针对VNPY策略遗传算法优化怎样写了一个类GeneticOptimizeStrategy
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写了一个类,GeneticOptimizeStrategy,
Parameterlist 字典; 简化了调用参数和定义对应随机范围问题。只要在Parameterlist 中定义策略参数名称和对应的随机范围就可以,其中两个参数的元祖是两个之间随机数,调用random.uniform(),三个参数元祖是开始结束和中间步进,调用的是random.randrange(), 如果是数组就是在数组中间随机选择。
Symbollist 字典,维护回测品种和数据
poptoExcel方法,输出一个Excel,包括参数和value;参数可以直接调用。同时把相同项合并。效果如下图
源代码也可以去我的GitHub中
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发现多线程时候有报错
cPickle.PicklingError: Can't pickle
搜索一下,发现是python2.7多进程问题,pool.map没法绑定包在类里面方法。
把evaluate的方法放在类外面做成静态方法绑定,虽然解决了pickle,但是在多线程情况下,策略参数名字和值的对应经出出错。
就把参数赋值的方式也改了,从
[value1,value2,value3...]变成[{key1:value1},{key2,value2},{key3,value3}...],这样。可以满足交叉,突变要求。生成随机DNA算法要改下。
def parameter_generate(self): ''' 根据设置的起始值,终止值和步进,随机生成待优化的策略参数 ''' parameter_list = [] for key, value in self.parameterlist.items(): if isinstance(value, tuple): if len(value) == 3: parameter_list.append({key:random.randrange(value[0], value[1], value[2])}) elif len(value) == 2: parameter_list.append({key:random.uniform(value[0], value[1])}) elif isinstance(value, list): parameter_list.append({key:random.choice(value)}) else: parameter_list.append({key:value}) return parameter_list
parameter_list是类似vnpy optimize的格式,不过有所增强。 strategy_avg返回变成了[{key1:value1},{key2,value2},{key3,value3}...],包含字典的list格式也可以满足交叉和突变方法。
在进化筛选方法object_func,使用下面遍历把[{key1:value1},{key2,value2},{key3,value3}...]变回{key1,value1,key2,value2...},这样就可以进入回测
setting = {} for item in range(len(strategy_avg)): setting.update(strategy_avg[item])
最后,因为进化筛选方法object_func放在类外面,但必须要把一些回测参数,比如品种,日期等的传入,这里有两种方式可以实现,一个是把传入individual list改为Tuple list,变成[(individual, parameterPackage)..]这样list,但是就要修改algorithms.eaMuPlusLambda,比较麻烦。
还有一个是增强individual, 加入这个回测参数集做为属性。但是多线程也有些要注意,不得不把parameterPackage做为静态属性放在类里面,不然回提示parameterPackage为空。还没有找到比较合适处理方法
creator.create("Individual", list, fitness=creator.FitnessMulti, parameterPackage=parameterPackage)
完整新代码如下
# encoding: UTF-8 """ 展示如何执行参数优化。 """ from __future__ import division from __future__ import print_function from vnpy.trader.app.ctaStrategy.ctaBacktesting import BacktestingEngine, MINUTE_DB_NAME, OptimizationSetting from vnpy.trader.app.ctaStrategy.strategy.strategyBollChannel import BollChannelStrategy import random import numpy as np from deap import creator, base, tools, algorithms import multiprocessing import time, datetime import pandas as pd def object_func(strategy_avgTuple): """ 本函数为优化目标函数,根据随机生成的策略参数,运行回测后自动返回2个结果指标:收益回撤比和夏普比率 """ strategy_avg = strategy_avgTuple paraSet = strategy_avgTuple.parameterPackage symbol = paraSet["symbol"] strategy = paraSet["strategy"] # 创建回测引擎对象 engine = BacktestingEngine() # 设置回测使用的数据 engine.setBacktestingMode(engine.BAR_MODE) # 设置引擎的回测模式为K线 engine.setDatabase("VnTrader_1Min_Db", symbol["vtSymbol"]) # 设置使用的历史数据库 engine.setStartDate(symbol["StartDate"]) # 设置回测用的数据起始日期 engine.setEndDate(symbol["EndDate"]) # 设置回测用的数据起始日期 # 配置回测引擎参数 engine.setSlippage(symbol["Slippage"]) # 