《試論人民幣兌美元匯率預(yù)測(cè)》2800字（論文）

試論人民幣兌美元匯率預(yù)測(cè)

目錄TOC\o"1-2"\h\u28854試論人民幣兌美元匯率預(yù)測(cè) 1248011中美匯率預(yù)測(cè)實(shí)證 1220851.1數(shù)據(jù)選取 17321.2識(shí)別嘈雜特征 3316191.3模型參數(shù)調(diào)整 4266821.3.2loss損失函數(shù)選擇 4266872模型評(píng)估 5304992.1用MSE函數(shù)評(píng)估模型 5146692.2特征因子重要性評(píng)估 549253結(jié)論 61中美匯率預(yù)測(cè)實(shí)證本文選取了四個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)的特征因子構(gòu)建多因子模型，將得到的數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和預(yù)測(cè)集，用訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，再將模型應(yīng)用于預(yù)測(cè)集的數(shù)據(jù)當(dāng)中，觀察數(shù)據(jù)擬合結(jié)果，對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估。1.1數(shù)據(jù)選取本文選取的十一個(gè)宏觀因子分別為：全國(guó)銀行間同業(yè)拆借加權(quán)平均利率。該利率是根據(jù)全國(guó)范圍內(nèi)信用等級(jí)較高的銀行組成報(bào)價(jià)團(tuán)再自主報(bào)出的人民幣同業(yè)拆出利率計(jì)算確定的算術(shù)平均利率，是單利、無擔(dān)保、批發(fā)性利率。居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)。我國(guó)居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)采用國(guó)際通用做法，編制定基價(jià)格指數(shù)序列，將對(duì)比基期固定在2000年，即主要以2000年的城鄉(xiāng)居民消費(fèi)支出資料來確定基期年的消費(fèi)量，以2000年平均價(jià)格水平作為對(duì)比基數(shù)，通過鏈?zhǔn)嚼瞎接?jì)算之后每一期的價(jià)格變化。其公式為：（1.1）其中：P--代表性消費(fèi)品的價(jià)格a--權(quán)重。貨幣總量。貨幣總量是指投入流通中的紙幣的總額。由于數(shù)據(jù)較大，對(duì)數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)。通貨膨脹率。通貨膨脹率，也稱為物價(jià)變化率，主要用以衡量市場(chǎng)上貨幣貶值、通貨膨脹的程度大小，是超出實(shí)際需要的貨幣量與在市場(chǎng)上實(shí)際流通需要的貨幣量之比。貨幣在市場(chǎng)上的流通與商品價(jià)格，也就是消費(fèi)者價(jià)格有著最為直接的聯(lián)系。因此這里使用消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)對(duì)通貨膨脹率進(jìn)行解釋，用價(jià)格指數(shù)的同比增長(zhǎng)率代表通貨膨脹率。香港貼現(xiàn)窗基本利率?；纠适怯米饔?jì)算經(jīng)貼現(xiàn)窗進(jìn)行回購(gòu)交易時(shí)適用的貼現(xiàn)率的基礎(chǔ)利率。目前基本利率定于當(dāng)前的美國(guó)聯(lián)邦基金利率目標(biāo)區(qū)間的下限加50基點(diǎn)，或隔夜及1個(gè)月香港銀行同業(yè)拆息的5天移動(dòng)平均數(shù)的平均值，以較高者為準(zhǔn)。隔夜香港銀行同業(yè)拆出利率。香港隔夜離岸人民幣銀行同業(yè)拆放利率就是指香港銀行間以一天為期限互相拆借資金的利率。1個(gè)月香港銀行同業(yè)拆息定價(jià)。是指香港銀行間以一個(gè)月為期限互相拆借資金的利率。拆出利率。表示銀行間愿意貸款的利率。名義有效匯率指數(shù)。名義有效匯率指數(shù)是根據(jù)一定的權(quán)重對(duì)我國(guó)與若干樣本國(guó)家的名義雙邊匯率進(jìn)行加權(quán)得到的匯率。我國(guó)的名義有效匯率等于其貨幣與所有貿(mào)易伙伴國(guó)貨幣雙邊名義匯率的加權(quán)平均數(shù)，實(shí)際有效匯率指數(shù)。