Predict the trend of stock prices using XCS based on genetic algorithms and reinforcement learning

Subject Areas : Financial Knowledge of Securities Analysis

Ahmad Reza Pakraei ¹

1 - مربی و عضو هیأت علمی گروه کامپیوتر ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد داراب، ایران

Received: 2016-04-09 Accepted : 2016-07-17 Published : 2017-06-22

Keywords: Prediction, Stock Price, Technical Analysis, XCS (eXtended Classifier Syste,

Abstract :

Developments for investigation in the area of artificial intelligence and machine learning, especially in the field of evolutionary computation  not only enabled us for having more effective analysis of data, but also providing the ability to use it for  understanding any underlying model of financial markets. Economists, statisticians, and finance teachers were always interested in the development and experiment of stock price behavioral models. XCS is a compound system of genetic algorithm and reinforcement learning, which has on-line interaction with the environment and the ability of learning from its own experience. In this study we will provide a model which predicts the movements of next day‘s stock price on one of the corporations in Tehran stock exchange based on historical data and different technical indicators by using XCS. Then, efficiency of the proposed model was measured in comparison with the random walk model. Results showed that the proposed model has more predicting accuracy in comparison with that random walk model

References:

*      اشهر، م. (1389). پیش‌بینی شاخص سهام با استفاده از الگوریتم پرواز پرندگان و مقایسه آن با مدل‌های سنتی رایج در بورس اوراق بهادار تهران. پایان نامة کارشناسی ارشد، دانشکدة مدیریت و اقتصاد دانشگاه یزد.

*      جهانخانی، ع.، عبده تبریزی، ح. (1372). نظریه بازار کارای سرمایه . تحقیقات مالی،1 (1):23-7.

*      حسن زاده، س. (1388). پیش‌بینی قیمت سهام با استفاده از برنامه‌ریزی ژنتیک. پایان نامة کارشناسی ارشد، دانشکدة مدیریت واقتصاد دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

*      حسینی، م. ( 1388). پیش بینی قیمت سهام با استفاده از شبکه‌های عصبی (مطالعة مورد ی: بازار        بورس شیراز). پایان نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.

*      حقیقی، م.، مشتاقی یزدانی، ن. و معتمدزاده، ح. (1392). پیش بینی ورشکستگی سهام شرکت های        حاضر در  بورس با استفاده از سیستم های طبقه بند (XCS) توسعه یافته، اولین همایش ملی مهندسی کسب و کار، کرمان.

*      سینایی، ح.، مرتضوی، س. و تیموری اصل، ی. (1384). پیش بینی شاخص بورس اوراق بهادار با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی. بررسی‌های حسابداری و حسابرسی، 12(41): 83-59.

*      عبادی، ا. ( 1388 ). پیش‌بینی شاخص کل قیمت سهام در بازار بورس تهران با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی. پایان نامة کارشناسی ارشد. دانشکدة اقتصاد و علوم اجتماعی دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

*      فلاح پور، س.، گل ارزی، غ. و فتوره چیان، ن. (1392). پیش بینی روند حرکتی قیمت سهام با استفاده از ماشین بردارپشتیبان برپایة الگوریتم ژنتیک در بورس اوراق بهادار تهران. تحقیقات مالی، 15 (2): 288-269.

*      کنی، ا. ع. (1383). مبانی تحلیل تکنیکی بازار سرمایه. تهران.

*      منجمی، س.ا.، ابزری، م. و رعیتی شوازی، ع. (1388). پیش بینی قیمت سهام در بازار بورس اوراق بهادار با استفاده ازشبکة عصبی فازی و الگوریتم های ژنتیک و مقایسة آن با شبکة عصبی مصنوعی. فصلنامة اقتصاد مقداری، 6(3):26-1.

*      نبوی‌چاشمی، ع.، حسن‌زاده، آ. (1390). بررسی کارایی شاخص MA در تحلیل تکنیکال در پیش بینی     قیمت سهام. فصلنامۀ دانش مالی تحلیل اوراق بهادار، 5(5): 105-83.

