σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
uantCraft Academy路线图学习路线
Ctrl K
AO
+1.2k 位学习者
登录加入 ↗
路线图学习路线
AO
+1.2k 位学习者
登录
  • English
  • Français
  • Español
  • العربية
  • Português
  • Deutsch
  • 日本語
  • 中文
σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
uantCraft Academy路线图学习路线
Ctrl K
AO
+1.2k 位学习者
登录加入 ↗
路线图学习路线
AO
+1.2k 位学习者
登录
  • English
  • Français
  • Español
  • العربية
  • Português
  • Deutsch
  • 日本語
  • 中文
Particle filtering and non-stationary time series 学习路线›模块 2 · 粒子滤波›主题 2.5·~1小时高级

学习参数

路线进度模块 2/3 · 主题 5/5
2.5 学习参数
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

学习模型自己的参数

到目前为止,模型的数(如 qqq、rrr、μ\muμ、φ\varphiφ、σ\sigmaσ)都是给定的。实际中必须从同一批数据里学出它们。粒子滤波在两方面有帮助。第一,它能估计任意一组数 θ\thetaθ 下数据的似然:每天粒子权重的平均估计了当天收益有多大可能,这些平均值取对数后相加就是对数似然。在网格上对多组 θ\thetaθ 运行滤波,始终使用同一批随机数以使比较平滑,并保留最好的一组。这个估计有噪声,在接近 17 75017\,75017750 的对数似然上波动约为 333,所以只有更大的差距才有意义。

log⁡L^(θ)=∑tlog⁡(1N∑iwt(i)),h2=1−(3δ−12δ)2,a=1−h2,θ′=a θ+(1−a) θˉ+hV z\log\hat L(\theta)=\sum_t\log\left(\frac1N\sum_i w_t^{(i)}\right),\qquad h^{2}=1-\left(\frac{3\delta-1}{2\delta}\right)^{2},\quad a=\sqrt{1-h^{2}},\quad \theta'=a\,\theta+(1-a)\,\bar\theta+h\sqrt V\,zlogL^(θ)=t∑​log(N1​i∑​wt(i)​),h2=1−(2δ3δ−1​)2,a=1−h2​,θ′=aθ+(1−a)θˉ+hV​z(1)

第二种方式是把未知的数放进状态里:每个粒子带着自己的 θ\thetaθ。如果 θ\thetaθ 从不移动,这就会失败,因为重采样只会复制少数几个取值,θ\thetaθ 的云缩成一个点。Liu-West 的办法是在每次重采样之后把每个粒子的 θ\thetaθ 稍微移动,但要保持云的均值和离散程度不变。选一个接近 111 的折扣因子 δ\deltaδ(如 0.950.950.95),则 h2=1−((3δ−1)/(2δ))2h^{2}=1-\big((3\delta-1)/(2\delta)\big)^{2}h2=1−((3δ−1)/(2δ))2,a=1−h2a=\sqrt{1-h^{2}}a=1−h2​。每个值先按系数 aaa 向云的均值 θˉ\bar\thetaθˉ 靠拢,再加上方差为 h2Vh^{2}Vh2V 的噪声,VVV 是云的方差。δ\deltaδ 越小,抖动越大。

Liu-West 与 SPY 的数字取 δ=0.95\delta=0.95δ=0.95:(3δ−1)/(2δ)=0.9737(3\delta-1)/(2\delta)=0.9737(3δ−1)/(2δ)=0.9737,所以 h2=1−0.97372=0.0519h^{2}=1-0.9737^{2}=0.0519h2=1−0.97372=0.0519,a=0.9737a=0.9737a=0.9737。一个 θ=0.90\theta=0.90θ=0.90 的粒子在均值为 0.970.970.97 的云里会被拉到 0.9737×0.90+0.0263×0.97=0.9020.9737\times0.90+0.0263\times0.97=0.9020.9737×0.90+0.0263×0.97=0.902。若云的方差为 V=0.0004V=0.0004V=0.0004,抖动的方差为 0.0519×0.00040.0519\times0.00040.0519×0.0004,标准差为 0.00460.00460.0046。在 SPY 上,随机波动率的对数似然在网格上于 φ=0.98\varphi=0.98φ=0.98、σ=0.25\sigma=0.25σ=0.25 处最大,为 17 79317\,79317793,而常数波动率为 16 25216\,25216252。它只有 333 个数,BIC 为 −2×17 793.1+3ln⁡5404=−35 560-2\times17\,793.1+3\ln5404=-35\,560−2×17793.1+3ln5404=−35560,优于 3 状态隐马尔可夫模型(−35 485-35\,485−35485),甚至优于 4 状态的(−35 557-35\,557−35557)。
  • 用滤波求似然:平均权重的对数之和,每组参数用同一批随机数。
  • 放进状态的参数:重采样后需要小幅抖动,否则参数云会坍缩。
  • 公平比较模型:对数似然需要对参数个数加惩罚,例如 BIC。

