人工智能大模型量化炒股项目模块设计

卢小林老师

于 2025-06-02 11:27:27 发布

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：人工智能

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/codau/article/details/148379979

一、行情数据模块设计

（一）数据接入层

实时行情数据源
- 国内 A 股：接入万得实时行情 API（延迟≤100ms），订阅 1000 + 核心股票 Tick 数据
- 港股 / 美股：通过富途证券 API 获取 Level-2 行情，支持 5 档买卖盘实时展示
- 指数数据：同步沪深 300、中证 500、恒生指数等 15 个核心指数的成分股权重及实时点位
数据采集服务
- 部署架构：采用 Kafka 集群构建消息队列，3 个数据采集节点分布式拉取数据
- 采集频率：
  - 股票行情：5 秒 / 次（交易时段），1 分钟 / 次（非交易时段）
  - 新闻资讯：实时推送（基于 WebSocket 协议）
  - 财务数据：T+1 更新（上市公司财报发布后自动抓取）

（二）数据处理层

清洗与标准化

python

运行

# 股价异常值处理示例  
def handle_outliers(df):  
    z_scores = np.abs((df['price'] - df['price'].mean()) / df['price'].std())  
    df['price'] = np.where(z_scores > 3, np.nan, df['price'])  # 超过3σ视为异常值  
    df['price'] = df['price'].interpolate(method='time')  # 线性插值填充缺失值  
    return df

文本清洗：去除 HTML 标签、特殊符号，繁体转简体（使用 OpenCC 库）

特征工程
- 技术指标：计算 MA (5/10/20)、MACD、KDJ、RSI 等 20 项指标（基于 TA-Lib 库）
- 波动率特征：计算 5 分钟 / 日 / 周波动率，历史波动率与隐含波动率差值
- 量价关系：成交量加权平均价格 (VWAP)、量比 (OBV) 等

（三）数据存储方案

时序数据库
- 选型：InfluxDB 集群（3 节点）
- 存储策略：
  - 实时行情：保留最近 1 个月的分钟级数据，历史数据按日聚合存储
  - 指标计算结果：保留最近 3 年的日线级数据
文档数据库
- 选型：MongoDB 分片集群（3 分片 + 2 仲裁节点）
- 存储内容：
  - 新闻资讯：结构化存储（标题、正文、发布时间、情感分数、关键词）
  - 财务报表：按公司代码 + 报告期组织（资产负债表、利润表、现金流量表）

二、量化策略模块设计

（一）信号生成引擎

多因子模型

因子库：包含技术因子（60%）、基本面因子（25%）、舆情因子（15%）三大类
因子权重：动态调整（每周基于 IC_IR 值重新优化）

信号生成逻辑：

python

运行

def generate_signal(stock_data, factor_weights):  
    # 计算各因子得分  
    tech_score = calculate_technical_factor(stock_data)  
    fund_score = calculate_fundamental_factor(stock_data)  
    sentiment_score = calculate_sentiment_factor(stock_data)  
    
    # 加权汇总  
    total_score = (tech_score * factor_weights['tech'] +  
                  fund_score * factor_weights['fund'] +  
                  sentiment_score * factor_weights['sentiment'])  
                   
    # 生成信号（-1=卖出，0=持有，1=买入）  
    if total_score > upper_threshold:  
        return 1  
    elif total_score < lower_threshold:  
        return -1  
    else:  
        return 0

事件驱动策略
- 事件类型：政策发布、财报披露、高管增持 / 减持、重大合同签订等 12 类
- 影响评估：基于 Ollama 知识图谱计算事件对个股的影响分值（0-10 分）
- 响应机制：
  - 一级事件（影响分值≥8）：立即生成交易信号（优先级高于因子模型）
  - 二级事件（5≤分值 < 8）：调整因子模型权重（相关因子权重提升 30%）

（二）策略回测系统

回测引擎

时间粒度：支持分钟级、日级回测
交易成本模型：考虑佣金（0.03%）、印花税（0.1%）、滑点（0.2%）

风险指标计算：

python

运行

def calculate_risk_metrics(returns):  
    # 计算年化收益率  
    annual_return = np.mean(returns) * 252  
    
    # 计算最大回撤  
    cumulative = (1 + returns).cumprod()  
    peak = cumulative.cummax()  
    drawdown = (cumulative - peak) / peak  
    max_drawdown = np.min(drawdown)  
    
    # 计算夏普比率  
    sharpe_ratio = annual_return / (np.std(returns) * np.sqrt(252))  
    
    return {  
        'annual_return': annual_return,  
        'max_drawdown': max_drawdown,  
        'sharpe_ratio': sharpe_ratio  
    }

