Stock prediction, with the purpose of forecasting the future price trends of stocks, is crucial for maximizing profits from stock investments. While great research efforts have been devoted to exploiting deep neural networks for improved stock prediction, two major issues still exist in recent studies. First, the capture of long-range dependencies in time series is not sufficiently addressed. Second, the chaotic property of financial time series fundamentally lowers prediction performance. In this study, we propose a novel framework to address both issues regarding stock prediction. Specifically, in terms of transforming time series into complex networks, we convert market price series into graphs. Then, structural information, referring to associations among temporal points and the node weights, is extracted from the mapped graphs to resolve the problems regarding long-range dependencies and the chaotic property. We take graph embeddings to represent the associations among temporal points as the prediction model inputs. Node weights are used as a priori knowledge to enhance the learning of temporal attention. The effectiveness of our proposed framework is validated using real-world stock data, and our approach obtains the best performance among several state-of-the-art benchmarks. Moreover, in the conducted trading simulations, our framework further obtains the highest cumulative profits. Our results supplement the existing applications of complex network methods in the financial realm and provide insightful implications for investment applications regarding decision support in financial markets.


翻译:为了预测股票的未来价格趋势,对股票库存进行预测,对于尽量扩大股票投资的利润至关重要。虽然已经为利用深层神经网络改善股票预测投入了大量研究努力,但最近的研究中仍然存在两个主要问题。第一,在时间序列中捕获长期依赖性的问题没有得到充分处理。第二,财务时间序列的混乱性能从根本上降低了预测绩效。在本研究中,我们提出了一个解决股票预测这两个问题的新框架。具体地说,从时间序列转换为复杂的网络,我们将市场价格系列转换成图表。然后,从图表中提取了结构信息,涉及时间点和节点重量之间的关联,从图表中提取,以解决长期依赖性和混乱财产的问题。我们用图表嵌入各种时间点之间的关联作为预测模型投入。诺德权重是用来作为先天知识,以增进对时间关注的学习。我们拟议框架的有效性通过真实世界股票数据得到验证,我们的方法在几个最先进的基准中获得了最佳业绩。此外,在进行的最新贸易基准应用中,我们进行了最新的投资应用中,提供了对当前金融市场决策的影响。

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