用户故事

Matlab用于预测新兴市场的金融危机

挑战

开发一个计量经济学模型,帮助预测和避免新兴经济体的金融危机

解决方案

使用MathWorks工具开发一个模型,将线性方法和神经网络应用于所选时期的货币需求的趋势分析

结果

  • 具有更高预测能力的模型
  • 避免金融灾难的计划
  • 下一代新的研究工具

“由于Matlab既有强大又易于使用,我都感冒了,印度尼西亚央行能够实施MATLAB计划并将其作为财务困境的预警系统。”

保罗·麦克奈利斯博士,乔治城大学
乔治城

在始于亚洲四小龙并迅速蔓延至世界大部分地区的金融危机的推动下,经济学家保罗•麦克尼利斯(Paul McNelis)着手研究现代工具和研究技术能否帮助预测这类危机,从而减轻其影响。

他专注于印度尼西亚,在1997年秋天,印度尼西亚卢比的价值急剧下降,即使在政府从国际货币基金组织收到了230亿美元的贷款后,也达到了恐慌水平。

McNelis在印度尼西亚的美国国际开发署提供的技术援助赠款下在印度尼西亚银行进行了他的研究。在这个雄心勃勃的项目中,他依靠的是MATLAB®和他的个人MATLAB文件,结合电子表格链接™,统计和机器学习工具箱™,优化工具箱™,和深度学习工具箱™。

挑战

Mcnelis列出了分析印度尼西亚的货币和广泛,或拟金币的月度需求,以获得13年的时间,包括危机。他需要确定分析累积大量数据的最有效的方法。他还需要降低预测数据中大幅波动的错误,例如危机高度需求的峰值,可能会产生。他知道经济学家传统使用的线性或纠错模型对于这项任务来说是足够的。

解决方案

McNelis选择在Matlab中工作,因为其编程设施,易用性和处理庞大数据集的能力。至于方法论,他认为他将通过结合线性模型和神经网络分析来实现更准确的结果。他解释说明,使用神经网络的优点是“估计不仅涉及数据的顺序处理,使用输入X预测输出y,而且同时并行处理,因为输入由隐藏的几个神经元处理层。”

他的分析核心是一种遗传算法,他与匹兹堡大学约翰·杜菲联合开发。在开发算法,McNelis和Duffy使用的统计和机器学习工具箱广泛。它们还使用MATLAB中的矢量化函数以更快地处理。“通过算法获得的系数”McNelis解释“,可以用作更常见的本地搜索方法的起始值。”对于他的搜索方法,他在优化工具箱中使用了非线性最小化函数。

在完成数据收集后,McNelis开始用传统的线性模型得出最好的结果。然后他使用这个模型的输入来建立神经网络。

在定义神经网络时,麦克尼利斯说他喜欢“从一个简单的网络开始,比如一个隐藏层中的三到四个神经元。”我用一种混合方法训练模型,首先使用遗传算法找到神经网络的一组系数,然后用这些系数转换为非线性梯度下降法。”

McNelis使用深度学习工具箱中的前馈体系结构来关联输入和输出。他解释说:“尽管我在各种经济应用中试验了不同的神经网络结构,但我发现最好的是带有一个隐藏层的前馈模型。”他用工具箱的对数s型激活函数对每一个神经元的隐藏层进行激活。输入被传输到隐层,并被对数s形函数压缩。最后,神经元以线性组合的形式传输到输出层。

在1997年11月和12月期间,他用一个时变的GARCH模型来代理印度尼西亚货币急剧下跌的汇率风险,从而进一步提高了神经网络的预测能力。

他使用电子表格链接来获取样本内和样本外的性能。通过电子表格链接,他可以将样本外的预测引入微软®Excel®并计算样本外预测的误差。然后很容易将结果从MATLAB转换为演示电子表格格式。

结果

  • 具有更高预测能力的模型.McNelis开发的神经网络模型显示出比线性模型更高的精度,而GARCH模型进一步改进了预测。

  • 避免金融灾难的计划.印度尼西亚央行正在广泛使用McNelis的模型来预测货币需求并预测核心通胀率。这改善了他们抵抗它们必须抗衡的主要通胀压力的能力。麦克内斯认为,密切监测汇率波动“可能是财务困境的有效预警系统”,其他银行可以用来预测危机。

  • 下一代新的研究工具.麦克尼利斯是乔治城大学的教授。他将基于MATLAB的前沿经济技术带到亚洲和南美的中央银行和金融界。他还教授基于MATLAB的方法,以帮助他的学生减轻财政不稳定可能给经济转型中的人口带来的困难。

乔治城大学是全球1300所大学,提供对Matlab和Simulink的校园广泛的访问。万博1manbetx凭借校园广泛的许可证,研究人员,教师和学生可以在最新的释放级别获得产品的共同配置,以便在课堂上使用家庭,在实验室或现场。s manbetx 845