这篇科学论文提出了一种新型的投资组合优化模型,使用改进的深钢筋学习算法。优化模型的目标函数是投资组合累积回报的期望和价值的加权总和。所提出的算法基于参与者 - 批判性架构,其中关键网络的主要任务是使用分位数回归学习投资组合累积返回的分布,而Actor网络通过最大化上述目标函数来输出最佳投资组合权重。同时,我们利用线性转换功能来实现资产短销售。最后,使用了一种称为APE-X的多进程方法来加速深度强化学习训练的速度。为了验证我们提出的方法,我们对两个代表性的投资组合进行了重新测试,并观察到这项工作中提出的模型优于基准策略。
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资产分配(或投资组合管理)是确定如何最佳将有限预算的资金分配给一系列金融工具/资产(例如股票)的任务。这项研究调查了使用无模型的深RL代理应用于投资组合管理的增强学习(RL)的性能。我们培训了几个RL代理商的现实股票价格,以学习如何执行资产分配。我们比较了这些RL剂与某些基线剂的性能。我们还比较了RL代理,以了解哪些类别的代理表现更好。从我们的分析中,RL代理可以执行投资组合管理的任务,因为它们的表现明显优于基线代理(随机分配和均匀分配)。四个RL代理(A2C,SAC,PPO和TRPO)总体上优于最佳基线MPT。这显示了RL代理商发现更有利可图的交易策略的能力。此外,基于价值和基于策略的RL代理之间没有显着的性能差异。演员批评者的表现比其他类型的药物更好。同样,在政策代理商方面的表现要好,因为它们在政策评估方面更好,样品效率在投资组合管理中并不是一个重大问题。这项研究表明,RL代理可以大大改善资产分配,因为它们的表现优于强基础。基于我们的分析,在政策上,参与者批评的RL药物显示出最大的希望。
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由于数据量增加,金融业的快速变化已经彻底改变了数据处理和数据分析的技术,并带来了新的理论和计算挑战。与古典随机控制理论和解决财务决策问题的其他分析方法相比,解决模型假设的财务决策问题,强化学习(RL)的新发展能够充分利用具有更少模型假设的大量财务数据并改善复杂的金融环境中的决策。该调查纸目的旨在审查最近的资金途径的发展和使用RL方法。我们介绍了马尔可夫决策过程,这是许多常用的RL方法的设置。然后引入各种算法,重点介绍不需要任何模型假设的基于价值和基于策略的方法。连接是用神经网络进行的,以扩展框架以包含深的RL算法。我们的调查通过讨论了这些RL算法在金融中各种决策问题中的应用,包括最佳执行,投资组合优化,期权定价和对冲,市场制作,智能订单路由和Robo-Awaring。
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More and more stock trading strategies are constructed using deep reinforcement learning (DRL) algorithms, but DRL methods originally widely used in the gaming community are not directly adaptable to financial data with low signal-to-noise ratios and unevenness, and thus suffer from performance shortcomings. In this paper, to capture the hidden information, we propose a DRL based stock trading system using cascaded LSTM, which first uses LSTM to extract the time-series features from stock daily data, and then the features extracted are fed to the agent for training, while the strategy functions in reinforcement learning also use another LSTM for training. Experiments in DJI in the US market and SSE50 in the Chinese stock market show that our model outperforms previous baseline models in terms of cumulative returns and Sharp ratio, and this advantage is more significant in the Chinese stock market, a merging market. It indicates that our proposed method is a promising way to build a automated stock trading system.
