可采用欧式距离及K均值算法进行时间序列聚类,但经分析发现单凭此方法还难以实现不同变化趋 势的交通流时间序列的有效分离。针对此问题,提出了将动态时间弯曲及灰色关联度引入交通流时 间序列相似性度量,且结合层次化聚类方法对交通流时间序列进一步分离的方法。通过实验研究,发 现基于灰色关联度的层次化聚类方法能较好地实现交通流时间序列的进一步有效分离。     

基于波动特征的时间序列数据挖掘

针对相似度搜索是时间序列数据挖掘的基础,构造鲁棒的动态时间弯曲距离是相似性研究的关键,考虑时间序列特征点的重要意义,引入一种时间序列波动点的抽取方法,采用二叉特征树结构对原序列进行再表达.该方法既提取了序列整体趋势信息,又有效约减了数据维数.对多个数据集的层次聚类实验表明,在保证较高准确率情况下,该方法显著提高了DTW的计算效率.     

标度曲线拟合与金融时间序列聚类

针对金融时间序列具有的多重分形特征,提出基于标度曲线测度沪深300指标股之间的相似性并实现聚类。该方法首先使用多标度退势波动分析(MSDFA)拟合不同自相关阶数下收益率序列的标度曲线,然后抽取其分布或形态特征构造模式向量。聚类通过含权K-means算法实现,最优类别数根据分类适确性指标(DBI)确定。结果显示,基于标度曲线的聚类能够揭示出股市的行业聚集性和板块间的关联性,在此基础上构造的投资组合可以显著降低风险,并且效果优于基于原始序列线性趋势特征的聚类。     

基于DTW 距离的探地雷达数据可视化

提出一种基于动态时间弯曲算法距离度量的探地雷达数据可视化方法,利用动态 时间弯曲算法在时间轴方向上伸缩的优越性,结合可指定类数的聚类算法对探地雷达数据进行 聚类和可视化分析。可用于实测的探地雷达数据集,实验结果表明,相对于传统的聚类算法, 本文算法能得到更好的聚类结果。     

一种时间序列快速分段及符号化方法

作为一类重要的复杂类型数据,时间序列已成为数据挖掘领域的热点研究对象之一.针对时间序列的挖掘通常首先需要将时间序列分段并转变为种类有限的符号序列,以利于进一步进行时间序列模式挖掘.针对当前的时间序列分段方法复杂度较大,效率不高等问题,本文提出了一种简单高效的基于拐点检测的时间序列分段方法,并且采用动态时间弯曲度量计算不等长子序列的相异度,最后运用层次化聚类算法实现子序列的分类及符号化.实验表明,本文所提出的方法切实可行,实验结果具有较为明显的物理意义.     

基于分段时间弯曲距离的时间序列挖掘

在时间序列库中的数据挖掘是个重要的课题,为了在挖掘的过程中比较序列的相似性,大量的研究都采用了欧氏距离度量或者其变形,但是欧氏距离及其变形对序列在时间轴上的偏移非常敏感．因此,采用了更鲁棒的动态时间弯曲距离,允许序列在时间轴上的弯曲,并且提出了一种新的序列分段方法,在此基础上定义了特征点分段时间弯曲距离．与经典时间弯曲距离相比,大大提高了效率,而且保证了近似的准确性．     

辅助信息自动生成的时间序列距离度量学习

对于时间序列聚类任务而言,一个有效的距离度量至关重要.为了提高时间序列聚类的性能,考虑借助度量学习方法,从数据中学习一种适用于时序聚类的距离度量.然而,现有的度量学习未注意到时序的特性,且时间序列数据存在成对约束等辅助信息不易获取的问题.提出一种辅助信息自动生成的时间序列距离度量学习(distancemetric learning based on side information autogeneration for time series,简称SIADML)方法.该方法利用动态时间弯曲(dynamic time warping,简称DTW)距离在捕捉时序特性上的优势,自动生成成对约束信息,使习得的度量尽可能地保持时序之间固有的近邻关系.在一系列时间序列标准数据集上的实验结果表明,采用该方法得到的度量能够有效改善时间序列聚类的性能.     

Fuzzy Clustering for Data Time Arrays With Inlier and Outlier Time Trajectories

In many knowledge discovery and data mining tasks, fuzzy clustering is one of the most common tools for data partitioning. In this paper dynamic fuzzy clustering models for classifying a set of multivariate time trajectories (time series, sequences) are developed. In particular, by adopting an exploratory approach, based on a geometric-algebraic formulation of the data time array, different kinds of dynamic fuzzy clustering models, based on cross sectional and longitudinal aspects, are suggested. Furthermore, a modified version of the previous clustering models, that can be seen as a generalization of these models, is proposed. By utilizing these models we can obtain beneficial effects in the clustering process when anomalous trajectories (trajectories with anomalous positions and slopes) are present in the dataset; in fact the models are suitable for detecting structures of time trajectories with anomalous patterns that are not uniformly distributed over the structure's domains and are characterized by strange slopes. In these models, the disruptive effect of the anomalous trajectories is neutralized and smoothed and the information on the influence of individual time trajectories on the detected groups is given. Furthermore, some remarks on dynamic three-way extensions of a few robust fuzzy clustering models for two-way data are suggested. Demonstrative examples are shown and a comparison assessment based on artificial multivariate time-varying data is carried out     

Characteristic-Based Clustering for Time Series Data

With the growing importance of time series clustering research, particularly for similarity searches amongst long time series such as those arising in medicine or finance, it is critical for us to find a way to resolve the outstanding problems that make most clustering methods impractical under certain circumstances. When the time series is very long, some clustering algorithms may fail because the very notation of similarity is dubious in high dimension space; many methods cannot handle missing data when the clustering is based on a distance metric.This paper proposes a method for clustering of time series based on their structural characteristics. Unlike other alternatives, this method does not cluster point values using a distance metric, rather it clusters based on global features extracted from the time series. The feature measures are obtained from each individual series and can be fed into arbitrary clustering algorithms, including an unsupervised neural network algorithm, self-organizing map, or hierarchal clustering algorithm.Global measures describing the time series are obtained by applying statistical operations that best capture the underlying characteristics: trend, seasonality, periodicity, serial correlation, skewness, kurtosis, chaos, nonlinearity, and self-similarity. Since the method clusters using extracted global measures, it reduces the dimensionality of the time series and is much less sensitive to missing or noisy data. We further provide a search mechanism to find the best selection from the feature set that should be used as the clustering inputs.The proposed technique has been tested using benchmark time series datasets previously reported for time series clustering and a set of time series datasets with known characteristics. The empirical results show that our approach is able to yield meaningful clusters. The resulting clusters are similar to those produced by other methods, but with some promising and interesting variations that can be intuitively explained with knowledge of the global characteristics of the time series.     

A novel technique applied to the economic investigation of recommender system

Recommender system has emerged as a new research concept in the economic field, in which a new recommend algorithm such as stock data mining plays an important role in studying the level of economic development in a region. A novel recommends method of big data analysis method based on singular value decomposition is proposed. The proposed algorithm exploits the historical data of stocks in the western region, the regional leading stock average data and volatility of individual stocks data. Then volatility charts could be gotten from data mining. The stability of the western region stock could be drawn by comparison between leading stocks and common stocks. Money flow of stocks can also be calculated by new recommender system algorithm. The experimental results show that our approach has ability to forecast the economic development of the western region by the perspective of stock data mining. It could effectively recommend investors to identify the economic development of the western region, obtaining higher returns, and avoiding unnecessary losses.