搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于随机矩阵的金融网络模型

韩华 吴翎燕 宋宁宁

引用本文:
Citation:

基于随机矩阵的金融网络模型

韩华, 吴翎燕, 宋宁宁

Financial networks model based on random matrix

Han Hua, Wu Ling-Yan, Song Ning-Ning
PDF
导出引用
  • 随机矩阵理论运用于金融领域中研究金融相关系数矩阵的相关性,相关系数矩阵是网络构建中的关键因素,本文将随机矩阵理论与网络构建相结合,研究基于随机矩阵的金融网络模型. 本文选取上海证券市场的股票数据,将其中的股票数据分成四个阶段,基于随机矩阵理论,讨论金融相关系数矩阵和随机矩阵的特征值统计性质,并在此基础上对现有的去噪方法进行改进,建立更适合构建金融网络的相关系数矩阵,并构建金融网络模型. 然后,基于随机矩阵理论和网络的关键节点分析比较去噪前后的金融网络以及噪声网络,发现对网络去噪后仍保留了原始网络的关键重要的信息,而噪声信息对应的是原始网络中度比较小的节点所代表的信息. 最后,基于去噪网络,分析金融网络的拓扑结构,如最小生成树、模体和社团结构,发现改进后的金融网络的拓扑性质更加明显,结构更加紧密.
    Random matrix theory is applied to study the correlation between different financial correlation coefficient matrices in the financial field. Correlation coefficient matrix is a key factor for constructing a network. In this paper we relate the random matrix theory to the network construction to study the financial networks model in terms of the random matrix. We select the stock data of Shanghai stock market, and divide them into four stages. We discuss the statistical properties of eigenvalues in financial correlation coefficient matrix and random matrix based on the random matrix theory, and improve the existing denoising method to construct the correlation coefficient matrix and to make it more suitable for building financial networks. After that we can build the financial network model. Then we analyze and compare the original financial network, the denoising financial network and the noise financial network in terms of the random matrix theory and the key node of networks. It is found that the primary important information is still in the original network, and the noise information corresponds to the information which the nodes of small degree in the original network include. Finally we analyze the topological structure of the financial networks, such as the minimum spanning tree, the motif and community structure. We also find that the topological properties of the improved financial networks are more remarkable and the topological structure is more compact.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:71140015)和中央高校基本科研业务费(批准号:2013-Ia-007,2013-Ia-040)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.71140015), and the Fundamental Research Fund for the Central Universities of China (Grant No. 2013-Ia-007, 2013-Ia-040).
    [1]

    Li G H, Zhang H, Luo M K 2012 Chin. Phys. B 21 128901

    [2]

    Zhang X D, Liu X D, Zheng Y, Liu C 2013 Chin. Phys. B 22 030509

    [3]

    Li R, Yan P L, Chen J, Li J, Li J, Zhang K W, Zhong J X 2009 Acta Phys. Sin. 58 6703 (in Chinese) [李蓉, 颜平兰, 陈健, 李俊, 李金, 张凯旺, 钟建新 2009 物理学报 58 6703]

    [4]

    Xu Z X, Wang Y, Si H B, Feng Z M 2011 Acta Phys. Sin. 60 040501 (in Chinese) [徐赞新, 王钺, 司洪波, 冯振明 2011 物理学报 60 040501]

    [5]

    Laloux L, Cizeau P, Bouchaud J P, Potters M 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1468

    [6]

    Plerou V, Gopikrishnan P, Rosenow B, Amaral L A N, Guhr T, Stanley H E 2002 Phys. Rev. E 65 1

    [7]

    Sharifi S, Crane M, Shamaie A, Ruskin H 2004 Phys. A: Stats. and Theo. Phys. 335 629

    [8]

    Conlon T, Ruskin H J, Crane M 2007 Physics A 382 565

    [9]

    Namaki A, Jafari G R, Raei R 2011 Physics A 390 3020

    [10]

    Rojkova V, Khali Y, Elmaghraby A, Kantardzic M 2007 IEEE Int. Symp. on Sig. Proc. and Inform. Technol. Giza, December 15-17, 2007 p647

    [11]

    Feher K, Whelan J, Mueller S 2011 Stats. Appl. in Gene. and Mol. Biol. 10 44

    [12]

