京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
实时股票分析系统的架构与算法
如果能在一台服务器上应用人工智能和机器学习算法处理每天的股票交易,而自己则在夏威夷的海滩上享受生活,那将是多么惬意呀。虽然股票价格的变化受多种因素的影响,世上也没有免费的午餐,但是有些公司依然能够借助于开源的机器学习算法和数据分析平台得到“更好、更健康、更便宜的午餐”。本文搜集并整理了一些如何实现实时股票分析系统的资料,从架构和算法两个层面给出了一种可行的方案。
虽然股票交易市场一直在持续地变化,经济力量、新产品、竞争、全球性的事件、法规、甚至是Tweet都有可能引起市场的变动,但是在这个市场上,使用不同的模型通过股票的历史价格来预测未来的价格依然是一种常见的实践。一个实时的股票分析系统不仅需要将影响股票价格的各种数据集合起来进行分析,还需要具有响应低延迟的特性,因而架构必须是高可伸缩、高扩展的,一方面随着时间的流逝,系统将存储越来越多的数据;另一方面数据处理应用程序必须能够通过添加更多的节点进行水平扩展以保持实时地响应速度。
来自于Pivotal公司的企业应用解决方案架构师William Markito最近在公司的博客上发表了题为《实时股票预测系统开源参考架构》的文章,介绍了一个通过开源技术实现实时股票分析系统的参考架构。虽然该架构关注于金融交易,但是也适用于其他行业的实时用例场景。William Markito首先从最顶层的视角,给出了一个高层架构图:
从最顶层的视角看,由预测模型驱动的最优化实时股票预测架构包含数据存储、模型训练、实时评估和采取行动四部分:首先,进入系统的实时交易数据必须被捕获并存储,作为历史数据。第二,系统必须能从数据的历史趋势中学习,识别出影响决定的模式和概率。第三,系统需要能够实时地将新传入的交易数据与从历史数据中学到的模式和概率进行比较。最后,系统还需要预测出输出并决定所要采取的行动。
之后,William Markito又使用Spring XD (现在称为Spring Cloud Data Flow,是一个统一并且可扩展的分布式系统,可用于数据抽取、实时分析、批量处理和数据导出场景)、Apache Geode (一个针对高可扩展应用程序的开源分布式内存数据库,目前正在孵化中)、Spark MLlib 、Apache HAWQ (一个Hadoop原生的大规模并行SQL分析引擎)以及Apache Hadoop™等开源组件对架构中的每一部分进行了细化:
如图所示,整个数据流包含6步,每一部分都是松耦合并且可以水平扩展的:
为了让读者能够在自己的笔记本上运行这一架构,William Markito还给出了一个更为简化的实现,该版本移除了长期的数据存储组件Apache HAWQ和Apache Hadoop™。
该解决方案中的每一个组件都责任明确,支持扩展并且能够在云环境中运行。那么除了架构之外,针对影响股票价格的不同因素,应该选择哪些算法来训练模型并预测股票价格趋势呢?
在SlideShare上LargitData的CEO David Chiu介绍了如何通过隐马尔科夫模型(HMM)来预测股票价格,David Chiu认为股票的历史行为与当前行为具有一定的相似性,明天的股票价格可能会遵循过去的某种模式:
另外,在Vatsal H. Shah 的网站上还有一个文档介绍了Decision Stump 算法、线性回归、支持向量机、Boosting 算法和基于文本分析的方法在股票预测领域的应用,并对这些算法的预测结果进行了比较。
除此之外,与上市公司相关的新闻动态也会对股票价格造成影响,例如并购定增事项、公司领导人的离开等等,对于这一问题,新加坡的数据科学家Lim Zhi Yuan在SlideShare上分享了一些自己的经验。Lim Zhi Yuan在该分享中研究了外部事件对于股票价格的影响,在分析时他分别通过线性模型和非线性模型两种方法进行了实验,线性模型采用了支持向量机(SVM)算法,非线性模型采用了深度神经网络模型。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在分类变量关联分析中(如 “吸烟与肺癌的关系”“性别与疾病发病率的关联”),卡方检验 P 值与 OR 值(比值比,Odds Ratio)是 ...
2025-11-05CDA 数据分析师的核心价值,不在于复杂的模型公式,而在于将数据转化为可落地的商业行动。脱离业务场景的分析只是 “纸上谈兵” ...
2025-11-05教材入口:https://edu.cda.cn/goods/show/3151 “纲举目张,执本末从。” 若想在数据分析领域有所收获,一套合适的学习教材至 ...
2025-11-05教材入口:https://edu.cda.cn/goods/show/3151 “纲举目张,执本末从。” 若想在数据分析领域有所收获,一套合适的学习教材至 ...
2025-11-04【2025最新版】CDA考试教材:CDA教材一级:商业数据分析(2025)__商业数据分析_cda教材_考试教材 (cdaglobal.com) ...
2025-11-04在数字化时代,数据挖掘不再是实验室里的技术探索,而是驱动商业决策的核心能力 —— 它能从海量数据中挖掘出 “降低成本、提升 ...
2025-11-04在 DDPM(Denoising Diffusion Probabilistic Models)训练过程中,开发者最常困惑的问题莫过于:“我的模型 loss 降到多少才算 ...
2025-11-04在 CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作中,“无监督样本分组” 是高频需求 —— 例如 “将用户按行为特征分为高价值 ...
2025-11-04当沃尔玛数据分析师首次发现 “啤酒与尿布” 的高频共现规律时,他们揭开了数据挖掘最迷人的面纱 —— 那些隐藏在消费行为背后 ...
2025-11-03这个问题精准切中了配对样本统计检验的核心差异点,理解二者区别是避免统计方法误用的关键。核心结论是:stats.ttest_rel(配对 ...
2025-11-03在 CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作中,“高维数据的潜在规律挖掘” 是进阶需求 —— 例如用户行为包含 “浏览次 ...
2025-11-03在 MySQL 数据查询中,“按顺序计数” 是高频需求 —— 例如 “统计近 7 天每日订单量”“按用户 ID 顺序展示消费记录”“按产品 ...
2025-10-31在数据分析中,“累计百分比” 是衡量 “部分与整体关系” 的核心指标 —— 它通过 “逐步累加的占比”,直观呈现数据的分布特征 ...
2025-10-31在 CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作中,“二分类预测” 是高频需求 —— 例如 “预测用户是否会流失”“判断客户 ...
2025-10-31在 MySQL 实际应用中,“频繁写入同一表” 是常见场景 —— 如实时日志存储(用户操作日志、系统运行日志)、高频交易记录(支付 ...
2025-10-30为帮助教育工作者、研究者科学分析 “班级规模” 与 “平均成绩” 的关联关系,我将从相关系数的核心定义与类型切入,详解 “数 ...
2025-10-30对 CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,“相关系数” 不是简单的数字计算,而是 “从业务问题出发,量化变量间关联强 ...
2025-10-30在构建前向神经网络(Feedforward Neural Network,简称 FNN)时,“隐藏层数目设多少?每个隐藏层该放多少个神经元?” 是每个 ...
2025-10-29这个问题切中了 Excel 用户的常见困惑 —— 将 “数据可视化工具” 与 “数据挖掘算法” 的功能边界混淆。核心结论是:Excel 透 ...
2025-10-29在 CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作中,“多组数据差异验证” 是高频需求 —— 例如 “3 家门店的销售额是否有显 ...
2025-10-29