R语言股票趋势预测,r语言分析股票的数据
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“预测是非常困难的，尤其是对未来的预测”。丹麦物理学家(尼尔斯玻尔)的年轻老鼠
很多人都会看到这句名言。预测是这篇博文的主题。在本文中，我们将介绍流行的ARIMA预测模型来预测股票的收益，并演示使用R编程进行ARIMA建模的一步一步的过程。
时间序列中的预测模型是什么？
预测包括使用变量的历史数据点来预测变量的值，也可以包括在给定一个变量的值发生变化的情况下预测另一个变量的变化。预测方法主要分为定性预测和定量预测。时间序列预测属于定量预测的范畴，是将统计学原理和概念应用于给定的变量历史数据，预测同一变量的未来值。使用的一些时间序列预测技术包括：自回归模型(AR)
移动平均模型
季节性回归模型
分布式滞后模型
什么是自回归移动平均模型(ARIMA)？
ARIMA代表自回归综合移动平均线。ARIMA也被称为博克斯-詹金斯方法。Box Jenkins声称，非平稳数据可以通过对Y t序列进行微分来平滑.写出了t的一般模型，
ARIMA模型结合了三种基本方法：自回归(AR)——自回归中给定时间序列中数据的滞后值，即模型中“P”值所代表的回归值。
I ----综合----这涉及对时间序列数据进行微分以消除趋势，并将非平稳时间序列转换为平稳时间序列。这由模型中的“d”值表示。如果d=1，查看两个时间序列条目之间的差异，如果d=2，查看d=1时获得的差异，以此类推。
移动平均(MA)-模型的移动平均属性由“Q”值表示，它是误差项的滞后值的数量。
该模型被称为自回归综合移动平均的ARIMA(p，d，q)或Y t.我们将按照下面列出的步骤来构建我们的模型。
第一步：测试，保证流畅。
要使用Box-Jenkins方法对时间序列建模，该序列必须是平稳的。平稳时间序列是指没有趋势的时间序列，其中一个时间序列具有恒定的均值和随时间变化的方差，这使得预测值变得容易。
测试平稳性——我们使用增广的Dickey-Fuller单位根测试来测试平稳性。对于稳定的时间序列，ADF检验得到的P值必须小于0.05或5%。如果p值大于0.05或5%，则可以断定该时间序列有单位根，这意味着它是非平稳过程。
差分——为了将非平稳过程转化为平稳过程，我们应用差分法。区分时间序列意味着找出时间序列数据的连续值之间的差异。差值形成一个新的时间序列数据集，可以对其进行测试，以发现新的相关性或其他有趣的统计特征。
我们可以连续应用几次差分法，产生“一阶差分”、“二阶差分”等等。
在我们进行下一步之前，我们应用适当的差分序列(D)来平滑时间序列。
第二步：识别P和q。
在这一步，我们使用自相关函数(ACF)和部分相关函数(PACF)来确定自回归(AR)和移动平均(MA)过程的适当序列。
识别AR模型的p阶
对于AR模型，ACF将呈指数衰减，PACF将用于识别AR模型的阶数(P)。如果我们在PACF的滞后1有一个显著的峰值，那么我们有一个一阶AR模型，即AR(1)。如果我们在PACF上有滞后1、2和3的显著峰值，那么我们有一个三阶AR模型，即AR(3)。
识别MA模型的q阶
对于MA模型，PACF将指数衰减，ACF图将用于识别MA过程的序列。如果我们在ACF的滞后1处有一个显著的峰值，那么我们有一个一阶MA模型，即MA(1)。如果我们在ACF的滞后1、2和3处有显著的峰值，那么我们有一个三阶MA模型，即MA(3)。
第三步：评估和预测
一旦我们确定了参数(p，d，q)，我们就可以估计ARIMA模型在训练数据集上的准确性，然后使用拟合模型使用预测函数来预测测试数据集的值。最后，我们交叉检查我们的预测值是否与实际值一致。
用R编程建立ARIMA模型
现在，让我们按照解释的步骤在r中建立ARIMA模型。有许多软件包可用于时间序列分析和预测。我们加载相关的R包进行时间序列分析，并从Yahoo Finance中提取股票数据。
#从雅虎财经中提取数据
getSymbols(TECHM。 NS ，从=2012-01-01 ，到=2015-01-01 )
#选择相关的收盘价序列。
股票价格=技术价格。NS[4]
在下一步中，我们计算股票的对数收益，因为我们希望ARIMA模型来预测对数收益而不是股票价格。我们还使用绘图功能来绘制对数收益率序列。
#计算股票的一阶差分
股票=差异(log(stock_prices)，滞后=1)
绘图(股票，类型=l ，主要=日志回报绘图)
