Курсовая работа: Применение нейронных сетей для формализации процессов управления Сети Хопфилда

- предсказание на основе соответствия предлагаемого проекта экономической ситуации

1.7 Предсказание результатов займов

- определение возможности кредитования предприятий

- предоставление кредитов и займов без залога

2. Пример применения нейронной сети

Одним из ярких примеров является предсказание финансовых рядов. В особенности - определение знака изменения котировки на валютном рынке.

Найдем, как связана норма прибыли с точностью определения знака в простейшей постановке ежедневного вхождения в рынок

Обозначим на момент : полный капитал игрока , относительное изменение котировки , а в качестве выхода сети возьмем степень ее уверенности в знаке этого изменения . Такая сеть с выходной нелинейностью вида обучается предсказывать знак изменения и выдает прогноз знака с амплитудой пропорциональной его вероятности. Тогда возрастание капитала на шаге запишется в виде:

где - доля капитала, "в игре". Выигрыш за все время игры:

нам и предстоит максимизировать, выбрав оптимальный размер ставок . Пусть в среднем игрок угадывает долю знаков и, соответственно, ошибается с вероятностью . Тогда логарифм нормы прибыли,

,

а, следовательно, и сама прибыль, будет максимальным при значении и составит в среднем:

.

Здесь мы ввели коэффициент . Например, для Гауссова распределения . Степень предсказуемости знака напрямую связана с кросс-энтропией, которую можно оценить a priory методом box-counting. Для бинарного выхода (см.Рисунок 1):

Рисунок 1.

В итоге получаем следующую оценку нормы прибыли при заданной величине предсказуемости знака , выраженной в битах:

.

То есть, для ряда с предсказуемостью в принципе возможно удвоить капитал за вхождений в рынок. Так, например, измеренная выше предсказуемость временного ряда S&P500, равная предполагает удвоение капитала в среднем за вхождений в рынок. Таким образом, даже небольшая предсказуемость знака изменения котировок способна обеспечить весьма заметную норму прибыли.

Подчеркнем, что оптимальная норма прибыли требует достаточно аккуратной игры, когда при каждом вхождении в рынок игрок рискует строго определенной долей капитала:

,

где - типичная при данной волатильности рынка величина выигрыша или проигрыша.[1] Как меньшие, так и большие значения ставок уменьшают прибыль. Причем, чересчур рискованная игра может привести к проигрышу при любой предсказательной способности. Этот факт иллюстрирует Рисунок 2.

Рисунок 2.

Поэтому приведенные выше оценки дают представление лишь о верхнем пределе нормы прибыли. Более тщательный анализ с учетом влияния флуктуаций, выходит за рамки нашего изложения. Качественно понятно, однако, что выбор оптимального размера контрактов требует оценки точности предсказаний на каждом шаге.

3. Применение нейрокомпьютеров на российском финансовом рынке

Несмотря на то, что финансовый рынок в России еще не стабилизирован и, рассуждая с математической точки зрения, его модель меняется, что связано с одной стороны с ожиданием постепенного сворачивания рынка ценных бумаг и увеличения доли фондового рынка, связанного с потоком инвестиций как отечественного так и зарубежного капитала, а с другой - с нестабильностью политического курса, все-таки можно заметить появление фирм, нуждающихся в использовании статистических методов, отличных от традиционных, также появление на рынке программных продуктов и вычислительной техники нейропакетов для эмуляции нейронных сетей на компьютерах серии IВМ и даже специализированных нейроплат на базе заказных нейрочипов. В частности, в России уже успешно функционирует один из первых мощных нейрокомпьютеров для финансового применения. По данным фирмы «Тора-центр» в число организаций, использующих нейронные сети для решения своих задач, уже вошли - Центробанк, МЧС, Налоговая Инспекция, более 30 банков и более 60 финансовых компаний. Некоторые из этих организаций уже опубликовали результаты своей деятельности в области использования нейрокомпьютинга.

4. Применение нейронных сетей в задачах прогнозирования

Задачи прогнозирования особенно важны для практики, в частности, для финансовых приложений, поэтому поясним способы применения нейронных сетей в этой области более подробно.