實(shí)際有效匯率是剔除通貨膨脹對(duì)各國(guó)貨幣購(gòu)買力的影響，我國(guó)貨幣與所有貿(mào)易伙伴國(guó)貨幣雙邊名義匯率的加權(quán)平均數(shù)。美國(guó)居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)。美國(guó)發(fā)布的居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)是反映一定時(shí)期內(nèi)城市居民購(gòu)買的生活消費(fèi)品價(jià)格和服務(wù)項(xiàng)目?jī)r(jià)格的變動(dòng)趨勢(shì)和程度的相對(duì)數(shù)，居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)的變化對(duì)貨幣政策和財(cái)政政策都可能產(chǎn)生影響。所有因子選取的都是從2000年1月至2015年5月以月為單位的數(shù)據(jù)，共186條數(shù)據(jù)。最后采用的匯率數(shù)據(jù)是選取了2000年1月至2015年5月的中美匯率月度數(shù)據(jù)共186條。其中匯率的意義是1美元兌換人民幣的期末價(jià)格。再將2000年1月至2011年7月的共139條月度數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練區(qū)間，將2011年8月至2015年5月的共47條數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)區(qū)間。1.2識(shí)別嘈雜特征嘈雜特征容易造成模型過擬合，因此在建模之前識(shí)別嘈雜特征是有必要的。本文使用featexp方法對(duì)訓(xùn)練集和測(cè)試集的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)相關(guān)性分析。分析結(jié)果見表1.1。表1.1趨勢(shì)相關(guān)系數(shù)表特征相關(guān)系數(shù)全國(guó)銀行間同業(yè)拆借加權(quán)平均利率0.945249居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)0.646904貨幣總量0.945249通貨膨脹率0.17253香港貼現(xiàn)窗基本利率0.949808隔夜香港銀行同業(yè)拆出利率0.9353271個(gè)月香港銀行同業(yè)拆息定價(jià)0.907916拆出利率0.949808名義有效匯率指數(shù)0.928032實(shí)際有效匯率指數(shù)0.937879美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)0.996356可以看出在所有特征中，美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)、實(shí)際有效匯率指數(shù)、名義有效匯率、拆出利率、香港貼現(xiàn)窗基本利率等趨勢(shì)相關(guān)性較高，可結(jié)合因子重要性分析進(jìn)行特征因子的篩選。1.3模型參數(shù)調(diào)整1.3.1弱分類器數(shù)量選擇構(gòu)建模型得到可視化R2(1-偏差)隨著樹數(shù)量的變化趨勢(shì)圖1-1。圖1-1可視化R2變化趨勢(shì)圖從圖中可以看出，樹的數(shù)量提升對(duì)模型的影響有極限，最開始，模型的表現(xiàn)會(huì)隨著樹的數(shù)量一起提升，但到達(dá)某個(gè)點(diǎn)之后，樹的數(shù)量越多，模型的效果沒有明顯的改變，這也說明了暴力增加弱分類器的數(shù)量不一定有效。當(dāng)弱分類器數(shù)量等于960時(shí)，模型的偏差最小。因此將弱分類器數(shù)量更改為960。1.3.2loss損失函數(shù)選擇使用不同的損失函數(shù)對(duì)模型進(jìn)行分析，得到表1.2。表1.2泛化誤差表lossr2vargels0.9911160.0000090.000088lad0.9865720.0000300.000210huber0.9915300.0000060.000077quantile0.8329150.0037720.031690從表中可以看出，當(dāng)loss函數(shù)是huber函數(shù)時(shí)，模型的r2最大，方差最低，模型的泛化誤差最低，綜合考慮用huber函數(shù)作為損失函數(shù)。