Інформаційні технології та комп'ютерна техніка

ОЦІНЮВАННЯ РЕГРЕСІЙНИХ МОДЕЛЕЙ З РЕГУЛЯРИЗАЦІЄЮ НА ФІНАНСОВИХ ЧАСОВИХ РЯДАХ ЗА ДОПОМОГОЮ АДАПТИВНОЇ КОМПЛЕКСНОЇ МЕТРИКИ

Автор(и)

Р. Н. Квєтний ORCID 0000-0002-9192-9258
Вінницький національний технічний університет ROR
С. І. Бородкін ORCID 0009-0004-1617-9815
Вінницький національний технічний університет ROR

Ключові слова

фінансові часові ряди ARL Adaptive Risk Loss нечітка логіка Elastic Net Lasso Directional Accuracy walk-forward валідація адаптивна функція втрат

Анотація

Запропоновано підхід до прогнозування фінансових часових рядів, головним інструментом якого є комплексна (композитна) метрика якості прогнозу ARL (Adaptive Risk Loss). Об’єктом дослідження є процес прогнозування фінансових часових рядів з використанням адаптивних математичних моделей. Проблема, що вирішувалася, полягає у неспроможності традиційних симетричних метрик (MSE) адекватно оцінювати моделі в умовах реального трейдингу, оскільки вони ігнорують напрямок руху ціни та асиметрію ризиків, однаково штрафуючи прибуткові та збиткові помилки. Суть отриманих результатів полягає у розробці методології відбору та налаштування регресійних моделей (Lasso, Elastic Net), де функція втрат ARL інтегрує три виміри: точність апроксимації, якість передбачення тренду (Directional Accuracy) та асиметричний ризик (pinball-loss, q = 0,05). Особливістю запропонованого підходу є застосування елементів нечіткої логіки для динамічного зважування компонентів метрики залежно від поточного стану ринку. Адаптивність системи забезпечується автоматичною зміною пріоритетів оптимізації на основі аналізу ковзних статистичних характеристик часових рядів, зокрема волатильності, асиметрії, ексцесу та автокореляції. У періоди підвищеної ринкової турбулентності зростає вплив ризик-орієнтованої складової, що дозволяє зменшити глибину потенційних просідань, тоді як у стабільних фазах домінує вимога до точності прогнозу. Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості застосування запропонованого підходу разом із walk-forward валідацією для побудови робастних моделей прогнозування та управління ризиками на таких ринках як криптовалютний, товарний ринок золота та фондовому ринку США.

Експериментальну перевірку прогнозування виконано для 7 фінансових активів (VIX Index, Brent Oil, USD/CHF, Bitcoin, Nasdaq, Gold, S&P 500) з поетапним тестуванням, у якому на кожному кроці використовувалася доступна історія для навчання та формувався прогноз на наступний період. Перевірка показала стійкість ефекту для більшості активів, але також виявила обмеження на прикладі VIX, де ARL погіршується на 4,86 %, навіть за покращення MSE на 0,52 %. За критерієм ARL вибір типу регуляризації залежить від активу, зокрема для Bitcoin найкращий результат дає L1-регуляризація, а для Brent Oil кращим є Elastic Net.

538 135

Як цитувати

[1]
«ОЦІНЮВАННЯ РЕГРЕСІЙНИХ МОДЕЛЕЙ З РЕГУЛЯРИЗАЦІЄЮ НА ФІНАНСОВИХ ЧАСОВИХ РЯДАХ ЗА ДОПОМОГОЮ АДАПТИВНОЇ КОМПЛЕКСНОЇ МЕТРИКИ», Вісник ВПІ, вип. 2, с. 21–28, Квіт 2026, doi: 10.31649/1997-9266-2026-185-2-21-28.

Біографії авторів

автор Р. Н. Квєтний, афіліація Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, професор кафедри автоматизації та інтелектуальних інформаційних  технологій

автор С. І. Бородкін, афіліація Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри автоматизації та інтелектуальних інформаційних технологій

Посилання

O. B. Sezer, M. U. Gudelek, and A. M. Ozbayoglu, “Financial Time Series Forecasting with Deep Learning : A Systematic Literature Review: 2005-2019,” Applied Soft Computing, vol. 90, November. 2020. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2020.106181 .
B. M. Henrique, V. A. Sobreiro, and H. Kimura, “Literature Review: Machine Learning Techniques Applied to Financial Market Prediction,” Expert Systems with Applications, vol. 124, pp. 226-251, June. 2019. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2019.01.012 .
I. Chronopoulos, A. Raftapostolos, and G. Kapetanios, “Forecasting Value-at-Risk Using Deep Neural Network Quantile Regression,” Journal of Financial Econometrics, vol. 22, pp. 636-669, May. 2023. https://doi.org/10.1093/jjfinec/nbad014 .
A. Ang, and A. Timmermann, “Regime Changes and Financial Markets,” Annual Review of Financial Economics, vol. 4, pp. 313-337, October. 2012. https://doi.org/10.1146/annurev-financial-110311-101808 .
I. K. Nti, A. F. Adekoya, and B. A. Weyori, “A Systematic Review of Fundamental and Technical Analysis of Stock Market Prediction,” Artificial Intelligence Review, vol. 53, pp. 3007-3057, August. 2019. https://doi.org/10.1007/s10462-019-09754-z .
Cerqueira, L. Torgo, and I. Mozetič, “Evaluating Time Series Forecasting Models: An Empirical Study on Performance Estimation Methods,” Machine Learning, vol. 109, pp. 1997-2028, October . 2020. https://doi.org/10.1007/s10994-020-05910-7 .
H. Zou, and T. Hastie, “Regularization and Variable Selection via the Elastic Net,” Journal of the Royal Statistical Society, vol. 67, no. 2, pp. 301-320, April. 2005. https://doi.org/10.1111/j.1467-9868.2005.00527.x .
S. Agayan, S. Bogoutdinov, D. Kamaev, B. Dzeboev, and M. Dobrovolskiy, “Trends and Extremes in Time Series Based on Fuzzy Logic,” Mathematics, vol. 12, no. 2, Art. 284, January. 2024. https://doi.org/10.3390/math12020284 .
D. N. Joanes, and C. A. Gill, “Comparing Measures of Sample Skewness and Kurtosis,” Journal of the Royal Statistical Society, vol. 47, no. 1, pp. 183-189, January. 2002. https://doi.org/10.1111/1467-9884.00122 .
Р. Н. Квєтний, іС. І. Бородкін, «Порівняння методів регуляризації Lasso та Elastic Net для різних видів економічних часових рядів у ризик-менеджменті,» на LIV наук.-техн. конф. факультету комп’ютерних систем і автоматики, Вінниця, 2025, с. 718-721. https://press.vntu.edu.ua/index.php/vntu/catalog/view/904/1576/2888-1 .
Р. Н. Квєтний, і С. І. Бородкін, «Покращена модель регуляризації elastic net для обробки фінансових часових рядів,” Оптико-електроннi інформацiйно-енергетичнi технології, т. 49, № 1, с. 29-35, 2025. https://doi.org/10.31649/1681-7893-2025-49-1-29-35 .

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

1 2 > >>