По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 330.44 DOI:10.33920/vne-04-2305-04

Цифровое конкурентное преимущество биржевого эдвайзера на основе модели Deep Learning «Random Forest Regression»

Николай Иванович Ломакин кандидат экономических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Россия, 400005, г. Волгоград, просп. В. И. Ленина, д. 28, e-mail: tel9033176642@yahoo.com, ORCID: 0000-0001-6597-7195
Максим Сергеевич Марамыгин доктор экономических наук, профессор, директор Института финансов и права, профессор кафедры финансов, денежного обращения и кредита, ФГБОУ ВО «Уральский государственный экономический университет», Россия, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 62, e-mail: maram_m_s@mail.ru, ORCID: 0000-0003-3416-775X
Сергей Анатольевич Кращенко доктор экономических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Волгоградский филиал РЭУ им. Г. В. Плеханова», Россия, 400005, г. Волгоград, ул. Волгодонская, д. 13, e-mail: krashhenkos@bk.ru, ORCID: 0000-0001-6543-7658
Ольга Витальевна Юрова кандидат социологических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Россия, 400005, г. Волгоград, просп. В. И. Ленина, д. 28, e-mail: yurova@vstu.ru, ORCID:0000-0002-7628-4471
Никита Тимофеевич Шабанов магистрант кафедры менеджмента и финансов производственных систем, ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Россия, 400005, г. Волгоград, просп. В. И. Ленина, д. 28, e-mail: shabanovnt1999@gmail.com, ORCID: 0000-0002-2240-5725
Ирина Анатольевна Самородова преподаватель, АОЧУ ВО «Московский финансово-юридический университет МФЮА», Россия, 115191, г. Москва, Серпуховской вал, д. 17, к. 1, e-mail: iyurina@inbox.ru, ORCID: 0000-0002-0108-9022

В статье рассмотрены теоретические основы использования технологий алгоритмической торговли. Актуальность исследования состоит в том, что в современных условиях появляется все больше биржевых роботов, совершенствуются их алгоритмы и расширяются технические возможности их применения, причем острой проблемой становится повышение конкурентоспособности биржевых ботов с позиций увеличения точности прогнозирования, что обеспечивает их цифровое конкурентное преимущество. Новизна заключается в том, что в проведенном исследовании предложен разработанный биржевой эдвайзер на основе модели глубокого обучения «Случайный лес» — Deep Learning «Random Forest Regression». Цель исследования состоит в разработке алгоритма для предсказания цены закрытия фьючерсного контракта на доллар SiU3 на Московской бирже. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи: исследовать теоретические основы применения ансамблей деревьев решений и разработать биржевой эдвайзер на основе модели Deep Learning «Random Forest Regression», а также сформировать VaR-модель оценки финансового риска, кроме того, изучить конкуренцию в сфере алгоритмической торговли на биржевом рынке. Практическая значимость в том, что результаты исследования могут быть использованы на практике в биржевой торговле. В результате была получена высокая точность прогноза, поскольку уровень средней абсолютной ошибки модели не превышает значения 49,01 руб., а уровень максимальной абсолютной ошибки не превышает значения 162,52 руб., при этом MSE (R2) равняется –0,2573 для варианта, в котором доля тестовой выборки в датасете составляла 0,20.

Литература:

1. Random Forest Regression // Medium [Электронный ресурс]. — URL: https://medium.com/data-sciencebridge/random-forest-regression-ddfc88c92689 (дата обращения: 18.03.2023).

2. Метрики и оценки: количественная оценка качества прогнозов // Scikit-learn [Электронный ресурс]. — URL: https://scikit-learn.ru/3-3-metrics-and-scoring-quantifying-the-quality-of-predictions/ (дата обращения: 18.03.2023).

3. Настройка гиперпараметров вашей модели машинного обучения с помощью GridSearchCV // Digitrain. ru [Электронный ресурс]. — URL: https://digitrain.ru/articles/3548/ (дата обращения: 15.03.2023).

4. Graphviz [Электронный ресурс]. — URL: https://graphviz.org/ (дата обращения: 18.03.2023).

5. Биржевой торговый Quik-bot. Ломакин Н. И. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2022662398, 04.07.2022. Заявка № 2022661988 от 22.06.2022 [Электронный ресурс]. — URL: https://www. elibrary.ru/download/elibrary_49197775_27058694.PDF (дата обращения: 14.03.2023).