通過對(duì)其它參數(shù)的分析，綜合考慮決定替換弱分類器數(shù)量為960，并選擇huber函數(shù)作為損失函數(shù)，再將函數(shù)對(duì)訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練，得到最終模型，并使用最終模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。2模型評(píng)估2.1用MSE函數(shù)評(píng)估模型使用損失函數(shù)中的均方誤差（MSE）來對(duì)調(diào)整后的模型進(jìn)行評(píng)估。MSE的計(jì)算公式為：（2.1）其中：為時(shí)間預(yù)測(cè)的波動(dòng)率；為t時(shí)間的已實(shí)現(xiàn)波動(dòng)率；T為預(yù)測(cè)區(qū)間的總數(shù)目。使用MSE函數(shù)對(duì)模型效果進(jìn)行評(píng)估，最后得分為0.013136653032801074。將預(yù)測(cè)集的預(yù)測(cè)值輸出為黑色實(shí)線，真實(shí)值輸出為紅色虛線，輸出結(jié)果為圖2-2。圖2-2模型預(yù)測(cè)結(jié)果2.2特征因子重要性評(píng)估用排列重要性方法對(duì)各特征因子重要性進(jìn)行評(píng)估，得到表2.3。表2.3重要性排列表權(quán)重特征1.4812±0.5853美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)0.0039±0.0014貨幣總量0.0019±0.0007名義有效匯率指數(shù)0.0016±0.0005實(shí)際有效匯率指數(shù)0.0012±0.0004全國(guó)銀行間同業(yè)拆借加權(quán)平均利率0.0009±0.00011個(gè)月香港銀行同業(yè)拆息定價(jià)0.0008±0.0011居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)0.0005±0.0002拆出利率0.0003±0.0001隔夜香港銀行同業(yè)拆出利率0.0002±0.0001香港貼現(xiàn)窗基本利率0.0000±0.0000通貨膨脹率從表中可以看出美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)的重要性十分顯著。部分依賴圖簡(jiǎn)稱PDP圖，能夠展現(xiàn)出一個(gè)或兩個(gè)特征變量對(duì)模型預(yù)測(cè)結(jié)果影響的函數(shù)關(guān)系。特征選擇：當(dāng)某個(gè)特征的PDP曲線幾乎水平或者無規(guī)律抖動(dòng)的時(shí)候,這個(gè)特征可能是無用的特征；當(dāng)某個(gè)特征的PDP曲線非常陡峭的時(shí)候,說明這個(gè)特征的貢獻(xiàn)度是比較大的。各特征PDP圖見圖2-2。圖2-3各特征PDP分析圖通過對(duì)各特征PDP圖的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)對(duì)模型的貢獻(xiàn)度最為顯著。而其它因子的貢獻(xiàn)度較小。3結(jié)論在選取的十一個(gè)宏觀因子當(dāng)中，外匯美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)因子相對(duì)于其它宏觀因子而言，相關(guān)系數(shù)最高，重要性最顯著，且貢獻(xiàn)度最高。最后訓(xùn)練出的模型擬合度較高，預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。本文選取了十一個(gè)宏觀因子構(gòu)建GBDT模型對(duì)匯率進(jìn)行預(yù)測(cè)。該模型的優(yōu)點(diǎn)在于在數(shù)據(jù)時(shí)間序列跨度較大且數(shù)據(jù)波動(dòng)性較大的情況下，仍表現(xiàn)出了較高的預(yù)測(cè)精度。說明了GBDT模型對(duì)人民幣兌美元匯率的良好預(yù)測(cè)性能。除此之外，我發(fā)現(xiàn)在選取的因子當(dāng)中美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)因子對(duì)模型貢獻(xiàn)度最高。而該模型的缺點(diǎn)在于在這十一個(gè)因子構(gòu)建出的模型中，除美國(guó)居民價(jià)格指數(shù)以外的因子貢獻(xiàn)度過低，即只