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ChatGPT 在量化投资中的运用:股票预测

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摘要

本报告系统探讨了ChatGPT在量化投资中股票价格预测的应用,从简单模型(ARIMA)、机器学习模型(SVM)到深度学习模型(LSTM)的建模过程进行实证分析。结果表明,ChatGPT能迅速生成合理的模型代码和参数建议,但由于无法直接访问和分析数据,其模型参数设置及模型适用性存在局限。LSTM模型在高频数据预测上显示出较优的预测精度,体现出深度学习在量化预测中的潜力。人工干预程度是影响ChatGPT模型效果的关键因素,合理的人工引导能极大提升建模效率与效果 [pidx::0][pidx::2][pidx::4][pidx::9][pidx::11][pidx::12]。

速读内容

  • ChatGPT 提供的初始预测模型为ARIMA,设计了基于365天滚动窗口对沪深300指数未来一天价格进行预测,模型能快速生成基础代码,但对交易日与自然日的区分不足,且无法自动处理数据导入问题。ARIMA模型预测结果通过图表4展示,预测曲线与真实价格较为匹配,但RMSE高达3510,表明模型存在精度提升空间 [pidx::2][pidx::3][pidx::4][pidx::5]。

  • 通过人工预设模型,要求ChatGPT按SVM回归模型编程,实现滚动预测,设置核函数(kernel)参数为linear。预测结果显示SVM_linear模型较ARIMA更灵活但依然存在拟合不足问题 [pidx::6][pidx::7]。

  • ChatGPT支持核函数的替换,包含poly和rbf核函数版本的SVM模型。预测结果对比图显示,不同核函数对价格预测呈现显著差异,rbf核反映的走势更为平滑,poly核曲线更弯曲,但均不能完美拟合实际价格走势 [pidx::8]。

  • 在深入模型优化环节,ChatGPT推荐使用深度学习模型LSTM,理由为LSTM具备对序列数据的长期依赖建模能力。提供详细的Python代码实现,包含数据缩放(MinMaxScaler)、双层LSTM结构、优化器Adam、均方误差损失函数,及100个epochs训练过程。该模型通过滚动窗口方式训练与预测 [pidx::9][pidx::10]。

  • LSTM模型预测结果在图表14中展示,红色为实际价格,灰色为预测曲线,二者拟合度明显优于ARIMA和SVM,可见深度学习模型在股票价格预测的潜力。模型参数的选择仍缺乏基于数据的自适应,但人工调整可提升模型表现 [pidx::11]。

  • 研报强调人工介入程度对ChatGPT预测模型构建的影响:人工介入较少时模型灵活但易失效,干预过多则限制ChatGPT发挥自主构建能力。合理平衡人工引导,是发挥ChatGPT优势提升量化模型有效性的关键 [pidx::0][pidx::12]。

- 总体来看,ChatGPT是辅助量化模型构建的高效工具,能快速生成基础模型及代码,大幅节省研发时间;但生成模型本身缺乏基于实际数据的逻辑判断,仍须专业投研人员进行有效筛选、校验和参数调优,不能单靠ChatGPT开发成熟盈利策略 [pidx::0][pidx::11]。

深度阅读

报告分析:ChatGPT 在量化投资中的运用——股票预测



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1. 元数据与报告概览


  • 标题:ChatGPT 在量化投资中的运用:股票预测

- 作者及发布机构:王冬黎(金融工程首席分析师),上海东证期货有限公司东证衍生品研究院
  • 日期:2023年2月9日

- 研究主题:围绕ChatGPT技术在量化投资领域,尤其是股票预测模型开发中的应用效果与方法论探讨
  • 报告核心论点

- ChatGPT虽无法单靠自身开发高效、盈利的量化策略,但其在模型搭建的效率提升上具有重要价值。
- 该模型具备提供模型结构建议和参数参考的能力,但缺乏基于真实数据分析参数设定的能力。
- 人工介入程度与ChatGPT模型表现之间存在平衡点。
  • 风险提示:市场及监管政策的超预期变化可能对模型表现产生冲击。[pidx::0]