    Namaki A, Shirazi A H, Raei R, Jafari G R 2011 Phys. A 390 3835

    [13]

    Kumar S, Deo N 2012 Phys. Rev. E86 026101

    [14]

    Boginski V, Butenko S, Pardalos P 2005 Comput. Stats. and Dayta Anal. 48 431

    [15]

    Wang X F, Li X, Chen G R 2006 The. and Appl. of Comp. Net.(Beijing: Tsinghua University Press) p37 (in Chinese) [汪小帆李翔陈关荣 2006复杂网络理论及其应用(北京: 清华大学出版社)第37页]

    [16]

    Mantegna R N 1999 Eur. Phys. J. B 11 193

    [17]

    Shen-Orr S S, Milo R, Mangan S, Alon U 2002 Nat. Genet. 31 64

    [18]

    Milo R, Itzkovitz S, Kashtan N, Levitt R, Shen-Orr S 2008 Science 303 1538

    [19]

    Gulbahce N, Lehmanm S 2008 Bio. Ess. 30 934

    [20]

    Newman M E J, Girvan M 2004 Phys. Rev. E 69 026113

    [21]

    Han H, Liu W L, Wu L Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 168904 (in Chinese)[韩华, 刘婉璐, 吴翎燕 2013 物理学报 62 168904]

  • [1]

    Li G H, Zhang H, Luo M K 2012 Chin. Phys. B 21 128901

    [2]

    Zhang X D, Liu X D, Zheng Y, Liu C 2013 Chin. Phys. B 22 030509

    [3]

    Li R, Yan P L, Chen J, Li J, Li J, Zhang K W, Zhong J X 2009 Acta Phys. Sin. 58 6703 (in Chinese) [李蓉, 颜平兰, 陈健, 李俊, 李金, 张凯旺, 钟建新 2009 物理学报 58 6703]

    [4]

    Xu Z X, Wang Y, Si H B, Feng Z M 2011 Acta Phys. Sin. 60 040501 (in Chinese) [徐赞新, 王钺, 司洪波, 冯振明 2011 物理学报 60 040501]

    [5]

    Laloux L, Cizeau P, Bouchaud J P, Potters M 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1468

    [6]

    Plerou V, Gopikrishnan P, Rosenow B, Amaral L A N, Guhr T, Stanley H E 2002 Phys. Rev. E 65 1

    [7]

    Sharifi S, Crane M, Shamaie A, Ruskin H 2004 Phys. A: Stats. and Theo. Phys. 335 629

    [8]

    Conlon T, Ruskin H J, Crane M 2007 Physics A 382 565

    [9]

    Namaki A, Jafari G R, Raei R 2011 Physics A 390 3020

    [10]

    Rojkova V, Khali Y, Elmaghraby A, Kantardzic M 2007 IEEE Int. Symp. on Sig. Proc. and Inform. Technol. Giza, December 15-17, 2007 p647

    [11]

    Feher K, Whelan J, Mueller S 2011 Stats. Appl. in Gene. and Mol. Biol. 10 44

    [12]

    Namaki A, Shirazi A H, Raei R, Jafari G R 2011 Phys. A 390 3835

    [13]

    Kumar S, Deo N 2012 Phys. Rev. E86 026101

    [14]

    Boginski V, Butenko S, Pardalos P 2005 Comput. Stats. and Dayta Anal. 48 431

    [15]

    Wang X F, Li X, Chen G R 2006 The. and Appl. of Comp. Net.(Beijing: Tsinghua University Press) p37 (in Chinese) [汪小帆李翔陈关荣 2006复杂网络理论及其应用(北京: 清华大学出版社)第37页]

    [16]

    Mantegna R N 1999 Eur. Phys. J. B 11 193

    [17]

    Shen-Orr S S, Milo R, Mangan S, Alon U 2002 Nat. Genet. 31 64

    [18]

    Milo R, Itzkovitz S, Kashtan N, Levitt R, Shen-Orr S 2008 Science 303 1538

    [19]

    Gulbahce N, Lehmanm S 2008 Bio. Ess. 30 934

    [20]

    Newman M E J, Girvan M 2004 Phys. Rev. E 69 026113

    [21]

    Han H, Liu W L, Wu L Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 168904 (in Chinese)[韩华, 刘婉璐, 吴翎燕 2013 物理学报 62 168904]

