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
【核心关键词】软件、洞察力、大数据、产品、经验、硬件、流量、创新、决策、数据安全、网络安全、数据分析、决策制定、数据挖 ...
2026-06-18在方案选型、效果复盘、产品评估、供应商筛选等各类业务决策场景中,仅凭单一指标下结论往往会陷入 “以偏概全” 的误区。多维度 ...
2026-06-18 很多数据分析师精通Excel单元格操作,但当被问到“表结构数据的基本处理单位是什么”“字段和记录的本质区别”“为什么表结 ...
2026-06-18在数据分析、用户运营与业务增长的工作体系中,漏斗拆解是最基础也最高频的问题定位方法。很多业务场景下,我们只能看到最终的转 ...
2026-06-17在数据库开发、数据清洗与报表统计场景中,数值类型转换为日期是高频刚需操作。业务系统常以 Unix 时间戳、整型日期(如20240617 ...
2026-06-17 数据分析师八成以上的时间在和数据表格打交道,但许多人拿到Excel后习惯性地先算、先分析,结果回头发现漏了一列关键数据, ...
2026-06-17【核心关键词】数据库、电商、知识、产品、数据产品、监管业务、产品经理、业务系统、用户行为分析、用户分析、数据分析、电商 ...
2026-06-16在 Python 动态类型与面向对象的编程体系中,变量定义与类实例化是构建代码逻辑的两大核心基石。变量是数据存储、传递与运算的基 ...
2026-06-16 很多数据分析师每天与Excel打交道,但当被问到“表格结构数据和表结构数据有什么区别”“数据类型误判会引发哪些分析错误” ...
2026-06-16在 MySQL 查询性能优化体系中,索引是降低查询耗时、提升数据库吞吐的核心手段。其中联合索引与覆盖索引是实际开发中最高频的两 ...
2026-06-15在数据仓库建设与商业智能分析体系中,维度建模是应用最广泛的建模方法论,而事实表与维度表是维度建模的两大核心构件,共同构成 ...
2026-06-15 很多数据分析师能熟练计算指标,但当被问到“这家企业的核心业务目标是什么”“如何把模糊的战略目标拆解为可量化的指标”“ ...
2026-06-15在数据分析、业务监控、运营复盘等场景中,列值趋势计算是核心需求之一。无论是分析销售额的月度增长、用户活跃的变化趋势、库存 ...
2026-06-12在数字经济深度渗透的当下,消费者的购买行为已从过去的 “被动接受” 转变为 “主动决策”。流量红利消退、获客成本攀升、用户 ...
2026-06-12CDA三级认证是三个级别中的塔尖,全面考察数据战略、团队领导和复杂项目的综合能力。它所对应的《敏捷数据挖掘》教材,不再局限 ...
2026-06-12在游戏产业的商业逻辑中,付费玩家是支撑游戏生存与发展的核心支柱。行业普遍遵循 “二八定律”:20% 的付费玩家贡献了游戏 80% ...
2026-06-11【核心关键词】企业、定位、传统、产品、互联网、可视化、业务侧、数字化、结构化、数据分析、传统制造业、市场状态、发展空间 ...
2026-06-11 解读《CDA二级教材:量化策略分析(2025)》的全景结构与学习逻辑 ” CDA二级认证是企业招聘数据分析师时最常提及的证书门槛 ...
2026-06-11【核心关键词】药企、可视化、营销、分类、数据分析师、销售数据、业务人员、指导方向、分析报告、营销数据、营销医生 【专访摘 ...
2026-06-10在统计学分析、问卷调研、实验验证、业务复盘等场景中,卡方检验与 T 检验是应用最广泛的两类基础假设检验方法。前者专门处理分 ...
2026-06-10