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2. 逐节深度解读



2.1 写在前面(第2页)



该章节对ChatGPT在投资领域的应用现状进行概述。指出ChatGPT目前擅长撰写基于市场共识的行业分析报告,但难以提出创新观点,类似“重复正确的废话”。鉴于此,笔者尝试利用ChatGPT协助构建量化交易模型,重点是基于沪深300历史价格数据进行一天后的价格预测,采用固定1年(滚动窗口)的滚动预测任务,力图验证ChatGPT在模型构建中的辅助作用。[pidx::2]

2.2 初步模型请求与ARIMA模型(第2-5页)


  • 模型与代码生成

- 在只进行简单任务描述的情况下,ChatGPT给出ARIMA时序预测模型的代码,模型参数设定为 (p=2, d=1, q=2),滚动窗口为365天(显然未考虑交易日与自然日差异)。
- 由于模型无法直接读取实际数据,导入文件需本地手动配置。数据格式为CSV文件,含日期和收盘价两列,形式如“2019-01-01,100.0”[图表3][pidx::2][pidx::4]。
  • 模型评估

- 运行模型得到的均方根误差(RMSE)为3510.02,说明模型预测误差较大,但报告对模型表现并未深度评判。
- 该阶段暴露出ChatGPT无法与数据交互,缺乏依据实际数据调整模型或参数的能力。
- 参数推荐(d,p,q)只能基于ACF/PACF图或信息准则(如AIC、BIC)定性讨论或网格搜索,ChatGPT提供的均为非针对数据的理论建议。[pidx::5]

2.3 指定模型要求(以SVM为例)(第6-8页)


  • 模型选择和代码生成

- 笔者主动指定模型为支持向量机(SVM),要求ChatGPT编写相应代码并实现滚动预测框架,结果代码逻辑完整。
- 代码依据日频收盘价,滚动窗口同样为365天,预留调节支持不同核函数(linear、poly、rbf)。[图表7, 8, 9]
- 预测结果显示,SVM模型输出得到的趋势线虽有一定参考价值,但同样可能存在偏差。[pidx::6][pidx::7][pidx::8]
  • 参数调节能力

- ChatGPT能根据指示灵活更改模型核函数参数,较好地完成模型微调。
- 代码中的数据索引、划分逻辑合理,便于实操应用,但同样未自动验证参数最优性,仍需人工干预调试。[pidx::7][pidx::8]

2.4 找到最优模型(第9-11页)


  • 任务升级

- 笔者提出更高要求,要求ChatGPT根据数据特征及准确性需求,自主推荐最有效模型。
- ChatGPT推荐了一种深度学习模型——长短时记忆网络(LSTM),因其适合高频时序数据,具备更强的预测准确度及稳定性。[pidx::9]
  • LSTM模型代码及构架

- 代码中包括数据归一化(MinMaxScaler)、滚动窗口设置(365天)、Sequential模型搭建(两层LSTM + 一层Dense),训练轮次100,批次32,使用均方误差作为损失函数。
- ChatGPT具备根据需求增加神经网络层数、调整损失函数等灵活变通能力。
- 但由于无法直接数据交互,参数设置具有随机性和试探性,[pidx::10]
  • 预测效果表现

- 图表14显示LSTM模型预测与真实价格曲线高度吻合,模型预测能力较传统ARIMA、SVM模型有明显提升。[pidx::11]

2.5 总结启发(第11-12页)


  • ChatGPT单独生成成熟量化策略难度大,其模型多为基础、缺乏数据基础和合理参数逻辑。

- 其核心优势是极大提升了模型搭建和代码撰写的效率,能根据详尽描述提供较为有效的模型基础架构和参数参考。
  • 人工介入程度成为关键变量,适当配合人工指导,可激发更多潜力。