  • [1] 刘敬鹄, 徐志浩. 随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化. 物理学报, 2024, 73(7): 077202. doi: 10.7498/aps.73.20231987
    [2] 孙延风, 王朝勇. 一种基于文本互信息的金融复杂网络模型. 物理学报, 2018, 67(14): 148901. doi: 10.7498/aps.67.20172490
    [3] 邱路, 贾天明, 杨会杰. 差分网络研究金融危机对行业的冲击. 物理学报, 2016, 65(19): 198901. doi: 10.7498/aps.65.198901
    [4] 郭静波, 汪韧. 交替寻优生成元素幅值结合混沌随机相位构造循环测量矩阵. 物理学报, 2015, 64(13): 130702. doi: 10.7498/aps.64.130702
    [5] 崔帅, 张晓娟, 方广有. 基于递归T矩阵的离散随机散射体散射特性研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154202. doi: 10.7498/aps.63.154202
    [6] 王鹿霞, 常凯楠. 异质结电荷转移的密度矩阵理论近似研究. 物理学报, 2014, 63(13): 137302. doi: 10.7498/aps.63.137302
    [7] 周漩, 张凤鸣, 李克武, 惠晓滨, 吴虎胜. 利用重要度评价矩阵确定复杂网络关键节点. 物理学报, 2012, 61(5): 050201. doi: 10.7498/aps.61.050201
    [8] 类成新, 冯东太, 吴振森. 掺杂对随机分布团簇粒子缪勒矩阵的影响. 物理学报, 2011, 60(11): 115202. doi: 10.7498/aps.60.115202
    [9] 徐赞新, 王钺, 司洪波, 冯振明. 基于随机矩阵理论的城市人群移动行为分析. 物理学报, 2011, 60(4): 040501. doi: 10.7498/aps.60.040501
    [10] 王高峡, 沈轶. 网络的模块矩阵及其社团结构指标. 物理学报, 2010, 59(2): 842-850. doi: 10.7498/aps.59.842
    [11] 类成新, 张化福, 刘汉法. 随机分布烟尘簇团粒子缪勒矩阵的数值计算. 物理学报, 2009, 58(10): 7168-7175. doi: 10.7498/aps.58.7168
    [12] 支蓉, 龚志强, 郑志海, 周磊. 基于矩阵理论的全球温度资料的尺度性研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2113-2120. doi: 10.7498/aps.58.2113
    [13] 李蓉, 颜平兰, 陈健, 李俊, 李金, 张凯旺, 钟建新. 随机矩阵理论在肺癌基因网络识别中的应用. 物理学报, 2009, 58(10): 6703-6708. doi: 10.7498/aps.58.6703
    [14] 王雅静, 李洪云, 薛艳丽, 王德华, 林圣路. 强场中NO分子回归谱的长程散射矩阵的理论研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6209-6213. doi: 10.7498/aps.56.6209
    [15] 常梅, 金亚秋. 随机非球形粒子全极化散射的时间相关Mueller矩阵解. 物理学报, 2002, 51(1): 74-83. doi: 10.7498/aps.51.74
    [16] 李先枢. 光学无源谐振腔的矩阵理论(柱坐标)(Ⅰ)——自洽场矩阵方程. 物理学报, 1983, 32(8): 990-1001. doi: 10.7498/aps.32.990
    [17] 陈仁术, 西门纪业. 扇形重叠场中三级离子轨迹理论(Ⅱ)——变换矩阵、刘维定理和转换矩阵. 物理学报, 1982, 31(6): 738-748. doi: 10.7498/aps.31.738
    [18] 郑兆勃. 无限次微扰理论的分块矩阵法证明. 物理学报, 1981, 30(7): 866-877. doi: 10.7498/aps.30.866
    [19] 语言识别组. 采用相关矩阵识别口呼数字的实验. 物理学报, 1976, 25(4): 352-354. doi: 10.7498/aps.25.352
    [20] 胡海昌. 弹性基礎上的连续樑的矩阵理论. 物理学报, 1953, 9(3): 183-191. doi: 10.7498/aps.9.183
计量
  • 文章访问数:  5809
  • PDF下载量:  770
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-17
  • 修回日期:  2014-03-27
  • 刊出日期:  2014-07-05

/

返回文章
返回