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本文介绍了用于交易单一资产的双重Q网络算法,即E-MINI S&P 500连续期货合约。我们使用经过验证的设置作为我们环境的基础,并具有多个扩展。我们的贸易代理商的功能不断扩展,包括其他资产,例如商品,从而产生了四种型号。我们还应对环境条件,包括成本和危机。我们的贸易代理商首先接受了特定时间段的培训,并根据新数据进行了测试,并将其与长期策略(市场)进行了比较。我们分析了各种模型与样本中/样本外性能之间有关环境的差异。实验结果表明,贸易代理人遵循适当的行为。它可以将其政策调整为不同的情况,例如在存在交易成本时更广泛地使用中性位置。此外,净资产价值超过了基准的净值,代理商在测试集中的市场优于市场。我们使用DDQN算法对代理商在金融领域中的行为提供初步见解。这项研究的结果可用于进一步发展。
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在我们的论文中,我们应用了深度加强学习方法,以优化投资组合管理中的投资决策。我们做出了几种创新,例如添加短机制并设计套利机制,并应用我们的模型来为几个随机选择的投资组合进行决策优化。实验结果表明,我们的模型能够优化投资决策,并有能力获得股票市场的超额回报,优化的代理在整个交易期间以固定价值维持资产权重,并以非常低的交易成本率交易。此外,我们还重新设计了用于计算持续交易过程中的投资组合资产权重的公式,这可以使杠杆交易填补了在短路时计算了组合重量的理论差距。
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近年来,许多定量金融领域的从业者试图使用深度强化学习(DRL)来建立更好的定量交易(QT)策略。然而,许多现有研究未能应对几个严重的挑战,例如非平稳财务环境以及在实际金融市场应用DRL时的偏见和差异权衡。在这项工作中,我们提出了Safe-Finrl,这是一种基于DRL的新型高FREQ股票交易策略,该策略通过近部财务环境以及低偏差和差异估算而增强。我们的主要贡献是双重的:首先,我们将漫长的财务时间序列分为近乎固定的短期环境;其次,我们通过将一般反探测器纳入软批评者中,在近部财务环境中实施Trace-SAC。对加密货币市场的广泛实验表明,避风势范围提供了稳定的价值估计,并稳定的政策改善,并在近部财务环境中显着降低了偏见和差异。
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本文提出了基于深度Q学习的金融投资组合交易深增强学习算法。该算法能够从任何大小的横截面数据集交易高维投资组合,其可以包括资产中的数据间隙和非唯一历史长度。我们通过对每种环境的一个资产进行采样,在每种环境中对所有环境进行投资来顺序设置环境,并通过“资产集合”的平均返回,从而奖励资产的退货和现金预订。这强制执行代理以战略性地将资本分配给其预测以上平均值的资产。我们在采样外部分析中应用我们的方法,以48美国股票的组合设置,在股票中的数量和交易成本水平中,在十辆高达500股的股票数量上变化。平均优势算法通过仅为所有投资组合使用一个超参数设置,通过大型边距所考虑被动和活动基准投资策略。
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The stock market prediction has been a traditional yet complex problem researched within diverse research areas and application domains due to its non-linear, highly volatile and complex nature. Existing surveys on stock market prediction often focus on traditional machine learning methods instead of deep learning methods. Deep learning has dominated many domains, gained much success and popularity in recent years in stock market prediction. This motivates us to provide a structured and comprehensive overview of the research on stock market prediction focusing on deep learning techniques. We present four elaborated subtasks of stock market prediction and propose a novel taxonomy to summarize the state-of-the-art models based on deep neural networks from 2011 to 2022. In addition, we also provide detailed statistics on the datasets and evaluation metrics commonly used in the stock market. Finally, we highlight some open issues and point out several future directions by sharing some new perspectives on stock market prediction.
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股票交易策略在投资公司中起着至关重要的作用。但是,在复杂而动态的股票市场中获得最佳策略是一项挑战。我们探索了深入学习的潜力,以优化股票交易策略,从而最大程度地提高投资回报。选择30个股票作为我们的贸易股票,其日用价格被用作培训和交易市场环境。我们培训一个深入的增强学习代理,并获得自适应交易策略。评估了代理商的绩效,并将其与道琼斯工业平均水平和传统的最小变化投资组合分配策略进行了比较。拟议的深钢筋学习方法显示出在夏普比和累积回报方面都优于两个基准。
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The high emission and low energy efficiency caused by internal combustion engines (ICE) have become unacceptable under environmental regulations and the energy crisis. As a promising alternative solution, multi-power source electric vehicles (MPS-EVs) introduce different clean energy systems to improve powertrain efficiency. The energy management strategy (EMS) is a critical technology for MPS-EVs to maximize efficiency, fuel economy, and range. Reinforcement learning (RL) has become an effective methodology for the development of EMS. RL has received continuous attention and research, but there is still a lack of systematic analysis of the design elements of RL-based EMS. To this end, this paper presents an in-depth analysis of the current research on RL-based EMS (RL-EMS) and summarizes the design elements of RL-based EMS. This paper first summarizes the previous applications of RL in EMS from five aspects: algorithm, perception scheme, decision scheme, reward function, and innovative training method. The contribution of advanced algorithms to the training effect is shown, the perception and control schemes in the literature are analyzed in detail, different reward function settings are classified, and innovative training methods with their roles are elaborated. Finally, by comparing the development routes of RL and RL-EMS, this paper identifies the gap between advanced RL solutions and existing RL-EMS. Finally, this paper suggests potential development directions for implementing advanced artificial intelligence (AI) solutions in EMS.
