
محمدرضا داودابادی
پیشبینی مقدار شاخص های بازارهای مالی با استفاده از یک مدل مبتنی بر ترنسفورمر
- دانشجو
- محمدرضا داودابادی
- استاد راهنما
- فرزام متین فر
- استاد مشاور
- محمدرضا اصغری اسکوئی
- استاد داور
- نویده مدرسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- ساعت دفاع
- چکیده
-
در عصر کنونی بازارهای مالی ایفا کنندهی نقشی مهم در اقتصاد جهانی هستند و به عنوان قلب تپندهی آن شناخته میشوند. بازارهای مالی از چند جنبهی تخصیص بهینه منابع، تسهیل جریان سرمایهگذاری در صنعت، تعیین ارزش واقعی دارایی، کمک به توسعه اقتصادی و مدیریت ریسک دارای اهمیت حیاتی هستند و به عنوان موتور متحرک اقتصاد عمل میکنند. همچنین وجود بازارهای مالی کارآمد نشان دهندهی پویایی و سلامت اقتصاد یک جامعه میباشد و تغییرات آن میتواند زندگی عدهی زیادی از افراد را تحت تاثیر قرار میدهد. به همین دلیل پیشبینی شاخصها به عنوان نشانگر وضعیت بازارهای مالی از اهمیت بالایی برخوردار است و میتواند به تصمیمگیری آگاهانه، سرمایهگذاری صحیح منابع، کاهش ریسک سرمایهگذاران و کسب بازدهی بهینه کمک کند. هدف از پیشبینی بازارهای مالی، پیشبینی قیمتها، بازدهی و روندهای بازار است تا بتوان از این اطلاعات برای تصمیمگیریهای مالی و سرمایهگذاری استفاده کرد.
تاکنون رویکردهای مختلفی مانند رویکردهای آماری و اقتصادی جهت پیشبینی بازارهای مالی معرفی و توسعه یافتهاند که هر کدام دارای نقاط ضعف و قوت خود میباشند اما با ظهور الگوریتمهای یادگیری ماشین و یادگیری عمیق و افزایش قدرت محاسباتی کامپیوترها و همچنین دسترسی به دادههای با حجم زیاد، روشهای پیشبینی سریهای زمانی بازارهای مالی با استفاده از روشهای جدید مبتنی بر یادگیری ماشین و یادگیری عمیق به دلیل دقت و سرعت بالاتر در توسعه مدلهای پیشبینی مورد توجه جامعهی علمی قرار گرفتند و باعث بهبود دقت پیشبینیها شدهاند.
از بین این روشها طی سالهای اخیر مدلهای مبتنی بر ترنسفورمرها به دلیل توانایی یادگیری وابستگیهای بلند مدت و همچنین افزایش قابلیت تفسیرپذیری مدلها با استفاده از مکانیزم توجه، در حوزههای مختلف پردازش زبان طبیعی، بینایی ماشین و سریهایزمانی مورد توجه قرار گرفتهاند.
در این پژوهش از مدل Temporal Fusion Transformer که یک مدل مبتنی بر ترنسفورمر میباشد جهت پیشبینی مقدار شاخص S&am ۵۰۰ و شاخص کل بورس ایران استفاده شده است تا میزان کارایی آن در پیشبینی این شاخصها مورد سنجش قرار گیرد. همچنین به جهت بررسی میزان کارایی مدل TFT ، نتایج این مدل با مدل های شناخته شدهی LSTM و میانگین متحرک ساده و رگرسیون بردار پشتیبان مقایسه شده است. مدلهای LSTM و TFT در مقایسه با میانگین متحرک ساده و رگرسیون بردار پشتیبان خطای کمتری داشتند. خطای مدل TFT در پیشبینی شاخص کل بورس ایران کمتر از LSTM بود ولی در پیشبینی شاخص S&am ۵۰۰ مدل LSTM خطای کمتری را در دو معیار ارزیابی بدست آورد.
- Abstract
-
In the current era, financial markets play a crucial role in the global economy and are recognized as its beating heart. Financial markets are critically important in several aspects, including optimal resource allocation, facilitating investment flows in industries, determining the true value of assets, contributing to economic development, and risk management, acting as the driving engine of the economy. Additionally, the existence of efficient financial markets reflects the dynamism and health of a society's economy, and changes in these markets can significantly impact the lives of many individuals. For this reason, predicting indicators as markers of financial market conditions is of great importance and can aid in informed decision-making, proper resource allocation, risk reduction for investors, and achieving optimal returns. The goal of forecasting financial markets is to predict prices, returns, and market trends so that this information can be used for financial decision-making and investment.
To date, various approaches, such as statistical and economic methods, have been introduced and developed for forecasting financial markets, each with its own strengths and weaknesses. However, with the emergence of machine learning and deep learning algorithms, increased computational power, and access to large volumes of data, time series forecasting methods for financial markets using new machine learning and deep learning-based approaches have gained attention in the scientific community due to their higher accuracy and speed in developing predictive models, leading to improved forecasting accuracy.
Among these methods, transformer-based models have gained attention in recent years due to their ability to learn long-term dependencies and enhance model interpretability through attention mechanisms, particularly in fields such as natural language processing, computer vision, and time series analysis.
In this research, the Temporal Fusion Transformer (TFT) model, a transformer-based model, has been used to forecast the S&am ۵۰۰ index and the Tehran Stock Exchange's overall index to evaluate its effectiveness in predicting these indices. Additionally, to assess the performance of the TFT model, its results have been compared with well-known models such as LSTM, simple moving average, and support vector regression. The LSTM and TFT models had lower errors compared to the simple moving average and support vector regression. The error of the TFT model in predicting the overall index of the Iranian stock market was lower than that of LSTM, but in predicting the S&am ۵۰۰ index, the LSTM model achieved lower error in both evaluation metrics.