آزمون نظریه آشوب و پیش‌بینی قیمت‌های آتی صنایع فراورده‌های نفتی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی صنایع دانشگاه صنعتی ارومیه

2 استادیار گروه مهندسی صنایع دانشگاه صنعتی ارومیه

3 استاد، گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی ارومیه

10.22084/aes.2020.17678.2753

چکیده

امروزه به‌خاطر قابلیت‌های نظریه‌های آشوب و شبکه‌ عصبی و به‌کارگیری این دو مدل در بازارهای مالی به‌خصوص بازار فراورده‌های نفتی موردتوجه خاصی قرار گرفته است. در این پژوهش، مقادیر قیمت روزانه سهام فراورده‌ نفتی ایران در طی آذر ماه 1386 تا خرداد ماه 1396 موردبررسی قرار گرفته است. با توجه به ماهیت غیرخطی داده‌های مالی، نظریه آشوب به‌منظور مطالعه میزان آشوبناکی سری زمانی مورداستفاده قرار گرفته است. نظریه آشوب بر مبنای نمای لیاپانف و بُعد فراکتالی به مطالعه سری‌های زمانی ناشی از سیستم‌های دینامیکی غیرخطی اقدام می‌کند. در نظریه آشوب ابتدا با استفاده از نمودارهای لیاپانف و سطح مقطع پوانکاره و اندازه‌گیری بُعد همبستگی امکان وجود آشوب در سری زمانی ارزش روزانه سهام فراورده نفتی ایران بررسی شده است. در ادامه، با استفاده از تخمین زمان تأخیر به‌دست‌آمده از روش میانگین اطلاعات متقابل و همچنین بُعد محاط با به‌کارگیری از الگوریتم نزدیک‌ترین همسایه‌های کاذب، نمودار لیاپانف ترسیم شده است. نتایج نمودارهای لیاپانف و سطح مقطع پوانکاره دلالت بر وجود آشوب در سری زمانی تحت بررسی دارد. با توجه به اثبات آشوب در این سری زمانی، غیرخطی بودن آن نتیجه گرفته شد؛ بنابراین، برای پیش‌بینی قیمت‌های آتی سهام فراورده نفتی کشور یک شبکه عصبی مناسب طراحی و بهترین الگو انتخاب گردید و آن با ضریب همبستگی 0.99 حاکی از دقت خوب در مدل‌سازی قیمت این صنایع دارد و می‌تواند جهت پیش‌بینی قیمت آتی آن مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Chaos theory and predict future prices in the oil products

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Jozmaleki 1
  • rahim dabbagh 2
  • Sohrab Behnia 3
1 Master of Industrial Engineering, Urmia University of Technology
2 Assistant Professor of Industrial Engineering, Urmia University of Technology
3 Professor, Department of Physics, Urmia University of Technology
چکیده [English]

Today, special attention has been paid to the capabilities of chaos theories and neural networks and the application of these two models in financial markets, especially petroleum products. In this study, daily values ​​of stocks of Iranian petroleum products during December 2007 to June 2016 have been studied. Due to the nonlinear nature of financial data, chaos theory is used to study the chaotic amount of time series. The chaos theory based on Liapanov's exponent and fractal dimension studies the time series caused by nonlinear dynamic systems. In chaos theory, first, using the Lyapanov diagrams and the Poincaré surface of section map and measuring the correlation dimension, the possibility of chaos in time series of daily value of oil products in Iran is investigated. Then, the Lyapunov diagram is plotted using the delay time estimation obtained from the method of the average of mutual information and embedding dimension using the algorithm of the false nearest neighbors. The Lyapunov map and the Poincaré surface of section indicate a chaos in the investigated time series. According to the provocation of chaos in this time series, its nonlinearity was deduced. Therefore, a suitable neural network was designed and the best model was selected to predict the future prices of petroleum products stock with a correlation coefficient of 0.99831 and the error of the training data is 0.0012 and the error of the test data is 0.002 that indicating good accuracy in modeling the price of these industries and can be used to predict its future price.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chaos
  • Prediction
  • Artificial neural network
  • nonlinear dynamic systems
  • Time series