[发明专利]一种金融交易网络演化建模方法

说明书

技术领域

本发明属于金融信息数据挖掘技术领域，具体涉及金融交易网络演化建模方法。

背景技术

金融市场提供一个让众多投资者买卖金融产品的交易机制,这种市场交易机制导致买卖者之间千丝万缕纠缠在一起的交互关系。交易者之间的交互作用可以描述为一个金融交易网络。在这个交易网络里，代表交易者的节点之间通过买卖交易关系互相连接。图1所示为一个简单的金融交易网络。这里，构建网络的数据集包含了9条成交记录，A–H是交易参与者的ID标示。右边表格中每一行代表一个成交记录，买/卖者列是买/卖交易者的ID标示；左边即是构建对应的期货交易网络。

像其它复杂系统一样，金融市场上不同交易者之间的动态交互作用吸引着一些研究者从复杂网络的角度分析描述如此混杂交织的关系。复杂网络可以广泛有效地描述自然界和人类社会现实系统，并揭示各种非平凡拓扑特征和内在的动力学机制。最近，一些研究利用网络分析的方法描述金融市场组织和结构的特征，这些研究基于三种不同网络构造方法，包括(1)利用股票价格时间序列间的相关性来定义连接性的股票网络，(2)描述股东和公司之间股票持有关系的有向网络，和(3)市场投资者间的买卖交互作用的投资者交易网络。特别地，交易网络从实证的角度描述了金融市场的交互行为，提高人们对金融系统神秘的复杂性和运行机制的理解和认识。但是，金融交易网络的形成过程，特别是初期的演化模式，却从来没有明确地被提出过。

本发明以期货交易为背景和实例，给出了一个金融交易网络的建模方法，有三个显著的创新点：

(1)可以对金融交易网络从演化的初始阶段就进行建模。

(2)思路来源于对现有的真实金融交易网络数据进行分析，尤其是网络初始阶段交易信息进行数据挖掘，在基于特性越活跃的投资者产生越多的交易这个观察，网络生长演化，网络拓扑特征演化，以及网络节点间连接动力学的活跃度模型。实验表明设置合理的网络生长参数，能够复制真实网络，特别是初始阶段的观察结果。

(3)本发明模型揭示了网络局部连接动力学规律，分析平仓交易机制，能够深入解释节点度和强度分布中奇偶分叉等金融交易过程中一些现象。

发明内容

本发明的目的在于针对如何通过学习金融交易网络的演化和拓扑特性及其微观动力学，提出一种新的金融交易网络演化的建模方法。

本发明提出的金融交易网络建模方法，是基于本质活跃的投资者产生越多的交易的观察，和现实金融交易网络的生长过程和拓扑特征演化的分析以及微观连接动力学研究结果，通过设置合理的网络生长参数，构建网络模型以复现真实网络的拓扑特征与演化过程。

本发明提出的金融交易网络建模方法，主要基于如下三个方面的观察与分析：

(1)网络生长演化过程：对现有金融交易网络的尺度变化进行分析，挖掘其内涵特征，发现：

(1a)在开始交易日，网络节点数目幂率增长，后面趋于稳定；

(1b)最大连通分量逐渐合并非最大连通分量。

(2)网络拓扑特征演化过程：基于对现有金融交易网络节点强度的变化进行分析，挖掘其内涵特征，发现：

(2a)网络从自始至终呈现无标度行为；

(2b)网络展现小世界效应；

(2c)所有节点对之间最长路径在初始阶段强烈波动后缓慢下降。

(3)网络连接动力学分析：基于对金融交易网络的生长演化模式和结构特征演化的微观机制进行挖掘分析，特别是分析复制连接边、新内部连接边和新节点产生的连接边的三个具体行为，发现：

(3a)两个已存在节点产生的新内部边具有很高发生频率，这类连接边对连接结构的致密化起着主导作用。复制连接边随着时间推移逐渐变得越来越频繁，新节点连接边比较稀少。

(3b)网络低度区域里复制边很少，说明交易撮合对手方具有一定的随机性；随着度的增加，平均连接复制率缓慢增加。从节点度为大约几百的区域开始，平均连接复制率的范围逐渐变得不稳定。

(3c)平今仓交易(平当日开的仓位)产生的连接边决定了网络度和强度分布相关的奇偶分叉现象。

基于上述分析与观察结果，本发明提出一个基于节点活跃度的金融交易网络建模方法。这个方法给每个节点赋予不同但固有的活跃度，能够成功复现真实网络的拓扑特征与演化过程。