Conjuntos de dados em janelas para treino e inferência de modelos sequenciais de trading
Resumo
Este documento descreve utilitários de conjuntos de dados para preparar painéis de séries temporais para treinamento de modelos e inferência móvel. O conjunto de treinamento retorna sequências deslizantes de atributos, retornos futuros, escalas de volatilidade e máscaras, com comprimento de sequência, limites de datas e passo configuráveis. Os limites de datas são associados às datas disponíveis no painel, e o construtor rejeita intervalos que não possam fornecer uma sequência completa.
O conjunto de inferência, por sua vez, gera janelas que terminam em índices de tempo selecionados e retorna atributos, máscaras e o índice correspondente a cada etapa de previsão. Utilitários de metadados estáticos atribuem identificadores inteiros aos ativos e podem codificar grupos de ativos e custos de transação como tensores. Essas interfaces tornam explícitos os dados temporais e o contexto dos ativos para os modelos seguintes. O trecho informa o comportamento da implementação e os formatos de entrada, mas não apresenta modelo, resultados de trading, procedimento de validação nem discussão sobre vazamento e dependência entre janelas sobrepostas; essas propriedades dependem de como quem chama as funções constrói e usa o painel.
Ideias principais
- As amostras de treinamento são janelas deslizantes com sequências de atributos, retornos, escalas de volatilidade e máscaras.
- Os limites de datas e o passo controlam quais janelas de treinamento são incluídas.
- As janelas de inferência terminam em índices de tempo definidos e retornam esses índices junto com as entradas.
- Metadados estáticos podem codificar a identidade e os grupos dos ativos, além dos custos de transação.
- Os utilitários de conjuntos de dados definem formatos dos dados, mas não estabelecem o desempenho ou a validade de um modelo de trading.
Tags
Texto completo
# dataset.py
```py
"""Torch datasets for DeePM-style windowed training and inference."""
from __future__ import annotations
from collections.abc import Sequence
from dataclasses import dataclass
import numpy as np
import pandas as pd
import torch
from torch.utils.data import Dataset
from .features import FeaturePanel
@dataclass(frozen=True, slots=True)
class StaticAssetMetadata:
"""Static per-asset metadata used as context."""
assets: list[str]
asset_ids: torch.Tensor # (N,)
group_ids: torch.Tensor | None # (N,)
costs: torch.Tensor | None # (N, 1)
def build_static_metadata(
assets: Sequence[str],
*,
asset_to_group: dict[str, str] | None = None,
asset_to_cost_bps: dict[str, float] | None = None,
) -> StaticAssetMetadata:
"""Create tensors for asset id, group id, and costs."""
assets_list = [str(a) for a in assets]
n = len(assets_list)
asset_ids = torch.arange(n, dtype=torch.long)
group_ids: torch.Tensor | None = None
if asset_to_group is not None:
groups = [str(asset_to_group.get(a, "UNKNOWN")) for a in assets_list]
unique_groups = {g: i for i, g in enumerate(sorted(set(groups)))}
group_ids = torch.tensor([unique_groups[g] for g in groups], dtype=torch.long)
costs: torch.Tensor | None = None
if asset_to_cost_bps is not None:
cost_vals = [float(asset_to_cost_bps.get(a, 0.0)) / 10000.0 for a in assets_list]
costs = torch.tensor(cost_vals, dtype=torch.float32).unsqueeze(-1)
return StaticAssetMetadata(
assets=assets_list, asset_ids=asset_ids, group_ids=group_ids, costs=costs
)
class DeepmWindowDataset(Dataset[tuple[torch.Tensor, torch.Tensor, torch.Tensor, torch.Tensor]]):
"""Sliding-window dataset for training.
Each item returns (x_seq, y_seq, v_seq, m_seq) of shapes
(L, N, F), (L, N), (L, N), (L, N).
"""
def __init__(
self,
panel: FeaturePanel,
*,
seq_len: int,
start_date: pd.Timestamp | None = None,
end_date: pd.Timestamp | None = None,
stride: int = 1,
) -> None:
if seq_len <= 1:
raise ValueError("seq_len must be > 1")
self._panel = panel
self.seq_len = int(seq_len)
dates = panel.dates
start_idx = 0
end_idx_exclusive = len(dates)
if start_date is not None:
start_idx = int(dates.get_indexer([pd.Timestamp(start_date)], method="bfill")[0])
if end_date is not None:
end_idx_exclusive = (
int(dates.get_indexer([pd.Timestamp(end_date)], method="ffill")[0]) + 1
)
t_max_start = (end_idx_exclusive - 1) - self.seq_len
t_min_start = start_idx
if t_max_start < t_min_start:
raise ValueError("Date range too small for given seq_len")
self.start_indices = np.arange(t_min_start, t_max_start + 1, stride, dtype=np.int64)
def __len__(self) -> int:
return int(self.start_indices.shape[0])
def __getitem__(
self, idx: int
) -> tuple[torch.Tensor, torch.Tensor, torch.Tensor, torch.Tensor]:
s = int(self.start_indices[idx])
e = s + self.seq_len
return (
torch.from_numpy(self._panel.x[s:e]),
torch.from_numpy(self._panel.y_fwd1[s:e]),
torch.from_numpy(self._panel.vol_scale[s:e]),
torch.from_numpy(self._panel.mask[s:e]),
)
class RollingWindowInferenceDataset(Dataset[tuple[torch.Tensor, torch.Tensor, int]]):
"""Dataset for batched rolling-window inference."""
def __init__(self, panel: FeaturePanel, *, seq_len: int, start_t: int) -> None:
if seq_len <= 1:
raise ValueError("seq_len must be > 1")
if start_t < seq_len - 1:
raise ValueError("start_t must be >= seq_len - 1")
self._panel = panel
self.seq_len = int(seq_len)
self.times = np.arange(start_t, len(panel.dates) - 1, dtype=np.int64)
def __len__(self) -> int:
return int(self.times.shape[0])
def __getitem__(self, idx: int) -> tuple[torch.Tensor, torch.Tensor, int]:
t = int(self.times[idx])
s = t - self.seq_len + 1
e = t + 1
return (
torch.from_numpy(self._panel.x[s:e]),
torch.from_numpy(self._panel.mask[s:e]),
t,
)
```Exibido na íntegra, com atribuição conforme a licença da fonte. Licença: MIT
Este resumo foi escrito pelo agente de pesquisa da Stratmill com base no original; não é uma cópia da fonte.