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
CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 STP模型(营销战略三步法) 定义: 现代营销战略核心框架,通过市场细分(S)、目标市场选择( ...
2026-09-18在互联网产品迭代、运营优化、界面改版与策略升级过程中,主观经验判断容易造成决策偏差、盲目改版、资源浪费等问题。AB实验(AB ...
2026-09-18 很多企业并不缺少指标,缺少的是让指标“串起来、动起来、用起来”的体系。零散指标像散落一地的珠子,指标体系则是那根把珠 ...
2026-09-18在电商行业精细化运营时代,流量红利逐步消退,粗放式投流、广撒网营销模式已无法适配市场竞争需求。依托用户点击、加购、收藏、 ...
2026-09-17在数据可视化与数据分析工作中,图表是将零散数据转化为直观业务规律的核心工具。不同图表拥有专属的数据逻辑与分析维度,能够从 ...
2026-09-17 很多数据分析师每天盯着GMV、DAU、转化率,但当被问到“哪些指标在所有行业都适用”“哪些指标只对电商有意义”“二者如何搭 ...
2026-09-17在企业数字化运营、业务流程管理与精细化管控体系中,流程运营是串联各项业务环节、保障工作落地、提升运转效率的核心载体。无论 ...
2026-09-16在数据分析与统计学研究中,卡方检验是分析分类变量关联性与差异性的重要方法,广泛应用于市场调研、行为统计、社会调查、商业数 ...
2026-09-16 很多数据分析师每天盯着GMV、DAU、转化率,但当被问到“什么是指标”“指标和维度有什么区别”“如何定义指标值的计算规则和 ...
2026-09-16CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 定义: 用户增长核心分析框架,刻画用户从接触产品到自发推荐的全生命周期,五个递进环节构建 ...
2026-09-15在数字化营销与精细化用户运营时代,企业传统的广撒网式营销模式成本高、转化率低,已无法适配精准商业竞争需求。客户画像作为大 ...
2026-09-15 很多数据分析师精通描述性统计,能熟练计算均值、中位数、标准差,但当被问到“用500个样本如何推断10万用户的真实满意度” ...
2026-09-15在MySQL数据库数据查询与数据分析中,GROUP BY与ORDER BY是使用频率极高的核心关键字。二者语法结构相似,常搭配使用,但核心功 ...
2026-09-14随着数字化治理、智慧运营、数字孪生技术的普及,数字体征成为衡量业务状态、系统运行、城市治理与企业经营健康度的核心体系。数 ...
2026-09-14 很多数据分析师沉迷于复杂的模型和算法,却忽略了数据分析的一项基础能力——描述性统计。事实上,大量商业分析问题,用描述 ...
2026-09-14在MySQL数据库运维与开发实践中,经常出现一种典型现象:数据库实际存储的数据量很小,数据表条数少、文件体积低,但服务器整体 ...
2026-09-11 很多数据分析师能熟练计算均值、标准差,但当被问到“总体和样本有什么区别”“参数和统计量有什么关系”“数据级别的高低如 ...
2026-09-11CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 定义: 将同一时间段内因具备相同属性或共同经历的用户划分为群体,分析其留存与生命周期价值 ...
2026-09-11在零售、商超、餐饮、线下门店等实体商业运营中,客流与销售额是衡量门店经营状态的两大核心指标。销售额是门店经营的最终结果, ...
2026-09-10在数据可视化体系中,柱形图是最基础、应用最广泛的图表类型,其中**累计柱形图(堆积柱状图)**是兼顾整体总量与内部结构的核心 ...
2026-09-10