*      نیکواقبال، ع.، گندلی علیخانی، ن. و نادری، ا. (1393). ارزیابی مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی ایستا و پویا در پیش‌بینی قیمت سهام. فصلنامۀ دانش مالی تحلیل‌اوراق بهادار، 7(6): 91-77.

*      هاشمی، ا. ( 1389 ). تأثیر فاکتورهای رفتاری بر پیش‌بینی قیمت سهام با استفاده از مدل شبکه‌های عصبی رگرسیونی و جلوسو (مورد مطالعه: سهام ده شرکت تشکیل دهندة شاخص داوجونز. پایان نامة کارشناسی ارشد، دانشکدة صنایع دانشگاه علم و فرهنگ، تهران.

*      Bodie, Z., Kane, A., Marcus, A. J. (1998).Investments (3rd Ed.). Boston, Mass.Irwin/McGraw Hill Companies, Chapter 12 market efficiency.

*      Burton, M. (1999). A Random Walk Down Wall Street, New York, itd. Norton.

*      Butz, M. V., Wilson, S. W. (2001). An algorithmic description of XCS. In P. L. Lanzi,    W. Stolzmann, and S.W. Wilson, S. (1995). Classifier Fitness Based on Accuracy.     Evolutionary Computation, (3)2, 149-175.

*      Chen, M. C., Lin, C. L., Chen, A. P. (2007). Constructing a dynamic stockportfolio       decisionmaking assistance model: using the Taiwan 50 Index constituentsas an    example.

*      Chen, P., Chen, M. Y. (2005). Integration extended classifier system and knowledge extraction model for financial investment prediction: An empirical study. Taiwan, Institute of Information Management, National Chiao Tung University.

*      Choudhry, R., Garg, K. (2008). A Hybrid Machine Learning System for Stock Market Forecasting. World Academy of Science, Engineering and Technology. 4, 315 –318.

*      Fama, E. F. (1970). Efficient Capital Markets: A Review of Theory and Empirical       Work.The Journal of Finance 25(2): 383-417.

*      Holland, J. (1975). Adaptation in Natural and Artificial Systems, University of Michigan Press, Ann Arbor, Mich, USA.

*      Kalyvas, E. (2001). Using Neural Networks and Genetic Algorithms to Predict Stock MarketReturns. Master's Thesis, University of Manchester.

*      23. Kendall, M. G. (1953). The Analysis of Economic Time Series, Part I. Prices. Journal of       the Royal Statistical Society (96), 11-25.

*      Lo, Andrew W., Mackinlay, A. C.  (2002) A Non-Random Walk Down Wall Street.5th (Ed.) Princeton, Princeton University, 4-47.

*      Mandelbrot, B. (1966). Forecasts of future prices, unbiased markets and martingale, models, Journal of Business, (39), 242-255.

*      Samuelson, P.A. (1965).Proof that properly anticipated prices fluctuate randomly.Industrial Management Review, (6), 41-49.

*      Schulenburg, S., Ross, p. (2001). Strength and Money: An LCS Approach to Increasing             Returns. Pier Luca Lanzi, Wolfgang Stolzmann, and Stewart W. Wilson, (Ed.). Advances in Learning Classifier Systems, volume 1996 of Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages Springer-Verlag, Berlin, 114–137.

*      Shah, V. H. (2007). Machine Learning Techniques for Stock Prediction. Foundations of Machine Learning, New York University.

*      Stone, C., Bull, L. (2004). Foreign Exchange Trading using a Learning Classifier System. Bristol United Kingdom: university of the West of England Bristol.

*      Tsaih, R. H. (1998). Forecasting S&P 500 stock index. Decision Support Systems, 161-              174.

*      Tsang, E. P.K., Jaramillo, S.M. (2004).Computational Finance. IEEE Computational Intelligence Society Newsletter.

*      Wilson, S.W.(1995) Classifier Fitness Based on Accuracy., Evolutionary Computation,3(2):149–175.