6. Метод оценки риска VAR // Открытый журнал [Электронный ресурс]. — URL: https://journal.open-broker. ru/trading/metod-ocenki-riska-var/ (дата обращения: 18.03.2023).

7. Nakagawa, K., Noma, S., Abe, M. RM-CVaR: Regularized Multiple β-CVaR Portfolio. IJCAI-PRICAI Special Track AI in FinTech2020. DOI: 10.48550/arXiv.2004.13347.

8. Lomakin, N., Petrukhin, A., Shokhnekh, A., Gavrilova, O., Golodova, O. Artificial intelligence system for predicting the price of the SIU8 basic asset of the SI-9.18 option in the “long straddle” strategy. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020, 1100 AISC, pp. 739–746.

9. Lomakin, N., Kulachinskaya, A., Maramygin, M., Chernaya, E. Improving Accuracy and Reducing Financial Risk When Forecasting Time Series of SIU0 Future Contracts Employing Neural Network with Word2vec Vector News. Studies in Systems, Decision and Control this link is disabled, 2022, 415, pp. 281–298.

10. Лучший торговый бот для Binance, Huobi и других криптобирж. Стоит ли пользоваться Ботами // Bytwork.com [Электронный ресурс]. — URL: https://bytwork.com/articles/luchshie-torgovye-boty (дата обращения: 19.03.2023).

11. Бот с Уолл-стрит. Что такое алгоритмическая торговля криптовалютами // РБК [Электронный ресурс]. — URL: https://www.rbc.ru/crypto/news/5bbc7b679a79474e8a81e267 (дата обращения: 18.03.2023).

12. Число физлиц с брокерскими счетами на Мосбирже в 2022 году выросло на 6,1 млн // Интерфакс [Электронный ресурс]. — URL: https://www.interfax.ru/business/880180 (дата обращения: 18.03.2023).

13. Рынок алгоритмической торговли — рост, тенденции, влияние COVID-19 и прогнозы (2023–2028) // Mordor Intelligence [Электронный ресурс]. — URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/ algorithmic-trading-market (дата обращения: 18.03.2023).

14. Результаты работы рынков // Мосбиржа [Электронный ресурс]. — URL: https://report2021.moex.com/ ru/2/1/index.html (дата обращения: 18.03.2023).

15. 9,4 млн человек имеют брокерские счета на Московской бирже // Мосбиржа [Электронный ресурс]. — URL: https://www.moex.com/n32444/?nt=106 (дата обращения: 06.02.2023).

16. Abdalmuttaleb, M. A. Artificial Intelligence for Sustainable Finance and Sustainable Technology. M. AlSartawi. ICGER: The International Conference On Global Economic Revolutions, LNNS, vol. 423, 15, 16 September 2021.

17. Hengxu, L., Dong, Z., Weiqing, L., Jiang, B. Deep Risk Model: A Deep Learning Solution for Mining Latent Risk Factors to Improve Covariance Matrix Estimation. ICAIF’21. November 3–5. Virtual Event. USA, 2021 [Электронный ресурс]. — URL: https://arxiv.org/format/2107.05201 (дата обращения: 15.03.2023).

18. Louppe, G., Wehenkel, L., Sutera, A., Geurts, P. Understanding variable importances in forests of randomized trees. — 2020. — Pp. 9–10 [Электронный ресурс]. — URL: https://proceedings.neurips.cc/paper/2013/fi le/ e3796ae838835da0b6f6ea37bcf8bcb7-Paper.pdf (дата обращения: 15.03.2023).

19. Ritesh, K., Sarath, B., Rajneesh, R., Urvashi, V. Algorithmic Trading Efficiency and its Impact on Market-Quality. Asia-Pacific Financial Markets. — 2022. — Vol. 29. — Pp. 381–409 [Электронный ресурс]. — URL: https://link. springer.com/article/10.1007/s10690-021-09353-5 (дата обращения: 15.03.2023).

20. Matthew, F. D., Halperin, I., Bilokon, P. Machine Learning in Finance. From Theory to Practice. — Springer, 2020. — 548 p. [Электронный ресурс]. — URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-41068-1 (дата обращения: 15.03.2023).

21. Vukovic, D. B., Maiti, M., Grigorieva, E. Digitalization and the Future of Financial Services: Innovation and Impact of Digital Finance. — Springer, 2022. — 236 p.