结果可视化
- 收益曲线：对比策略收益与基准收益（如沪深 300）
- 月度收益热力图：直观展示策略在不同市场环境下的表现
- 风险指标仪表盘：包含胜率、盈亏比、换手率等 15 项指标

三、AI 模型模块设计

（一）LSTM 预测模型

网络架构
- 输入层：14 个特征（包含 5 个技术指标、3 个量价关系指标、6 个基本面指标）
- 隐藏层：3 层 LSTM（每层 128 个神经元）+ 2 层 Dropout（比率 0.3）
- 输出层：全连接层（预测未来 1/3/5 个交易日收盘价）

训练流程

数据预处理：

python

运行

def create_sequences(data, seq_length):  
    X, y = [], []  
    for i in range(len(data) - seq_length):  
        X.append(data[i:i+seq_length])  
        y.append(data[i+seq_length, 0])  # 预测收盘价  
    return np.array(X), np.array(y)

优化器：Adam（学习率 0.001，衰减率 0.9）
损失函数：均方误差（MSE）+ 方向准确率（Directional Accuracy）

（二）Ollama 知识图谱

实体关系
- 实体类型：
  - 公司实体：全部 A 股上市公司（约 5000 家）
  - 行业实体：申万一级行业（31 个）
  - 概念实体：如 "新能源汽车"" 芯片 ""人工智能" 等 200 + 概念
  - 政策实体：国家及各部委发布的政策文件（已收录 2000 + 条）
- 关系类型：
- 图片

推理机制

事件传导路径：政策发布→行业影响评估→公司业务关联度分析→财务指标预测

影响评分算法：

python

运行

def calculate_event_impact(event, company):  
    # 获取事件与行业的关联度  
    industry_impact = knowledge_graph.query(  
        f"MATCH (e:Event)-[r:AFFECTS]->(i:Industry) WHERE e.id={event.id} RETURN r.score"  
    )  
    
    # 获取公司在行业中的权重  
    company_weight = knowledge_graph.query(  
        f"MATCH (i:Industry)-[r:CONTAINS]->(c:Company) WHERE c.code={company.code} RETURN r.weight"  
    )  
    
    # 计算事件对公司的直接影响  
    direct_impact = industry_impact * company_weight * event.severity  
    
    # 考虑间接影响（如供应链关系）  
    indirect_impact = calculate_indirect_impact(event, company)  
    
    return direct_impact + indirect_impact

四、交易执行模块设计

（一）券商接口层

API 适配器

支持券商：华泰证券、东方财富、中信证券、富途证券（覆盖 90% 市场份额）

接口统一化：

python

运行

class BrokerAdapter:  
    def __init__(self, broker_type):  
        if broker_type == 'huatai':  
            self.adapter = HuataiAPI()  
        elif broker_type == 'eastmoney':  
            self.adapter = EastMoneyAPI()  
        # 其他券商实现...  
        
    def place_order(self, symbol, direction, amount, price=None):  
        return self.adapter.place_order(symbol, direction, amount, price)  
        
    def get_balance(self):  
        return self.adapter.get_balance()  
        
    def get_positions(self):  
        return self.adapter.get_positions()

交易协议
- 下单接口：支持市价单、限价单、止损单、止盈单
- 订单状态：返回订单生命周期（提交中→已报→已成→已撤）
- 错误处理：定义 20 种交易错误码（如资金不足、股票停牌、超出涨跌停限制）

（二）智能交易引擎

订单执行策略
- 时间加权平均价格（TWAP）：将大单拆分为小单，按时间均匀分布成交
- 成交量加权平均价格（VWAP）：根据市场成交量动态调整下单速度
- 冰山订单：隐藏真实订单规模，每次只显示部分数量
交易风控
- 单笔交易限制：最大下单金额≤账户总资产的 5%
- 单日交易限制：累计交易金额≤账户总资产的 30%
- 交易频率限制：同一股票 10 分钟内最多交易 1 次

五、风险控制模块设计

（一）实时监控系统

监控指标

类别	指标名称	预警阈值	处理措施
市场风险	沪深 300 波动率	>30%	降低整体仓位至 50%
持仓风险	单一股票集中度	>30%	自动减仓至 20%
策略风险	连续亏损次数	≥5 次	暂停策略执行，触发人工复核
系统风险	API 响应超时率	>15%	切换至备用服务器

监控频率
- 实时指标：每秒更新（如 API 响应时间）
- 策略指标：每分钟计算（如组合收益、风险敞口）
- 市场指标：每 5 分钟采集（如行业波动率、北向资金流向）

