Ứng dụng khai phá dữ liệu trong dự báo biến động thị trường chứng khoán Việt Nam


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




VŨ HỮU DŨNG






ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU TRONG DỰ BÁO BIẾN
ĐỘNG THỊ TRƢỜNG CHỨNG KHOÁN VIỆT NAM







LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

HÀ N  2013

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




VŨ HỮU DŨNG






ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU TRONG DỰ BÁO BIẾN
ĐỘNG THỊ TRƢỜNG CHỨNG KHOÁN VIỆT NAM







LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VĂN HÙNG







- 2013
2



MỤC LỤC

 2
 4
 5
 6
 8
  8
1.1.1 Khái niệm về biến động 8
1.1.2 Ứng dụng của biến động 9
1.1.3 Tính độ biến động 10
1.1.4 Biến động của thị trường chứng khoán Việt Nam 12
 14

1.2.1 Khái niệm khai phá dữ liệu 14
1.2.2 Quá trình khai phá dữ liệu 15
1.2.3 Các phương pháp khai phá dữ liệu 16
1.2.4 Các ứng dụng của khai phá dữ liệu 17
 18
1.3.1 Khái niệm dự báo 18
1.3.2 Ý nghĩa của dự báo 18
1.3.3 Phân loại dự báo 18
1.3.4 Các bước thực hiện dự báo: 19

 20
 20
2.1.1 Khái niệm về dự báo biến động 20
2.1.2 Phạm vi dự báo 20
2.1.3 Một số tiêu chí dự báo 21
3


2.1.4 Phân loại các mô hình dự báo biến động 22
2.2 Mô hình ARCH/GARCH 22
 25
2.3.1 Khái niệm mạng nơ ron nhân tạo 25
2.3.2 Mô hình mạng nơ ron nhân tạo 27
2.3.3 Học của mạng nơ ron nhân tạo 30
2.3.4 Mạng nơ ron lan truyền và giải thuật lan truyền ngược 30
 40
2.4.1 Tổng quan về máy vector hỗ trợ 40
2.4.2 Huấn luyện máy vector hỗ trợ 43
2.4.3 Hồi quy vector hỗ trợ 44
2.4.4 Hồi quy vector hỗ trợ với hàm nhân 46

 47
 47
3.1.1 Chuẩn bị dữ liệu 47
3.1.2 Ngôn ngữ sử dụng 51
3.1.3 Lựa chọn tiêu chí đánh giá mô hình 51
 51
3.2.1 Dự báo bằng mô hình ARCH/GARCH 51
3.2.2 Dự báo bằng mô hình mạng nơ ron 52
3.2.3 Dự báo bằng mô hình hồi quy vector hỗ trợ 53
 54
 56
 56
 56
 57


4



DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
 10
Hình 1.2. 10
 13
 14
 (trên 40%) 14
 16
 23
 27
 30

 30
 31
 33

 34
 36
Hình 2.9: Vector  42
tính 46
 49
tra 49
  50
Hình 3.4HNX 50
Hình 3.5HNXtra 51
NXINDEX  51

5



DANH SÁCH CÁC BẢNG
/2013 51
 52
 53
 51
 53
 54
54
 54
 54
 54

 55
 55
 55

6



MỞ ĐẦU
 
cho  các nhà
 
và 
 
  
vì .



mình. 

Tuy nhiên,
    

   
              
 [
1
].
    Ứng dụng khai phá dữ liệu trong dự báo biến động thị

trƣờng chứng khoán Việt Nam
mô hình o 
 m.










:
  , 

 , 

 


1

7







 





:
 Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết       
 theo dõi .
.
 Chƣơng 2: Ứng dụng khai phá dữ liệu dự báo biến động thị trƣờng
chứng khoán  
.
 Chƣơng 3: Thực nghiệm và đánh giá  
các           ,
HNXINDEXt          


8



CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Trong c
        
,


1.1 Biến động của thị trƣờng chứng khoán
1.1.1Khái niệm về biến động

Theo Torben G. Andersen, Tim Bollerslev, Francis X. Diebold và Heiko
EbensBiến động của thị trường tài chính là trọng tâm của các nghiên cứu
mang tính lý thuyết cũng như thực nghiệm về định giá tài sản vốn, phân bổ tài
sản và quản lý rủi ro [17]. 
. 
. 
 



  ro 








b
c

9


          

σ 



Hình 1.1: B.

Hình 1.2: B
1.1.2 Ứng dụng của biến động
- trong các 
 
 

-                
 - Value at Risk)
10


-              
chính.            - Modern
Portfolio Theory
 
 

 
1.1.3 Tính độ biến động

  P có giá
 hàng ngày là P
t

t
> 0. L
P 

t



= ln




1



 
  sau[20]:
2

Bƣớc 1 :


= ln




1



i

, và P
i-1
 i và i-1
Bƣớc 2


=

1
1






2

=1

là giá r
t

2

11


Bƣớc 3 
=





Trong  .

2
 


  sau:
3

 Parkinson (1980):

 Garman Klass (1980):

 Rogers and satchell (1991):

Trong 
- 
- o
i
 
- h
i
 
- l
i
 

- c
i
 

3

12


1.1.4 Biến động của thị trường chứng khoán Việt Nam
Theo  hãng Reuters
                

4
.

Hình 1.3: Bchâu Á 
Hay t    trang web 
 ,
  (
5
).

4

5

13

Hình 1.4: So sánh biVNINDEX

Hình 1.5:   (trên 40%)
Qua các hình INDEX trong 
 cao.  7  
  .N
               
2 


14


1.2 Tổng quan về khai phá dữ liệu
1.2.1 Khái niệm khai phá dữ liệu


các 


  
Chúng ta đang chìm ngập trong dữ liệu mà vẫn đói
tri thức
            








 




-
text mining, web mining .