22. Rupali, B., Aparna, J., Abhilash, T., Anand, P., Deepshikha, T. Survey on Algorithmic Trading Using Sentiment Analysis. Conference paper. — 22 September 2022 [Электронный ресурс]. — URL: https://link.springer.com/cha pter/10.1007/978-981-19-2225-1_22 (дата обращения: 15.03.2023).

23. Breiman, L., Friedman, J. H., Olshen, R. A., Stone, C. J. Classification and regression Trees. — New-York: Routledge, 1984. — 368 p.

1. Random Forest Regression. Medium. — Available at: https://medium.com/data-science-bridge/randomforest-regression-ddfc88c92689 (accessed: 18.03.2023).

2. Metrics and Evaluations: Quantifying the Quality of Forecasts. Scikit-learn. — Available at: https://scikit-learn. ru/3-3-metrics-and-scoring-quantifying-the-quality-of-predictions/ (accessed: 18.03.2023) (in Russian).

3. Hyperparameter tuning of your machine learning model with GridSearchCV. Digitrain.ru. — Available at: https://digitrain.ru/articles/3548/ (accessed: 15.03.2023) (in Russian).

4. Graphviz. — Available at: https://graphviz.org/ (accessed: 18.03.2023).

5. Exchange trading Quik-bot. Lomakin N. I. Certificate of registration of the computer program 2022662398, 04.07.2022. Application No. 2022661988 dated 06/22/2022. — Available at: https://www.elibrary.ru/download/ elibrary_49197775_27058694.PDF (accessed: 14.03.2023) (in Russian).

6. VAR risk assessment method. Open Journal. — Available at: : https://journal.open-broker.ru/trading/metodocenki-riska-var/ (accessed: 18.03.2023) (in Russian).

7. Nakagawa, K., Noma, S., Abe, M. (2020). RM-CVaR: Regularized Multiple β-CVaR Portfolio. IJCAI-PRICAI Special Track AI in FinTech2020. DOI: 10.48550/arXiv.2004.13347.

8. Lomakin, N., Petrukhin, A., Shokhnekh, A., Gavrilova, O., Golodova, O. (2020). Artificial intelligence system for predicting the price of the SIU8 basic asset of the SI-9.18 option in the "long straddle" strategy. Advances in Intelligent Systems and Computing, 1100 AISC, pp. 739–746.

9. Lomakin, N., Kulachinskaya, A., Maramygin, M., Chernaya, E. (2022). Improving Accuracy and Reducing Financial Risk When Forecasting Time Series of SIU0 Future Contracts Employing Neural Network with Word2vec Vector News. Studies in Systems, Decision and Control this link is disabled, 415, pp. 281–298.

10. The best trading bot for Binance, Huobi and other crypto exchanges. Should You Use Bots? Bytwork.com. — Available at: https://bytwork.com/articles/luchshie-torgovye-boty (accessed: 19.03.2023) (in Russian).

11. Bot from Wall Street. What is Algorithmic Cryptocurrency Trading. RBC. — Available at: https://www.rbc.ru/ crypto/news/5bbc7b679a79474e8a81e267 (accessed: 18.03.2023) (in Russian).

12. The number of individuals with brokerage accounts on the Moscow Exchange in 2022 increased by 6.1 million. Interfax. — Available at: https://www.interfax.ru/business/880180 (accessed: 18.03.2023) (in Russian).

13. Algorithmic Trading Market Size & Share Analysis — Growth Trends & Forecasts (2023–2028). Mordor Intelligence. — Available at: https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/algorithmic-trading-market (accessed: 18.03.2023).

14. Market Results. MOEX. — Available at: https://report2021.moex.com/ru/2/1/index.html (accessed: 18.03.2023) (in Russian).

15. 9.4 million people have brokerage accounts on the Moscow Exchange. MOEX. — Available at: https://www. moex.com/n32444/?nt=106 (accessed: 06.02.2023) (in Russian).

16. Abdalmuttaleb, M. A. (2021). Artificial Intelligence for Sustainable Finance and Sustainable Technology. M. Al-Sartawi. ICGER: The International Conference On Global Economic Revolutions, LNNS, vol. 423, 15, 16 September 2021.

