ПРОГНОЗУВАННЯ ДИНАМІКИ ЦІН АКЦІЙ НА ФІНАНСОВОМУ РИНКУ З ВИКОРИСТАННЯМ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ТА ГІБРИДНИХ МОДЕЛЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2617-5940.1.2026.20Ключові слова:
фінансовий ринок, прогнозування цін акцій, машинне навчання, гібридні моделі, управління інвестиціями, ризик-менеджмент, фінансові часові рядиАнотація
В умовах стрімкого зростання обсягів фінансової інформації та активного впровадження технологій штучного інтелекту прогнозування динаміки цін фінансових активів набуває особливої актуальності для прийняття обґрунтованих інвестиційних рішень за умов підвищеної волатильності та можливого прояву шоків на фінансових ринках. Це зумовлює зростання інтересу до застосування методів машинного навчання, здатних виявляти складні нелінійні залежності та швидко адаптуватися до змін нестаціонарних часових рядів. Метою статті є крос-секторальний емпіричний аналіз прогностичної ефективності економетричних моделей і алгоритмів машинного навчання порівняно з класичними статистичними підходами, а також оцінювання гібридної моделі ARIMA–XGBoost для прогнозування напряму руху цін акцій. Об’єктом дослідження є фінансові часові ряди шести транснаціональних корпорацій різних секторів економіки з урахуванням макроекономічних індикаторів (S&P 500, VIX, NASDAQ), що відображають ключові інформаційні канали взаємодії на фінансових ринках. Для забезпечення коректності та відтворюваності результатів застосовано метод валідації з розширюваним навчальним вікном (Expanding Window Walk-Forward Validation), який враховує зміну ринкових умов у часі. Дослідження ґрунтується на використанні моделей експоненційного згладжування (ETS), ARIMA, GARCH та алгоритмів градієнтного бустингу (XGBoost, LightGBM). Запропонована двокомпонентна гібридна модель ARIMA–XGBoost поєднує декомпозицію часового ряду та навчання на залишках, забезпечуючи інтеграцію лінійних і нелінійних ефектів. Емпіричні результати свідчать, що гібридний підхід демонструє вищу прогностичну ефективність і більшу стійкість до ринкових шоків порівняно з окремими економетричними та машинними моделями. Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості їх використання для формування ефективної політики управління ризиками, підвищення результативності управління портфелями фінансових активів, а також впровадження інструментів штучного інтелекту в умовах цифровізації фінансових ринків.
Посилання
Chen H.-Y., Jenweeranon P., Alam N. Global Perspectives in the Metaverse. Palgrave Macmillan, Cham. 2024. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-54802-4_1
Garg K. Digital identities in the metaverse: Privacy, security, and user authentication in virtual financial systems. International Journal of Financial Engineering. 2024. № 11(4). DOI: https://doi.org/10.1142/S242478632442009X
Mishchenko V., Naumenkova S., Mishchenko S., Тishchenko I. Formation and Functioning of Financial Metaverse Platforms. Financial and Credit Activity Problems of Theory and Practice. 2025. № 1(60). Р. 111–122. DOI: https://doi.org/10.55643/fcaptp.1.60.2025.4689
Міщенко В.І., Науменкова С.В. Механізми державної підтримки використання штучного інтелекту для забезпечення стійкості економічного розвитку. Економіка України. 2024. № 5(750). С. 30–56. DOI: https://doi.org/10.15407/economyukr.2024.05.030
Financial Stability Board. The Financial Stability Implications of Artificial Intelligence. 2024. URL: https://www.fsb.org/2024/11/the-financial-stability-implications-of-artificial-intelligence/ (дата звернення: 10.03.2026)
Fabozzi F. J. The Handbook of Financial Instruments. John Wiley & Sons, Inc. 2018. 864 p.
Sanders A., Cornett M. Financial Markets and Institution. The McGraw-Hill, 2012. 754 р.
Fama E., French K. International Tests of a Five-Factor Asset Pricing Model. Journal of Financial Economics. 2017. № 123(3). Р. 441–463. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2016.11.004
Paliienko O., Naumenkova S., Mishchenko, S. An empirical investigation of the Fama-French five-factor model. Investment Management and Financial Innovations. 2020. № 17(1). P. 143–155. DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.17(1).2020.13
Hyndman R. J., Athanasopoulos G. Forecasting: Principles and Practice. 2021. URL: https://otexts.com/fpp3/ (дата звернення: 15.01.2026)
Swamy S. R., Rajgoli S. R., Hegde T. Stock Market Prediction with Machine Learning: A Comprehensive Review. Indiana Journal of Multidisciplinary Research. 2024. № 4(3). P. 265–271. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.12685839
Guo Z. Stock Market Price Prediction Using Machine Learning Models. 2nd International Conference on Financial Technology and Business Analysis. 2023. № 45. P. 102–111. DOI: https://doi.org/10.54254/2754-1169/45/20230266
Kayit A., Ismail M. Advancing stock price prediction through the development of hybrid ensembles: a comprehensive comparative analysis of machine learning approaches. Journal of Big Data. 2025. № 12. 232. DOI: https://doi.org/10.1186/s40537-025-01185-8
Nti I., Adekoya F., Weyori B. A comprehensive evaluation of ensemble learning for stock market prediction. Journal of Big Data. 2020. № 7. 20. URL: https://link.springer.com/article/10.1186/s40537-020-00299-5
Tan Z., Yan Z., Zhu G. Stock selection with random forest: An exploitation of excess return in the Chinese stock market. Heliyon. 2019. № 5(8). DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02310
Chen Q. Stock price forecasting using machine-learning methods. Applied and Computational Engineering. 2024. № 52. Р. 208–214. DOI: https://doi.org/10.54254/2755-2721/52/20241570
Xie Y. Stock Price Forecasting: Traditional Statistical Methods and Deep Learning Methods. Highlights in Business, Economics and Management. 2023. № 21. P. 740–745. DOI: https://doi.org/10.54097/hbem.v21i.14754
Chen T., Guestrin C. XGBoost: A Scalable Tree Boosting System. The 22nd ACM SIGKDD International Conference. 2016. Р. 785–794. DOI: https://doi.org/10.1145/2939672.2939785
Mutinda J. K., Langat A. K. Stock price prediction using combined GARCH-AI models. Scientific African. 2024. № 26. P. 1–14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2024.e02374
Han H., Liu Z., Barrios M. et al. Time series forecasting model for non-stationary series pattern extraction using deep learning and GARCH modeling. Journal of Cloud Computing. 2024. № 13. 2. DOI: https://doi.org/10.1186/s13677-023-00576-7
Li M, Khan D, Alshanbari H, El-Bagoury A. Prediction of complex stock market data using an improved hybrid EMD-LSTM model. Applied Sciences. 2023. № 13(3). 1429. DOI: https://doi.org/10.3390/app13031429.
Inani S., Pradhan H., Kumar S., Biswas B. Navigating the technical analysis in stock markets: Insights from bibliometric and topic modeling approaches. Investment Management and Financial Innovations. 2024. № 21(1). Р. 275–288. DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.21(1).2024.21
Міщенко С.В., Науменкова С.В., Тіщенко Є.О. Синергія штучного інтелекту та блокчейн у фінансовому секторі. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Економіка. 2025. № 2(227). С. 54–64. DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2667.2025/227-2/7
Yahoo Finance. URL: https://finance.yahoo.com/ (дата звернення: 20.01.2026)
Chen H.-Y., Jenweeranon P., Alam N. (2024) Global Perspectives in the Metaverse. Palgrave Macmillan, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-54802-4_1 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-54802-4_1
Garg K. (2024) Digital identities in the metaverse: Privacy, security, and user authentication in virtual financial systems. International Journal of Financial Engineering, vol. 11(4). DOI: https://doi.org/10.1142/S242478632442009X DOI: https://doi.org/10.1142/S242478632442009X
Mishchenko V., Naumenkova S., Mishchenko S., Тishchenko I. (2025) Formation and Functioning of Financial Metaverse Platforms. Financial and Credit Activity Problems of Theory and Practice, vol. 1(60), pp. 111–122. DOI: https://doi.org/10.55643/fcaptp.1.60.2025.4689 DOI: https://doi.org/10.55643/fcaptp.1.60.2025.4689
Mishchenko V., Naumenkova S. (2024) Mekhanizmy derzhavnoi pidtrymky vykorystannia shtuchnoho intelektu dlia zabezpechennia stiikosti ekonomichnoho rozvytku [State Support Mechanisms for the Use of Artificial Intelligence to Ensure Resilience of Economic Development]. Economy of Ukraine, vol. 67(5), pp. 30–56. DOI: https://doi.org/10.15407/economyukr.2024.05.030 DOI: https://doi.org/10.15407/economyukr.2024.05.030
Financial Stability Board. (2024) The Financial Stability Implications of Artificial Intelligence. Available at: https://www.fsb.org/2024/11/the-financial-stability-implications-of-artificial-intelligence/ (accessed March 10, 2026)
Fabozzi F. J. (2018) The Handbook of Financial Instruments. John Wiley & Sons, Inc. 864 p.
Sanders A., Cornett M. (2012) Financial Markets and Institution. The McGraw-Hill. 754 р.
Fama E., French K. (2017) International Tests of a Five-Factor Asset Pricing Model. Journal of Financial Economics, vol. 123(3), pp. 441–463. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2016.11.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2016.11.004
Paliienko O., Naumenkova S., Mishchenko, S. (2020) An empirical investigation of the Fama-French five-factor model. Investment Management and Financial Innovations, vol. 17(1), pp. 143–155. DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.17(1).2020.13 DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.17(1).2020.13
Hyndman R. J., Athanasopoulos G. (2021) Forecasting: Principles and Practice. Monash University, Australia. Available at: https://otexts.com/fpp3/ (accessed January 15, 2026)
Swamy S. R., Rajgoli S. R., Hegde T. (2024) Stock Market Prediction with Machine Learning: A Comprehensive Review. Indiana Journal of Multidisciplinary Research, vol. 4(3), pp. 265–271. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.12685839
Guo, Z. (2023) Stock Market Price Prediction Using Machine Learning Models. 2nd International Conference on Financial Technology and Business Analysis, no. (45), pp. 102–111. DOI: https://doi.org/10.54254/2754-1169/45/20230266 DOI: https://doi.org/10.54254/2754-1169/45/20230266
Kayit A., Ismail M. (2025). Advancing stock price prediction through the development of hybrid ensembles: a comprehensive comparative analysis of machine learning approaches. Journal of Big Data, vol. 12. 232. DOI: https://doi.org/10.1186/s40537-025-01185-8 DOI: https://doi.org/10.1186/s40537-025-01185-8
Nti I., Adekoya F., Weyori B. (2020). A comprehensive evaluation of ensemble learning for stock market prediction. Journal of Big Data, vol. 7. 20. DOI: https://doi.org/10.1186/s40537-020-00299-5 DOI: https://doi.org/10.1186/s40537-020-00299-5
Tan Z., Yan Z., Zhu G. (2019) Stock selection with random forest: An exploitation of excess return in the Chinese stock market. Heliyon, vol. 5(8). DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02310 DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02310
Chen Q. (2024) Stock price forecasting using machine-learning methods. Applied and Computational Engineering, vol. 52, pp. 208–214. DOI: https://doi.org/10.54254/2755-2721/52/20241570 DOI: https://doi.org/10.54254/2755-2721/52/20241570
Xie Y. (2023) Stock Price Forecasting: Traditional Statistical Methods and Deep Learning Methods. Highlights in Business, Economics and Management, vol. 21, pp .740–745. DOI: https://doi.org/10.54097/hbem.v21i.14754 DOI: https://doi.org/10.54097/hbem.v21i.14754
Chen T., Guestrin, C. (2016) XGBoost: A Scalable Tree Boosting System. The 22nd ACM SIGKDD International Conference, pp. 785–794. DOI: https://doi.org/10.1145/2939672.2939785 DOI: https://doi.org/10.1145/2939672.2939785
Mutinda J. K., & Langat A. K. (2024) Stock price prediction using combined GARCH-AI models. Scientific African, vol. 26, pp. 1–14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2024.e02374 DOI: https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2024.e02374
Han, H., Liu, Z., Barrios Barrios, M. et al. (2024). Time series forecasting model for non-stationary series pattern extraction using deep learning and GARCH modeling. Journal of Cloud Computing, vol. 13. 2. DOI: https://doi.org/10.1186/s13677-023-00576-7 DOI: https://doi.org/10.1186/s13677-023-00576-7
Li M, Khan D, Alshanbari H, El-Bagoury A. (2023). Prediction of complex stock market data using an improved hybrid EMD-LSTM model. Applied Sciences, vol. 13(3), 1429. DOI: https://doi.org/10.3390/app13031429. DOI: https://doi.org/10.3390/app13031429
Inani S., Pradhan H., Kumar S., Biswas B. (2024) Navigating the technical analysis in stock markets: Insights from bibliometric and topic modeling approaches. Investment Management and Financial Innovations, vol. 21(1), pp. 275–288. DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.21(1).2024.21 DOI: https://doi.org/10.21511/imfi.21(1).2024.21
Mishchenko S., Naumenkova S., Tishchenko І. (2025) Synerhiia shtuchnoho intelektu ta blokchein u finansovomu sektori [The Synergy of Artificial Intelligence and Blockchain Technologies sn the Financial Sector]. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Economic, vol. 2(227), pp. 54–64. DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2667.2025/227-2/7 DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2667.2025/227-2/7
Yahoo Finance. Available at: https://finance.yahoo.com/ (accessed January 20, 2026).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Світлана Науменкова, Світлана Міщенко, Наталія Ярич

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