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强化学习(RL)技术在许多具有挑战性的定量交易任务(例如投资组合管理和算法交易)中取得了巨大的成功。尤其是,由于金融市场的盘中行为反映了数十亿个快速波动的首都,所以盘中交易是最有利可图和风险的任务之一。但是,绝大多数现有的RL方法都集中在相对较低的频率交易方案(例如日级),并且由于两个主要挑战而无法捕获短暂的盘中投资机会:1)如何有效地培训额外的RL额外的RL代理,以供日盘培训。投资决策,涉及高维良好的动作空间; 2)如何学习有意义的多模式市场表示,以了解tick级金融市场的盘中行为。在专业人类盘中交易者的有效工作流程中,我们提出了DeepScalper,这是一个深入的加强学习框架,用于解决上述挑战。具体而言,DeepScalper包括四个组成部分:1)针对行动分支的决斗Q-Network,以应对日内交易的大型动作空间,以进行有效的RL优化; 2)带有事后奖励的新型奖励功能,以鼓励RL代理商在整个交易日的长期范围内做出交易决策; 3)一个编码器架构架构,用于学习多模式的临时市场嵌入,其中既包含宏观级别和微型市场信息; 4)在最大化利润和最小化风险之间保持惊人平衡的风险意识辅助任务。通过对六个金融期货的三年来真实世界数据的广泛实验,我们证明,在四个财务标准方面,DeepScalper显着优于许多最先进的基线。
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本文解决了当参与需求响应(DR)时优化电动汽车(EV)的充电/排放时间表的问题。由于电动汽车的剩余能量,到达和出发时间以及未来的电价中存在不确定性,因此很难做出充电决定以最大程度地减少充电成本,同时保证电动汽车的电池最先进(SOC)在内某些范围。为了解决这一难题,本文将EV充电调度问题制定为Markov决策过程(CMDP)。通过协同结合增强的Lagrangian方法和软演员评论家算法,本文提出了一种新型安全的非政策钢筋学习方法(RL)方法来解决CMDP。通过Lagrangian值函数以策略梯度方式更新Actor网络。采用双重危机网络来同步估计动作值函数,以避免高估偏差。所提出的算法不需要强烈的凸度保证,可以保证被检查的问题,并且是有效的样本。现实世界中电价的全面数值实验表明,我们提出的算法可以实现高解决方案最佳性和约束依从性。
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在包装交付,交通监控,搜索和救援操作以及军事战斗订婚等不同应用中,对使用无人驾驶汽车(UAV)(无人机)的需求越来越不断增加。在所有这些应用程序中,无人机用于自动导航环境 - 没有人类互动,执行特定任务并避免障碍。自主无人机导航通常是使用强化学习(RL)来完成的,在该学习中,代理在域中充当专家在避免障碍的同时导航环境。了解导航环境和算法限制在选择适当的RL算法以有效解决导航问题方面起着至关重要的作用。因此,本研究首先确定了无人机导航任务,并讨论导航框架和仿真软件。接下来,根据环境,算法特征,能力和不同无人机导航问题的应用程序对RL算法进行分类和讨论,这将帮助从业人员和研究人员为其无人机导航使用情况选择适当的RL算法。此外,确定的差距和机会将推动无人机导航研究。
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智能能源网络提供了一种有效的手段,可容纳可变可再生能源(例如太阳能和风能)的高渗透率,这是能源生产深度脱碳的关键。但是,鉴于可再生能源以及能源需求的可变性,必须制定有效的控制和能源存储方案来管理可变的能源产生并实现所需的系统经济学和环境目标。在本文中,我们引入了由电池和氢能存储组成的混合储能系统,以处理与电价,可再生能源生产和消费有关的不确定性。我们旨在提高可再生能源利用率,并最大程度地减少能源成本和碳排放,同时确保网络内的能源可靠性和稳定性。为了实现这一目标,我们提出了一种多代理的深层确定性政策梯度方法,这是一种基于强化的基于强化学习的控制策略,可实时优化混合能源存储系统和能源需求的调度。提出的方法是无模型的,不需要明确的知识和智能能源网络环境的严格数学模型。基于现实世界数据的仿真结果表明:(i)混合储能系统和能源需求的集成和优化操作可将碳排放量减少78.69%,将成本节省的成本储蓄提高23.5%,可续订的能源利用率比13.2%以上。其他基线模型和(ii)所提出的算法优于最先进的自学习算法,例如Deep-Q网络。
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强化学习和最近的深度增强学习是解决如Markov决策过程建模的顺序决策问题的流行方法。问题和选择算法和超参数的RL建模需要仔细考虑,因为不同的配置可能需要完全不同的性能。这些考虑因素主要是RL专家的任务;然而,RL在研究人员和系统设计师不是RL专家的其他领域中逐渐变得流行。此外,许多建模决策,例如定义状态和动作空间,批次的大小和批量更新的频率以及时间戳的数量通常是手动进行的。由于这些原因,RL框架的自动化不同组成部分具有重要意义,近年来它引起了很多关注。自动RL提供了一个框架,其中RL的不同组件包括MDP建模,算法选择和超参数优化是自动建模和定义的。在本文中,我们探讨了可以在自动化RL中使用的文献和目前的工作。此外,我们讨论了Autorl中的挑战,打开问题和研究方向。
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Global power systems are increasingly reliant on wind energy as a mitigation strategy for climate change. However, the variability of wind energy causes system reliability to erode, resulting in the wind being curtailed and, ultimately, leading to substantial economic losses for wind farm owners. Wind curtailment can be reduced using battery energy storage systems (BESS) that serve as onsite backup sources. Yet, this auxiliary role may significantly hamper the BESS's capacity to generate revenues from the electricity market, particularly in conducting energy arbitrage in the Spot market and providing frequency control ancillary services (FCAS) in the FCAS markets. Ideal BESS scheduling should effectively balance the BESS's role in absorbing onsite wind curtailment and trading in the electricity market, but it is difficult in practice because of the underlying coordination complexity and the stochastic nature of energy prices and wind generation. In this study, we investigate the bidding strategy of a wind-battery system co-located and