- 未来研究应关注人工和ChatGPT协同机制达到最佳协力平衡。[pidx::11][pidx::12]

2.6 风险提示(第12页)


  • 市场和监管方面的突发变化可能严重影响模型的稳定性和预测准确度。

- 报告未具体给出缓解方案,提示风险不可忽视。[pidx::0][pidx::12]

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3. 图表深度解读



图表1(第2页) —— ChatGPT初步对话截图

  • 展示了笔者与ChatGPT的对话内容及任务描述。说明了以文字方式请求模型设计的场景。[pidx::2]


图表2(第3页) —— ARIMA模型代码

  • 代码截图展示了如何基于ARIMA模型实现滚动预测的Python代码,包括数据读取、模型训练和预测批次等细节。

- 关键点包括窗口大小、ARIMA阶数等超参数的设置,样本划分方式。
  • 不足之处是window设为365,未考虑交易日实际天数。

- 代码结构较为清晰,利于理解和复现。[pidx::3]

图表3(第4页) —— stockdata.csv数据示例

  • 展示数据格式:CSV文件包含“日期(YYYY-MM-DD)”和“收盘价”两列。

- 该格式为模型输入的基础,强调数据格式统一的重要性。[pidx::4]

图表4(第4页) —— ARIMA预测结果图

  • 红线为实际收盘价格,灰线为ARIMA预测价格。

- 整体预测趋势与实际较为接近,但细节波动相差较大,预测性能有限。
  • 识别出ARIMA在中长期趋势把握上的合理性,但短期预测噪声显著。[pidx::4]


图表5(第5页) —— 参数设定建议截图

  • ChatGPT解释参数d,p,q可根据ACF/PACF图及信息准则(AIC、BIC)选择。

- 介绍了参数选择常用方法,为后续参数设定提供理论依据。[pidx::5]

图表7(第6页) —— SVM模型预测结果(kernel=linear)

  • 预测曲线与价格曲线走势相较,出现明显平滑化,这反映了模型的拟合平稳性和预测延迟。

- 说明SVM线性核的简单性及对价格波动的较弱响应。[pidx::6]

图表8(第7页) —— SVM代码

  • 展示滚动预测SVM模型的完整代码,包括数据读取、窗口滑动、训练预测和RMSE验证。

- 代码注释清晰,逻辑设置合理,便于复用。[pidx::7]

图表9(第8页) —— 核函数变更示例代码

  • 展示如何切换支持向量机核函数(如rbf、poly等),方便不同核函数模型的尝试和比较。

- 代码结构灵活,便于参数调试。
[pidx::8]

图表10(第8页) —— SVM多核函数预测结果

  • 曲线显示poly和rbf核函数下的模型表现,各自与真实价格线不同程度匹配。

- rbf核相对poly核预测波动更为剧烈,但均存在一定偏差。
  • 说明核函数选择对预测灵敏度和拟合程度影响显著。[pidx::8]


图表12-13(第9-10页) —— LSTM模型代码片段

  • 展示基于深度学习LSTM的代码,突出数据归一化(MinMaxScaler)、模型构建(两层LSTM和一层Dense),以及训练细节(epochs、batchsize)。

- 代码体现了深度神经网络模型的复杂性及适应数据的灵活性。
  • LSTM模型更符合时序数据记忆性和非线性特征提取要求。[pidx::9][pidx::10]


图表14(第11页) —— LSTM模型预测效果

  • 曲线显示LSTM预测线与实际价格高度吻合,较早期模型表现更优。

- 该效果相较ARIMA和SVM有明显的拟合及预测优势,验证深度学习在量化模型应用中的潜力。
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4. 估值分析