（二）风险应对机制

自动化处理

python

运行

def risk_response_engine(monitor_data):  
    # 市场风险应对  
    if monitor_data['market_volatility'] > 30%:  
        reduce_position(target_ratio=0.5)  
        
    # 持仓风险应对  
    for stock, concentration in monitor_data['position_concentration'].items():  
        if concentration > 0.3:  
            adjust_position(stock, target_ratio=0.2)  
            
    # 系统风险应对  
    if monitor_data['api_timeout_rate'] > 0.15:  
        switch_to_backup_server()

人工干预流程
- 预警升级：当同一风险指标连续 3 次触发阈值时，自动升级为橙色预警
- 决策流程：
  流程
```
风险预警 → 系统自动处理 → 人工复核（15分钟内） → 确认处理结果 → 记录风险事件  
```

六、用户界面设计

（一）移动端 UI 设计

首页看板

布局结构：

plaintext

+-------------------+  
| 搜索栏            |  
+-------------------+  
| 市场概览          |  
| 指数行情          |  
+-------------------+  
| 我的持仓          |  
| 收益曲线          |  
+-------------------+  
| AI推荐股票        |  
| 买入信号列表      |  
+-------------------+  
| 财经要闻          |  
| 重要公告          |  
+-------------------+

交互设计：
- 下拉刷新：更新实时行情数据
- 左右滑动：切换不同市场（A 股 / 港股 / 美股）
- 点击股票：进入详情页

交易详情页

信息展示：

plaintext

+-------------------+  
| 股票名称/代码     |  
| 当前价格/涨跌幅   |  
+-------------------+  
| K线图（可切换周期）|  
+-------------------+  
| 技术指标          |  
| 买卖五档          |  
+-------------------+  
| AI信号分析        |  
| 看多/看空理由     |  
+-------------------+  
| 交易操作区        |  
| 买入/卖出按钮     |  
+-------------------+

特色功能：
- 智能下单：根据账户余额自动计算可买数量
- 条件单：设置价格触发条件（如跌到 XX 元自动买入）

（二）Web 管理后台设计

策略管理页面

功能区域：

plaintext

+-------------------+  
| 策略列表          |  
| 筛选/排序         |  
+-------------------+  
| 策略详情          |  
| 参数配置          |  
+-------------------+  
| 回测结果          |  
| 收益曲线          |  
+-------------------+  
| 实盘表现          |  
| 风险指标          |  
+-------------------+

高级功能：
- 策略回测：支持多周期回测（如 2015-2016 股灾、2020 疫情期间）
- 参数优化：自动搜索最优参数组合（如 MA 均线的最佳周期）

用户分析页面

数据可视化：

plaintext

+-------------------+  
| 用户增长趋势      |  
| 注册渠道分布      |  
+-------------------+  
| 活跃用户分析      |  
| 留存率曲线        |  
+-------------------+  
| 用户画像          |  
| 资产规模分布      |  
+-------------------+  
| 交易行为分析      |  
| 策略使用偏好      |  
+-------------------+

导出功能：支持导出 CSV 格式用户分析报告

七、系统部署设计

（一）云服务架构

基础设施
- 云服务商：阿里云（主）+ 腾讯云（备）
- 计算资源：
  - 应用服务器：8 核 16G×10 台（3 台 Web 服务，4 台 API 服务，3 台 AI 推理服务）
  - 数据服务器：16 核 32G×5 台（2 台 MongoDB，3 台 InfluxDB）
  - 缓存服务器：Redis 集群（3 主 3 从）
- 存储资源：
  - 对象存储：OSS（存储模型文件、历史数据备份）
  - 块存储：ESSD 云盘（高性能读写）
网络架构

图片

代码

收集日志

用户

负载均衡SLB

Web服务器集群

API网关

应用服务集群

数据服务集群

AI推理服务

监控系统

日志系统

收集日志

用户

负载均衡SLB

Web服务器集群

API网关

应用服务集群

数据服务集群

AI推理服务

监控系统

日志系统

（二）容器化部署

技术栈
- 容器引擎：Docker CE 24.0
- 容器编排：Kubernetes 1.26（3 个 master 节点 + 10 个 worker 节点）
- CI/CD：Jenkins + GitLab

部署流程

流程

代码提交 → 自动化测试 → 构建Docker镜像 → 推送至镜像仓库 → K8s部署 → 灰度发布 → 全量上线

发布策略：蓝绿部署（关键服务）、金丝雀发布（新功能）

操

编辑