1跳 engine.setRate(symbol["Rate"]) # 佣金大小 engine.setSize(symbol["Size"]) # 合约大小 engine.setPriceTick(symbol["Slippage"]) # 最小价格变动 engine.setCapital(symbol["Capital"]) setting = {} for item in range(len(strategy_avg)): setting.update(strategy_avg[item]) engine.clearBacktestingResult() # 加载策略 engine.initStrategy(strategy, setting) # 运行回测,返回指定的结果指标 engine.runBacktesting() # 运行回测 # 逐日回测 # engine.calculateDailyResult() backresult = engine.calculateBacktestingResult() try: capital = round(backresult['capital'], 3) # 收益回撤比 profitLossRatio = round(backresult['profitLossRatio'], 3) # 夏普比率 #夏普比率 sharpeRatio = round(backresult['sharpeRatio'], 3) except Exception, e: print("Error: %s, %s" %(str(Exception),str(e))) sharpeRatio = 0 profitLossRatio = 0 # 收益回撤比 averageWinning = 0 # 夏普比率 #夏普比率 capital = 0 return capital, sharpeRatio, profitLossRatio class GeneticOptimizeStrategy(object): Strategy = BollChannelStrategy Symbollist ={ "vtSymbol": 'rb0000', "StartDate": "20140601", "EndDate": "20141101", "Slippage": 1, "Size": 10, "Rate": 2 / 10000.0, "Capital": 10000 } Parameterlist = { 'bollWindow': (10,50,1), #布林带窗口 'bollDev': (2,10,1), #布林带通道阈值 'slMultiplier':(3,6), 'barMins':[2,3,5,10,15,20], } parameterPackage = { "symbol":Symbollist, "strategy":Strategy } # ------------------------------------------------------------------------ def __init__(self, Strategy, Symbollist, Parameterlist): self.strategy = Strategy self.symbol = Symbollist self.parameterlist = Parameterlist self.parameterPackage = { "strategy":self.strategy, "symbol":self.symbol } creator.create("FitnessMulti", base.Fitness, weights=(1.0, 1.0, 1.0)) # 1.0 求最大值;-1.0 求最小值 creator.create("Individual", list, fitness=creator.FitnessMulti, parameterPackage=parameterPackage) # ------------------------------------------------------------------------ def parameter_generate(self): ''' 根据设置的起始值,终止值和步进,随机生成待优化的策略参数 ''' parameter_list = [] for key, value in self.parameterlist.items(): if isinstance(value, tuple): if len(value) == 3: parameter_list.append({key:random.randrange(value[0], value[1], value[2])}) elif len(value) == 2: parameter_list.append({key:random.uniform(value[0], value[1])}) elif isinstance(value, list): parameter_list.append({key:random.choice(value)}) else: parameter_list.append({key:value}) return parameter_list def mutArrayGroup(self, individual, parameterlist, indpb): size = len(individual) paralist = parameterlist() for i in xrange(size): if random.random() < indpb: individual[i] = paralist[i] return individual, def optimize(self): # 设置优化方向:最大化收益回撤比,最大化夏普比率 toolbox = base.Toolbox() # Toolbox是deap库内置的工具箱,里面包含遗传算法中所用到的各种函数 pool = multiprocessing.Pool(processes=(multiprocessing.cpu_count()-1)) toolbox.register("map", pool.map) # 初始化 toolbox.register("individual", tools.initIterate, creator.Individual, self.parameter_generate) # 注册个体:随机生成的策略参数parameter_generate() toolbox.register("population", tools.initRepeat, list, toolbox.individual) # 注册种群:个体形成种群 toolbox.register("mate", tools.cxTwoPoint) # 注册交叉:两点交叉 toolbox.register("mutate", self.mutArrayGroup, parameterlist=self.parameter_generate, indpb=0.6) # 注册变异:随机生成一定区间内的整数 toolbox.register("evaluate", object_func) # 注册评估:优化目标函数object_func() toolbox.register("select", tools.selNSGA2) # 注册选择:NSGA-II(带精英策略的非支配排序的遗传算法) # 遗传算法参数设置 MU = 8 # 设置每一代选择的个体数 LAMBDA = 5 # 设置每一代产生的子女数 pop = toolbox.population(20) # 设置族群里面的个体数量 CXPB, MUTPB, NGEN = 0.5, 0.3, 10 # 分别为种群内部个体的交叉概率、变异概率、产生种群代数 hof = tools.ParetoFront() # 解的集合:帕累托前沿(非占优最优集) # 解的集合的描述统计信息 # 集合内平均值,标准差,最小值,最大值可以体现集合的收敛程度 # 收敛程度低可以增加算法的迭代次数 stats = tools.Statistics(lambda ind: ind.fitness.values) np.set_printoptions(suppress=True) # 对numpy默认输出的科学计数法转换 stats.register("mean", np.mean, axis=0) # 统计目标优化函数结果的平均值 stats.register("std", np.std, axis=0) # 统计目标优化函数结果的标准差 stats.register("min", np.min, axis=0) # 统计目标优化函数结果的最小值 stats.register("max", np.max, axis=0) # 统计目标优化函数结果的最大值 # 运行算法 algorithms.eaMuPlusLambda(pop, toolbox, MU, LAMBDA, CXPB, MUTPB, NGEN, stats, halloffame=hof, verbose=True) # esMuPlusLambda是一种基于(μ+λ)选择策略的多目标优化分段遗传算法 return pop def poptoExcel(self, pop, number = 1000, path = "C:/data/"): #按照输入统计数据队列和路径,输出excel,这里不提供新增模式,如果想,可以改 #dft.to_csv(path,index=False,header=True, mode = 'a') path = path + self.strategy.className + "_" + self.symbol[ "vtSymbol"] + str(datetime.date.today())+ ".xls" summayKey = ["StrategyParameter","TestValues"] best_ind = tools.selBest(pop, number) dft = pd.DataFrame(columns=summayKey) for i in range(0,len(best_ind)-1): if i == 0: # new = pd.DataFrame([{"StrategyParameter":self.complieString(best_ind[i])},{"TestValues":best_ind[i].fitness.values}], index=["0"]) dft = dft.append([{"StrategyParameter":self.complieString(best_ind[i]),"TestValues":best_ind[i].fitness.values}], ignore_index=True) elif str(best_ind[i-1]) == (str(best_ind[i])): pass else: #new = pd.DataFrame({"StrategyParameter":self.complieString(best_ind[i]),"TestValues":best_ind[i].fitness.values}, index=["0"]) dft = dft.append([{"StrategyParameter":self.complieString(best_ind[i]),"TestValues":best_ind[i].fitness.values}], ignore_index=True) dft.to_excel(path,index=False,header=True) print("回测统计结果输出到" + path) def complieString(self,individual): setting = {} for item in range(len(individual)): setting.update(individual[item]) return str(setting) if __name__ == "__main__": Strategy = BollChannelStrategy Symbollist ={ "vtSymbol": 'rb0000', "StartDate": "20140601", "EndDate": "20141101", "Slippage": 1, "Size": 10, "Rate": 2 / 10000.0, "Capital": 10000 } Parameterlist = { 'bollWindow': (10,50,1), #布林带窗口 'bollDev': (2,10,1), #布林带通道阈值 'slMultiplier':(3,6), 'barMins':[2,3,5,10,15,20], } parameterPackage = { "symbol":Symbollist, "parameterlist":Parameterlist, "strategy":Strategy } GE = GeneticOptimizeStrategy(Strategy,Symbollist,Parameterlist) GE.poptoExcel(GE.optimize()) print("-- End of (successful) evolution --")
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