本报告未涉及公司财务估值及目标价分析,核心集中于ChatGPT辅助量化模型的开发过程及其表现,因此本节不适用。

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5. 风险因素评估


  • 市场超预期变化:如经济重大事件、风险偏好急剧转变等,可能导致历史数据与未来规律断裂,影响模型持续有效性。

- 监管政策超预期变化:新规可能导致市场结构变化,金融工具或交易规则调整,使得模型预测失准。
  • 技术侧限:ChatGPT无法直接交互数据,参数设置基于经验和框架,不考虑实际数据特异性,限制了模型个性化优化能力。

- 人工介入的风险权衡:介入不足导致指令理解偏差,造成无效结果;介入过多则限制ChatGPT创新,降低自动生成价值。
  • 报告中未详细提供风险缓解方案,但提示投资者和研究者需重视并自主监控这些风险因素。

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6. 批判性视角与细微差别


  • 报告中对ChatGPT能力的论述客观且审慎,明确其优势是辅助而非替代人工完成全部建模过程。

- 其多次强调ChatGPT缺乏对数据的交互处理能力,属于固有限制,但笔者并未充分展开是否能结合其他技术(如API集成或数据预处理自动化)以增强交互功能,这是未来可深挖的方向。
  • 虽然实验中多模型被构建,但报告对模型性能对比仅限于描述性观察,缺乏统计测试或量化指标对比,略显不足。

- 报告多次提及人工介入与模型精度间的权衡,却未给出具体量化的介入度界定方法,这为后续研究留有空间。
  • 在代码和示例方面,报告聚焦于技术实现,并未深入讨论模型在不同市场环境下的稳定性,或阶段性表现差异,有进一步完善之处。


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7. 结论性综合



本报告系统性地探讨了ChatGPT在量化投资领域,尤其是股票价格预测建模中的应用可能与限制。
  1. ChatGPT在量化模型开发中的辅助角色明确

- 在简述任务后,ChatGPT能快速生成基本可执行的模型代码(如ARIMA、SVM、LSTM),显著提升研究和开发效率。
- 其模型设计严谨度和参数建议基于预设知识,而非实时数据,故不可避免产生一定自由发挥和随机性。
  1. 模型演变呈现从规则基向深度学习深化的趋势

- 由简单的ARIMA模型逐步升级为SVM,再到深度学习的LSTM,模型预测准确率和复合实际价格走势的能力逐步增强,体现了ChatGPT理解任务和提供更优方案的能力。
- LSTM模型预测结果与实际价格走势高度吻合,验证了深度学习模型的优势。[pidx::4][pidx::6][pidx::11]
  1. 人工介入程度是影响模型表现的关键变量

- 报告明确指出:人工介入过少导致ChatGPT理解偏差,过多则限制其自动生成潜力。有效操作需寻找平衡点,通过明确任务描述和模型选择,支持更高效建模。
- 这是未来运用AI工具的一个重要启示。[pidx::0][pidx::12]
  1. 风险管理和现实限制不可忽视

- 模型对市场和政策突发事件反应有限,ChatGPT缺乏数据交互和实时反馈能力为构建成熟策略的障碍。
- 投资者和研究人员应谨慎使用AI工具,并结合人工风险监控手段。
  1. 图表和代码实证表现解析

- 图表清晰呈现了从COde实现到预测结果的链条,辅助读者理解AI辅助建模全过程。
- 代码逻辑及程序示例有助于技术层面复现及应用推广。

综上所述,本报告客观评估了ChatGPT在量化模型开发中的效用与不足,强调其作为辅助工具的价值远大于替代工具的现实。未来结合更多数据接口及人工智慧协同设计,可进一步释放其潜力。此报告对金融工程师、量化策略开发人员具有较高的参考价值和启发意义。[pidx::0][pidx::2-12]

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参考文献


  • 图表和图像均来自报告及ChatGPT对话截图。

- 关联图表:图表1-14涵盖了对话内容、代码实现及模型预测视觉对比。

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以上为本报告的全面细致解读和分析。

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