數(shù)據(jù)挖掘在股票財務(wù)指標(biāo)中的應(yīng)用

蔡麗

【摘要】本文利用數(shù)據(jù)挖掘中的分類方法，選取了部分上市公司的財務(wù)比率數(shù)據(jù)，用R軟件進(jìn)行分析，為投資者提供決策依據(jù).

【關(guān)鍵詞】 數(shù)據(jù)挖掘；財務(wù)指標(biāo)；分類方法

【基金項目】北京市教委科研計劃項目（KM201410011006）

一、引 言

數(shù)據(jù)挖掘是從大量不完全、有噪聲、隨機(jī)的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中人們事先不知道、但又是潛在有用的信息和知識的過程.目前已經(jīng)用于客戶關(guān)系管理、銀行風(fēng)險項目評估和金融市場等多個領(lǐng)域，用于財務(wù)指標(biāo)分析的還不多見.本文旨在通過數(shù)據(jù)挖掘方法分析上市公司的財務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)，建立模型，輔助投資者深入認(rèn)識公司的財務(wù)狀況，為多數(shù)股民，特別是散戶進(jìn)行相關(guān)問題的正確決策提供數(shù)據(jù)支持.

二、分類算法

分類在數(shù)據(jù)挖掘中是一類很重要的方法，在商業(yè)上的應(yīng)用最多.其目的是學(xué)會一個分類函數(shù)或分類模型，能把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)項映射到給定的某一個類別.本論文主要側(cè)重數(shù)據(jù)挖掘中分類算法在股票財務(wù)指標(biāo)方面的應(yīng)用.其中用到?jīng)Q策樹、隨機(jī)森林、支持向量機(jī)（SVM）三種算法.

三、分類模型的建立

1.數(shù)據(jù)理解

本文的數(shù)據(jù)來源于銳思金融數(shù)據(jù)庫，所選的數(shù)據(jù)為2012年10月8日前上市的公司信息.屬性包括：每股指標(biāo)中的每股收益和每股凈資產(chǎn)，盈利能力中的銷售凈利率，成長能力指標(biāo)中的凈資產(chǎn)收益率、凈資產(chǎn)增長率和凈利潤增長率等12個屬性，包括了公司不同能力方面的財務(wù)比率數(shù)據(jù).因變量是根據(jù)2012年10月8日和2013年10月8日的收盤價與這兩天大盤的收盤價變化率相比，若比大盤的收盤價的變化率高，則標(biāo)記為“好”，反之標(biāo)記為“差”.

2.數(shù)據(jù)處理

（1）決策樹

本文建立決策樹[3]的過程中，用到的是rpart.Control函數(shù)，其中，最小樣本量minsplit為20，進(jìn)行交叉驗證剪枝的交叉折數(shù)xval為10，最大樹深度maxdepth為5，最小代價復(fù)雜度剪枝中的復(fù)雜度參數(shù)CP值為0.01.

劃分特征空間時，用到的是gini指標(biāo)，它用來度量數(shù)據(jù)劃分或者數(shù)據(jù)集的不純度，數(shù)據(jù)集D的gini指標(biāo)公式為：Gini（D）.其中，pi是D中樣本屬于Ci類的概率，并用Cj，D[]D

估計.

同時構(gòu)建決策樹過程中用到的重要變量有： Currt 、Invtrtrrat 、NAPS、Netassgrrt 、Netprfgrrt、NOCF、WROEcut.

根據(jù)最后形成的決策樹得到分類規(guī)則，比如：NAPS≥4.9，NOCF≥2.3e+9則預(yù)測為bad.

（2）隨機(jī)森林

本文中，隨機(jī)森林共建立了500棵決策樹，每個節(jié)點的候選輸入變量個數(shù)為3.基于袋外觀測的預(yù)測誤判率為42.76%.由袋外觀測的混淆矩陣來看，單個模型對兩個類別的預(yù)測精度均不理想.隨機(jī)森林對所有觀測進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測誤差為0.

在評價各輸入變量的重要性時，要用到importance函數(shù)，其中MeanDecreas

e Accuracy表示預(yù)測精度的平均減少量，MeanDecreaseGini表示給出節(jié)點異質(zhì)性指標(biāo)的平均減少量.為了更全面直觀地評價各輸入變量的重要性，用varImpPlot函數(shù)進(jìn)行作圖，見圖1：

輸入變量重要性測度散點圖圖1 輸入變量重要性測度散點圖

從對輸出變量預(yù)測精度的影響看，每股凈資產(chǎn)、銷售凈利率、流動比率、經(jīng)營現(xiàn)金凈流量比較重要.從對輸出變量異質(zhì)性下降程度的影響看，同樣是這幾個變量較為重要，即每股凈資產(chǎn)、銷售凈利率、流動比率、經(jīng)營現(xiàn)金凈流量不同的上市公司，對是否優(yōu)于大盤有較大的影響.

（3）SVM

在對數(shù)據(jù)處理的過程中，文中利用網(wǎng)格搜索法10折交叉驗證尋找較優(yōu)參數(shù)，確定cost和gamma值，構(gòu)建SVM模型.

根據(jù)最后SVM對測試集的預(yù)測結(jié)果，可以得到ROC曲線，見圖2：

在圖2中，橫坐標(biāo)代表錯誤的正例率（FPR），縱坐標(biāo)代表正確的正例率（TPR）.希望TPR盡量的大，F(xiàn)PR盡量的小即圖中的曲線越靠左上方說明預(yù)測得越好.而從圖中的曲線來看，預(yù)測效果還有較大的差距.

四、分析與總結(jié)

經(jīng)過比較，隨機(jī)森林給出了最高的預(yù)測率60%，決策樹其次，支持向量機(jī)排在最后.見表1：

分析 表1可以看出： 從三種方法對測試集的分類正確率來看，隨機(jī)森林最高，但它們在處理其他行業(yè)數(shù)據(jù)時，精確度達(dá)到90%以上[6-8]，可見，數(shù)據(jù)本身對模型的結(jié)果還是有很大的影響.因此，股市想要通過分析財務(wù)比率來達(dá)到很好的預(yù)測效果還是很困難的，雖然與所構(gòu)建的模型有關(guān)，但最大的原因還在于股市本身的波動性[9].

【參考文獻(xiàn)】

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