接下来，我们对收入序列数据调用ADF检验来检查平稳性。ADF测试的p值为0.01，表明序列是稳定的。如果序列是非平稳的，我们将首先对回归序列进行微分，使其稳定。
在下一步中，我们将数据集分成两部分——训练和测试。
acf.stock=acf(stock [c(1:断点)，]，main=ACF Plot ，lag.max=100)
我们可以观察这些图形，得到自回归(AR)阶和移动平均(MA)阶。
我们知道，对于AR模型，ACF会呈指数衰减，PACF图会用来识别AR模型的阶数(P)。对于MA模型，PACF将指数衰减，ACF图将用于识别MA模型的阶(Q)。从这些图中，我们选择AR阶数=2，Mayorder=2。因此，我们的ARIMA参数将是(2，0，2)。
我们的目标是从断点预测整个收入序列。我们将在R中使用For循环语句，在该语句中，我们预测测试数据集中每个数据点的返回值。
在下面给出的代码中，我们首先初始化一个存储实际收入的序列，以及另一个存储预测收入的序列。在For循环中，我们首先根据动态划分点划分训练数据集和测试数据集。
我们在训练数据集上调用arima函数，它的指定顺序是(2，0，2)。我们使用这个拟合模型通过使用预测来预测下一个数据点。Arima函数。该功能被设置为99%的置信度。置信度参数可用于增强模型。我们将在模型中使用预测点估计。预测函数中的“h”参数表示我们想要预测的值的数量。
我们可以使用汇总功能来确认ARIMA模型的结果是否在可接受的范围内。在最后一部分，我们将每个预测收入和实际收入分别附加到预测收入序列和实际收入序列上。
#初始化xts对象的实际对数收益率
Actual_series=xts(0，as。日期(" 2014-11-25 "，" %Y-%m-%d "))
#初始化预测收入系列的数据。
fit=arima(stock_train，order=c(2，0，2)，include.mean=FALSE)
#绘制acf残差图
Acf(适用于$ residuals，main="residences plot ")
arima.forecast=预测。Arima(拟合，h=1，级别=99)
#绘制预测
#为预测期间创建一系列预测收益
forecasted _ series=r bind(forecasted _ series，ARIMA . forecastmean[1])
#为预测期间创建一系列实际收入
实际系列=c(实际系列，xts(实际返回))
RM(实际返回)
在我们进入代码的最后一部分之前，让我们从测试数据集中检查ARIMA模型的结果，以获得样本数据点。
根据获得的系数，收入等式可以写成：
Y t=0.6072 * Y(t-1)-0.8818 * Y(t-2)-0.5447(t-1)0.8972(t-2)
系数给出了标准误差，需要在可接受的范围内。阿卡科信息标准(AIC)评分很好地反映了ARIMA模型的准确性。该模型能更好地降低AIC分数。我们还可以查看剩余的ACF图；好的ARIMA模型的自相关将低于阈值极限。预测的点回报是-0.001326978，在输出的最后一行给出。
让我们通过比较预测收益和实际收益来检验ARIMA模型的准确性。代码的最后一部分计算这个精度信息。
#调整实际收益率序列的长度
实际系列=实际系列[-1]
#创建预测系列的时间系列对象
forecasted _ series=xts(forecasted _ series，index(Actual_series))
#创建两个回归系列的图表-实际和预测
#为预测的准确性创建一个表格
comparsion=merge(实际系列，预测系列)
compasionAccuracy=sign(compasionActual _ series)==sign(compasionPrecasted)
#计算准确度百分比指标
Accuracy _ percentage=sum(comparison $ Accuracy==1)* 100/length(comparison $ Accuracy)
该模型的准确率约为55%。您可以尝试运行模型以获得(p，d，q)的其他可能组合，或者使用auto.arima函数选择运行模型的最佳参数。
结论
最后，本文介绍了ARIMA模型，并用R语言编程将其应用于股票价格收益的预测。我们也通过实际收入来检验我们的预测结果。
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