实验:评分内容

  • 对数似然增益10 分
  • Liu-West 常数 h 的平方15 分
  • 收缩系数 a10 分
  • 收缩后的粒子15 分
  • 抖动的大小10 分
  • BIC15 分
  • 没有抖动的参数10 分
  • 为什么要和约为 3 的差距比较15 分
0/ 已答 8 题
任务
1数值作答10 分未作答

在 SPY 上,随机波动率的最佳对数似然为 17 793.117\,793.117793.1,常数波动率为 16 251.816\,251.816251.8。增益是多少?取最接近的整数。

g=g =g=允许误差:± 2
2数值作答15 分未作答

取 δ=0.95\delta=0.95δ=0.95,计算 h2=1−((3δ−1)/(2δ))2h^{2}=1-\big((3\delta-1)/(2\delta)\big)^{2}h2=1−((3δ−1)/(2δ))2。保留四位小数。

h2=h2 =h2=允许误差:± 0.0003
3数值作答10 分未作答

取 h2=0.0519h^{2}=0.0519h2=0.0519,a=1−h2a=\sqrt{1-h^{2}}a=1−h2​ 是多少?保留四位小数。

a=a =a=允许误差:± 0.0003
4数值作答15 分未作答

某粒子 θ=0.90\theta=0.90θ=0.90,云的均值 θˉ=0.97\bar\theta=0.97θˉ=0.97,a=0.9737a=0.9737a=0.9737。在加入抖动之前,收缩后的值 a θ+(1−a) θˉa\,\theta+(1-a)\,\bar\thetaaθ+(1−a)θˉ 是多少?保留三位小数。

t=t =t=允许误差:± 0.001
5数值作答10 分未作答

抖动的方差为 h2V=0.0519×0.0004=0.0000208h^{2}V=0.0519\times0.0004=0.0000208h2V=0.0519×0.0004=0.0000208。它的标准差是多少?保留四位小数。

s=s =s=允许误差:± 0.0002
6数值作答15 分未作答

随机波动率模型有 k=3k=3k=3 个数,对数似然为 17 793.117\,793.117793.1,共 n=5404n=5404n=5404 个收益。取 ln⁡5404=8.595\ln5404=8.595ln5404=8.595,计算 −2log⁡L+kln⁡n-2\log L+k\ln n−2logL+klnn。保留一位小数。

bic=bic =bic=允许误差:± 1
7选择10 分未作答

每个粒子带着自己的参数值,但重采样之后这些值从不移动。随着时间会发生什么?

8用文字解释15 分未作答

两组设置下粒子滤波的对数似然分别是:φ=0.98\varphi=0.98φ=0.98 时 17 793.117\,793.117793.1,φ=0.99\varphi=0.99φ=0.99 时 17 789.317\,789.317789.3。用一两句话解释:为什么不应由此断定 0.980.980.98 真的更好。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/8 题 · Ctrl ⏎ 检查

登录后即可运行你的代码。

所有讲解均可免费阅读。创建账户或登录后,即可运行代码、运行测试并提交此实验。

  • 浏览器内 IDE 与 bash 终端,无需安装
  • 即时评分、XP 以及你在学习路线中的位置
创建账户登录
或
使用 GitHub 继续