17. Hengxu, L., Dong, Z., Weiqing, L., Jiang, B. (2021). Deep Risk Model: A Deep Learning Solution for Mining Latent Risk Factors to Improve Covariance Matrix Estimation. ICAIF’21. November 3–5. Virtual Event. USA, 2021. — Available at: https://arxiv.org/format/2107.05201 (accessed: 15.03.2023).

18. Louppe, G., Wehenkel, L., Sutera, A., Geurts, P. (2020). Understanding variable importances in forests of randomized trees, pp. 9–10. — Available at: https://proceedings.neurips.cc/paper/2013/fi le/ e3796ae838835da0b6f6ea37bcf8bcb7-Paper.pdf (accessed: 15.03.2023).

19. Ritesh, K., Sarath, B., Rajneesh, R., Urvashi, V. (2022). Algorithmic Trading Efficiency and its Impact on Market-Quality. Asia-Pacific Financial Markets. Vol. 29, pp. 381–409. — Available at: https://link.springer.com/ article/10.1007/s10690-021-09353-5 (accessed: 15.03.2023).

20. Matthew, F. D., Halperin, I., Bilokon, P. (2020). Machine Learning in Finance. From Theory to Practice. — Springer, 548 p. — Available at: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-41068-1 (accessed: 15.03.2023).

21. Vukovic, D. B., Maiti, M., Grigorieva, E. (2022). Digitalization and the Future of Financial Services: Innovation and Impact of Digital Finance. — Springer, 236 p.

22. Rupali, B., Aparna, J., Abhilash, T., Anand, P., Deepshikha, T. (2022). Survey on Algorithmic Trading Using Sentiment Analysis. Conference paper, 22 September 2022. — Available at: https://link.springer.com/chapt er/10.1007/978-981-19-2225-1_22 (accessed: 15.03.2023).

23. Breiman, L., Friedman, J. H., Olshen, R. A., Stone, C. J. (1984). Classification and regression Trees. New-York: Routledge, 368 p.

Дата поступления рукописи в редакцию: 19.03.2023.

Дата принятия рукописи в печать: 23.04.2023.

Актуальность исследования состоит в том, что до конца не решенной проблемой в современных условиях остается вопрос формирования методологических подходов для достижения конкурентного преимущества в применении алгоритмической биржевой торговле, например, по критериям рентабельности, надежности, быстроты проведения торговых операций и т. д.

Конкурентные преимущества в цифровой экономике представляют собой динамическую способность предприятия (индивида) осуществлять успешную хозяйственную деятельность на рынке в конкурентной среде, при этом грамотно использовать интеллектуальный и кадровый потенциал не только для обработки информации, но и для использования знаний в своей деятельности в условиях асимметрии информации, рыночной неопределенности и риска. Причем следует отметить, что в условиях широкого применения алгоритмической торговли трансформируется само понятие конкурентного преимущества, оно становится цифровым конкурентным преимуществом, поскольку цифровые боты, «сражаются» между собой в цифровой среде. Человеку остается лишь посчитать деньги, которые бот «сделал на бирже».

Новизна заключается в том, что в проведенном исследовании предложен разработанный биржевой эдвайзер на основе модели глубокого обучения «Случайный лес» — Deep Learning «Random Forest Regression».

Цель исследования состоит в разработке алгоритма для предсказания цены закрытия фьючерсного контракта на доллар SiU3 на Московской бирже. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи: исследовать теоретические основы применения ансамблей деревьев решений и разработать биржевой эдвайзер на основе модели Deep Learning «Random Forest Regression», а также сформировать VaR-модель оценки финансового риска, кроме того, изучить конкуренцию в сфере алгоритмической торговли на биржевом рынке.

Обработка полученных данных осуществлялась с применением разработанного биржевого эдвайзера на основе модели глубокого обучения «Случайный лес» — Deep Learning «Random Forest Regression», которая была сформирована в среде Collab с использованием языка Python, его библиотек pandas, numpy, matplotlib, GridSearchCV.

Для Цитирования:
Николай Иванович Ломакин, Максим Сергеевич Марамыгин, Сергей Анатольевич Кращенко, Ольга Витальевна Юрова, Никита Тимофеевич Шабанов, Ирина Анатольевна Самородова, Цифровое конкурентное преимущество биржевого эдвайзера на основе модели Deep Learning «Random Forest Regression». Международная экономика. 2023;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: