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Quants的AI课程7 - 规划设计

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课程架构设计

课程简介

本模块聚焦AI Agent在量化金融领域的任务规划与执行,涵盖以下核心内容:

学习目标

完成本课程后,学员将掌握:

  1. 为金融分析任务设定可量化的智能目标
  1. 分解复杂金融问题为可执行的子任务链
  1. 构建专业工具集(数据抓取/因子计算/回测引擎)
  1. 建立动态评估与迭代优化机制

金融任务规划方法论

目标定义与任务拆解

量化任务分解示意图

典型案例:"构建多因子量化投资组合"

任务分解框架

graph TD
    A[数据采集] --> B[因子计算]
    B --> C[组合优化]
    C --> D[风险控制]
    D --> E[执行监控]

结构化数据流设计

采用JSON Schema规范金融数据交互格式:

{
  "portfolio_optimization": {
    "timeframe": "2015-2023",
    "assets": ["Equity", "Fixed Income", "Commodities"],
    "constraints": {
      "max_drawdown": 15%,
      "sector_exposure": {
        "Technology": 30%,
        "Healthcare": 20%
      }
    },
    "optimization_metrics": ["Sharpe Ratio", "Sortino Ratio"]
  }
}

多代理协同系统实现

代理角色定义

class QuantAgentEnum(str, Enum):
    DataCollector = "data_collector"
    FactorEngine = "factor_engine"
    Backtester = "backtester"
    Optimizer = "portfolio_optimizer"
    RiskManager = "risk_controller"

class FinancialTask(BaseModel):
    task_type: QuantAgentEnum
    parameters: dict
    dependencies: List[str]

系统协同示例

# 初始化代理集群
agents = {
    QuantAgentEnum.DataCollector: DataCollectorAgent(),
    QuantAgentEnum.FactorEngine: FactorProcessingAgent(),
    QuantAgentEnum.Backtester: BacktestingFramework(),
    QuantAgentEnum.Optimizer: OptimizationEngine(),
    QuantAgentEnum.RiskManager: RiskMonitoringSystem()
}

# 任务执行管道
def execute_pipeline(task_flow: List[FinancialTask]):
    context = {}
    for task in topological_sort(task_flow):
        agent = agents[task.task_type]
        context.update(agent.execute(task.parameters, context))
    return generate_report(context)

动态市场应对机制

自适应优化流程

sequenceDiagram
    participant U as 市场数据流
    participant D as 数据代理
    participant M as 模型代理
    participant R as 风控代理

    U->>D: 实时行情数据
    D->>M: 更新因子矩阵
    M->>R: 风险价值计算
    R-->>M: 调整优化约束
    M->>U: 生成调仓指令

异常处理机制

class MarketAnomalyHandler:
    def handle(self, context: dict) -> AdjustmentPlan:
        anomaly_type = detect_anomaly(context['market_data'])

        handlers = {
            'flash_crash': self.handle_liquidity_crisis,
            'volatility_spike': self.adjust_risk_parameters,
            'sector_rotation': self.rebalance_sectors
        }

        return handlers[anomaly_type](context)

量化金融案例研究

多周期组合优化

def multi_horizon_optimization():
    horizons = ['1D', '1W', '1M']
    results = {}

    for horizon in horizons:
        data = DataCollector(horizon).get_market_data()
        factors = FactorEngine(data).compute_factors()
        backtest = Backtester(factors).run()
        optimized = Optimizer(backtest).efficient_frontier()
        results[horizon] = RiskManager(optimized).stress_test()

    return reconcile_strategies(results)

进阶主题

高频交易场景优化

机器学习集成

class MLEnhancedOptimizer:
    def __init__(self):
        self.prediction_model = load_model('lgbm_factor_predictor')
        self.optimizer = CVXOPT_Solver()

    def optimize_portfolio(self, market_conditions):
        predicted_returns = self.prediction_model.predict(market_conditions)
        return self.optimizer.solve(predicted_returns)

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