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>> 光大证券-量化学习笔记之一:基于堆叠LSTM模型的十年期国债收益率预测-251215
上传日期:   2025/12/15 大小:   606KB
格式:   pdf  共10页 来源:   光大证券
评级:   -- 作者:   张旭
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1、金融时序预测和神经网络模型
  针对金融时间序列的预测,经历了从传统计量模型、到传统机器学习模型、再到深度学习模型的三个主要发展阶段。深度学习模型能够较好适应金融时间序列的非平稳、非线性、高噪声和长记忆性等复杂特征,是当前主流的金融时序预测方法之一。
  神经网络模型(Neural Networks,NN)是一种模仿人脑神经元连接结构设计的机器学习模型,也是深度学习的基础结构。循环神经网络(RNN)及其变种模型,如长短期记忆神经网络(LSTM),是专为处理序列数据而设计的网络,具备记忆性和参数共享等优势。LSTM是为解决传统RNN的长期依赖问题而专门设计的模型,通过引入特有的“门控机制”和记忆单元,不仅有效缓解了传统RNN的梯度消失/爆炸问题,而且能够过滤序列中的噪声与无关信息,增强对不规则数据的鲁棒性。在进行债券收益率预测时,LSTM的上述优势使其能够有效处理长时期的时间序列,同时过滤噪声,精准捕捉收益率的动态变化规律。
  2、基于堆叠LSTM模型的国债收益率预测
  本报告采用了三层堆叠LSTM+Dropout正则化的经典稳健架构来构建十年期国债收益率预测模型,初步探索深度学习模型在固收量化领域的应用和效果。
  模型以2021年初至数据获取当日(截至2025年12月12日)的十年期国债收益率为数据标的,以过去60个交易日的收益率一阶差分作为输入特征,以未来一周的收益率一阶差分作为预测目标来构建时间序列样本。最终构建出一个包含约13万个可调参数的中等复杂度的LSTM神经网络模型,模型于第27轮训练迭代出最优模型,针对测试集预测的平均绝对误差为1.43BP,最优模型预测本周(2025年12月15日-2025年12月19日)十年期国债收益率整体呈下行趋势,2025年12月19日的预测值为1.8330%,相比2025年12月12日的1.8396%有小幅下降。
  3、后续优化方向
  模型设计优化。在现有模型的基础上,针对时间窗口、数据处理、网络架构和训练策略等相关设计进行调整优化。
  输入多维度变量。将输入变量从单一的收益率序列扩展至宏观、市场、情绪等多维度变量,使模型预测更加符合经济逻辑,捕捉信息更加全面。
  构建混合模型。将LSTM模型与传统计量模型或其他机器学习模型相结合,构建如ARIMAX-LSTM、CNN-LSTM-ATT等混合模型,能够发挥不同模型优势,弥补单一LSTM模型缺陷,提升预测精度。
  引入滚动回测机制。采用滚动时间窗口回测机制,固定样本时间窗口并随时间推移实现模型的动态更新和持续预测,使模型能更好适应市场变化,提升其稳健性。
  4、风险提示
  模型结构简单导致当前预测误差较大;
  模型存在过拟合风险;
  模型构建完全基于历史数据,当市场发生结构性变化时适应性不足
 
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