participating simultaneously in both the Spot and Regulation FCAS markets. We propose a deep reinforcement learning (DRL)-based approach that decouples the market participation of the wind-battery system into two related Markov decision processes for each facility, enabling the BESS to absorb onsite wind curtailment while simultaneously bidding in the wholesale Spot and FCAS markets to maximize overall operational revenues. Using realistic wind farm data, we validated the coordinated bidding strategy for the wind-battery system and find that our strategy generates significantly higher revenue and responds better to wind curtailment compared to an optimization-based benchmark. Our results show that joint-market bidding can significantly improve the financial performance of wind-battery systems compared to individual market participation.
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As an efficient way to integrate multiple distributed energy resources and the user side, a microgrid is mainly faced with the problems of small-scale volatility, uncertainty, intermittency and demand-side uncertainty of DERs. The traditional microgrid has a single form and cannot meet the flexible energy dispatch between the complex demand side and the microgrid. In response to this problem, the overall environment of wind power, thermostatically controlled loads, energy storage systems, price-responsive loads and the main grid is proposed. Secondly, the centralized control of the microgrid operation is convenient for the control of the reactive power and voltage of the distributed power supply and the adjustment of the grid frequency. However, there is a problem in that the flexible loads aggregate and generate peaks during the electricity price valley. The existing research takes into account the power constraints of the microgrid and fails to ensure a sufficient supply of electric energy for a single flexible load. This paper considers the response priority of each unit component of TCLs and ESSs on the basis of the overall environment operation of the microgrid so as to ensure the power supply of the flexible load of the microgrid and save the power input cost to the greatest extent. Finally, the simulation optimization of the environment can be expressed as a Markov decision process process. It combines two stages of offline and online operations in the training process. The addition of multiple threads with the lack of historical data learning leads to low learning efficiency. The asynchronous advantage actor-critic with the experience replay pool memory library is added to solve the data correlation and nonstatic distribution problems during training.
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近年来,使用人工智能创造了广泛的投资模式。人工智能自动交易可以扩大交易方式的范围,例如通过授权每天24小时运行的能力以及以高频交易的能力。如果可以充分考虑过去的数据,也可以预期自动交易比使用更多信息交易。在本文中,我们提出了一种基于深度加强学习模型的投资代理,这是一个人工智能模型。该模型考虑了实际交易中涉及的交易成本,并在很长一段时间内创建交易的框架,以便它可以在单一贸易上进行大量利润。在这样做时,它可以最大限度地提高利润,同时保持交易成本低。此外,考虑到实际操作,我们使用在线学习,以便系统可以通过不断更新最新的在线数据而不是使用静态数据来继续学习。这使得可以通过始终纳入当前的市场趋势信息来贸易非静止金融市场。
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我们探索在线感应转移学习,通过由高斯混合模型隐藏的加工单元形成的径向基函数网络转移到直接,经常性的加固学习剂。该代理商在实验中进行工作,交易主要的现货市场货币对,我们准确地占交易和资金成本。这些利润和损失来源,包括货币市场发生的价格趋势,通过二次实用程序向代理商提供,他们将直接学习瞄准职位。我们通过学习在在线转移学习背景下瞄准风险职位之前提前改进工作。我们的代理商实现了0.52的年度组合信息比例,复合返回率为9.3%,净的执行和资金成本,超过7年的测试集;尽管在交易成本在统计上最贵的价格是最昂贵的,但仍然迫使模型在5点在5点在5月5日的交易日结束。
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