“Khai phá dữ liệu là quá trình tìm kiếm, phát hiện các tri thức mới, hữu
ích tiềm ẩn trong cơ sở dữ liệu lớn”.
15


 KDD)



KDD.


 

1.2.2 Quá trình khai phá dữ liệu


Hình 1.6
 Trích lọc dữ liệu
           

 Tiền xử lý dữ liệu

histograms



16


 Biến đổi dữ liệuc chun hóa và làm mn d li  liu
v dng thun li nht nhm phc v vic áp dng các k thut khai
phá  c sau.
 Khai phá dữ liệu  c áp dng nhng k thut phân tích (phn
nhiu là các k thut hc máy) nhm khai thác d liu, trích lc nhng
mu tin (information patterns), nhng mi quan h c bit trong d
lic quan trng và tiêu tn thi gian nht ca
toàn b quá trình KDD.
 Đánh giá và biểu diễn tri thức: Nhng mu thông tin và mi quan h
trong d lic phát hin  c khai phá d lic chuyn
sang và biu din  dng gi s d th, cây,
bng biu, lung thng tri thc
c theo nhng tiêu chí nhnh.
1.2.3Các phương pháp khai phá dữ liệu

 Kỹ thuật mô tả: Các nhim v mô t vcác tính cht hoc c tính
chung ca d liu trong CSDL hin có. Các k thut này gm có: phân

cm (clustering), tóm tt (summerization), trc quan hóa (visualiztion),
phân tích s phát tri lch (Evolution and deviation analysis),
phân tích lut kt h
 Kỹ thuật dự đoán: Có nhim v  a vào các suy
din trên d liu hin thi. Các k thut này gm: Phân lp
(classification), h
c 

 Phân lớp và dự đoán (classification and prediction) : Là vic xp các
ng vào nhng lc. Ví d, phân lp các bnh nhân,
phân lp các loài thc vng tip cng s dng mt
s k thut ca hnh (decision tree), m-
ron nhân to (neural network), . Phân lp và d c gi là
hc có giám sát.
17


 Phân cụm (clustering/segmentation) : Là vic xng theo
tng cm t nhiên.
 Luật kết hợp (association rules) : Là vic phát hin các lut biu din
tri thi dn. Ví d gii vào siêu th mua
phn thì có ti 80% trong s h 
 Phân tích hồi quy (regression analysis) : Là vic hc mt hàm ánh x
t mt tp d liu thành mt bin d  thc. Nhim v ca
phân tích h a phân lm khác nhau là  ch
thuc tính d báo là liên tc ch không phi ri rc.
 Phân tích các mẫu theo thời gian (sequential/temporal patterns) :
 t kt hn tính th t
theo thi gian.
 Mô tả khái niệm (concept description and summarization) : Thiên về

mô t, tng hp và tóm tt các khái nim. Ví d tóm tn.
1.2.4Các ứng dụng của khai phá dữ liệu


kh


 




 




 

18


khai phá

1.3Tổng quan về dự báo
1.3.1 Khái niệm dự báo


ai[4].




1.3.2 Ý nghĩa của dự báo
- 


- 

- 


1.3.3 Phân loại dự báo
a. Dựa vào thời gian
Dự báo ngắn hạn 


Dự báo trung hạn           

Dự báo dài hạn


19


 


 

b. Dựa theo kết quả

Dự báo điểm

Dự báo khoảng

c. Dựa theo đối tƣợng dự báo
Dự báo khoa học           

 


Dự báo kinh tế
Dự báo xã hội


Dự báo tự nhiên, thiên văn học

1.3.4 Các bước thực hiện dự báo:
 

 

 
 
 
 
 
20

CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU DỰ BÁO BIẾN
ĐỘNG THỊ TRƢỜNG CHỨNG KHOÁN


khoán. 
.
2.1 Dự báo biến động
2.1.1 Khái niệm về dự báo biến động



t
- 
t
[13,14].

- 
t

- hàm f
2.1.2 Phạm vi dự báo
              
 

- 
ro.
- 
- 






21







g ngày


2.1.3 Một số tiêu chí dự báo


t
- 
t


t
, vì

Mt s hàm sai s f(
1. trung bình  ME (Mean Error)

2.  MSE (Mean Square Error)

3.  RMSE (Root Mean Square Error)

4.  MAE (Mean Absolute Error)

5.  MAPE (Mean Absolute Percent Error)

22


2.1.4Phân loại các mô hình dự báo biến động


Hình 2.1: 

2.2 Mô hình ARCH/GARCH
 
           Mô hình ARCH/
GRACH 
 

Mô hình ARCH[13,14](Autoregressive Conditional Heteroskedasticity) 


             
       (Generalized Autoregressive
Conditional Heteroskedasticity) .
 
23

 
Mô hình phi



= 



, 
1
, 
2
, 

+ 


2


1
, 
2
, 


(2.1)

2


.

            

a. Mô hình ARCH(q)
[13,14]:


= + 




= 






2
= 
0
+






2

=1

(2.2)

- 

là  
-   
- 


- 


- 
0
, 

, 

 
0
> 0 và 

0, i>0
Mô hình ARC
thiêntheo 
- 

hay likelihood ratio test), tuy

24


- 


                
(ARCH (4)).
- 


  
mô hình ARCH.
b. Mô hình GARCH
Mô hình  Bollerslev (1986) và
Taylor (1986). Mô hình GRACH[11,13,14] 



2
= 
0
+ 



2
+ 




2

(2.3)


2


t


0
)
 



2




1
2
).




= + 




= 






2
= 
0
+





2

=1
+






2

=1

(2.4)
Trong 
- 

là 