一文了解强化学习的商业应用2

在上一篇文章中，我着重于从计算和数学视角理解强化学习，以及我们在业务中使用算法时面临的挑战。

在本文中，我将探讨强化学习在交易中的应用。金融行业一直在探索人工智能和机器学习的应用，但金融风险让人们不愿这么做。近年来，传统的算法交易得到了发展，如今高计算能力的系统已经实现了任务的自动化，但交易员们仍然要负责制定交易决策。一个股票购买算法模型可能会基于一份估值和增长指标条件清单，来定义一个“买入”或“卖出”信号，然后由交易员定义的某些特定规则触发。

例如，这个算法可能很简单，只要在收盘时观察标准普尔指数比过去30天的高点还要高，就买入，或者该指数比过去30天的低点还低，就平仓。这些规则可以是趋势跟踪、反趋势或基于自然界的模式。不同的技术分析师不可避免地会对模式和确认条件有不同的定义。

为了使这种方法系统化，交易员必须指定精确的数学条件，以清楚地确定是否形成了头肩顶模式（译者注：头肩顶（Head & Shoulders Top）是股票价格和市场指数最为常见的倒转形态图表之一。头肩顶形态为典型的趋势反转形态，是在上涨行情接近尾声时的看跌形态，图形以左肩、头部、右肩及颈线构成[1]。），以及确定确认该模式的精确条件。

在当前金融市场的先进机器学习领域，我们可以看看在2017年10月亮相的EquBot公司的AI型交易所交易基金(AI-based Exchange Traded Funds  ETFs )。EquBot将这些ETFs 自动化，收集来自数千家美国公司的市场信息、超过100万个市场信号、季度新闻文章和社交媒体帖子。

一个给定的ETF可能会选择30到70家有很高市场升值机会的公司，它将从每笔交易中继续学习。另一个知名的市场参与者Horizons也推出了类似的主动AI全球ETF (Active AI Global ETF)，这款ETF利用包括交易员制定策略在内的监督机器学习技术开发而成。 使用监督学习方法，人工交易员帮助选择阈值、解释延迟、估计费用等等。

Fig1：使用监督学习技术的交易流程图（译者注：纸交易（paper trading），即在模拟账户中进行交易[2]。）

当然，如果要完全自动化，人工智能驱动的交易模型必须比预测价格做得更多。它需要一个基于规则的策略，将股票价格作为输入，然后决定是买入、卖出还是持有。

2018年6月，摩根士丹利(Morgan Stanley)任命宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的计算机科学家迈克尔•卡恩斯(Micheal Kearns)担任首席执行官，以扩大人工智能的应用。在接受彭博社采访时，卡恩斯博士指出，“虽然标准的机器学习模型对价格进行预测，但它们没有具体说明行动的最佳时间、交易的最佳规模或交易对市场的影响。” 他补充说：“通过强化学习，你正在学习如何预测你的行为对市场状况的影响。”

强化学习允许端到端优化和最大化回报。 至关重要的是，强化学习模型本身会调整参数，以使其接近最优结果。例如，我们可以想象，当下跌超过30%时，会产生巨大的负面回报，这迫使模型考虑使用另一个策略。我们也可以建立模拟来改善在关键情况下的反应。例如，我们可以在强化学习环境中模拟延迟，以便为模型生成负面激励。这种负面回报反过来又迫使模型学习应对延迟的变通方法。类似的策略允许模型随着时间的推移自动调整，不断地使其更强大和适应性更强。

Fig2：使用强化学习模型进行交易的流程图

在IBM，我们在DSX平台（IBM Data Science Experience （DSX））上建立了一个复杂的系统，利用强化学习的力量进行金融交易。该模型利用历史股票价格数据，通过在每一步中采用随机策略进行训练，并根据每笔交易的盈亏来计算回报函数。

“IBM数据科学体验平台（DSX）是一个企业数据科学平台，它为团队提供了最广泛的开源和数据科学工具，以满足任何技能需求，在多云环境中构建和部署任何地方的灵活性，以及更快地操作数据科学成果的能力。”

以下图表示了将强化学习方法与金融交易应用在一起的使用案例。

Fig3：强化学习交易模型

我们使用alpha指标(积极的投资回报,ROI)来衡量强化交易模型的表现，并根据代表市场整体走势的市场指数来评估投资的表现。最后，我们以一个简单的买入&持有策略模型和ARIMA-GARCH策略模型来进行模型评估对比。我们发现，该模型根据市场走势进行了非常精细的调节，甚至可以捕捉到头肩顶的模式，这些都是可以预示市场逆转的重要趋势。

强化学习可能并不适用于所有业务场景，但它捕捉金融交易微妙之处的能力肯定会显示出它的复杂性、威力和更大的潜力。

请继续关注我们在更多业务场景中测试强化学习的能力!

[1] 百度百科：

https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%B4%E8%82%A9%E9%A1%B6

[2] https://www.avatrade.cn/education/trading-for-beginners/paper-trading.html

原文标题：

Reinforcement Learning: The Business Use Case, Part 2

原文链接：

https://www.kdnuggets.com/2018/08/reinforcement-learning-business-use-case-part-2.html