Deep learning models in quantitative finance often operate as black boxes, lacking interpretability and failing to incorporate fundamental economic principles such as no-arbitrage constraints. This paper introduces ARTEMIS (Arbitrage-free Representation Through Economic Models and Interpretable Symbolics), a novel neuro-symbolic framework combining a continuous-time Laplace Neural Operator encoder, a neural stochastic differential equation regularised by physics-informed losses, and a differentiable symbolic bottleneck that distils interpretable trading rules. The model enforces economic plausibility via two novel regularisation terms: a Feynman-Kac PDE residual penalising local no-arbitrage violations, and a market price of risk penalty bounding the instantaneous Sharpe ratio. We evaluate ARTEMIS against six strong baselines on four datasets: Jane Street, Optiver, Time-IMM, and DSLOB (a synthetic crash regime). Results demonstrate ARTEMIS achieves state-of-the-art directional accuracy, outperforming all baselines on DSLOB (64.96%) and Time-IMM (96.0%). A comprehensive ablation study confirms each component's contribution: removing the PDE loss reduces directional accuracy from 64.89% to 50.32%. Underperformance on Optiver is attributed to its long sequence length and volatility-focused target. By providing interpretable, economically grounded predictions, ARTEMIS bridges the gap between deep learning's power and the transparency demanded in quantitative finance.


翻译:定量金融中的深度学习模型通常作为黑箱运行,缺乏可解释性,且未能融入无套利约束等基本经济原理。本文提出ARTEMIS(通过经济模型与可解释符号实现的无套利表征),这是一种新颖的神经符号框架,结合了连续时间拉普拉斯神经算子编码器、受物理信息损失正则化的神经随机微分方程,以及一个可提炼可解释交易规则的可微分符号瓶颈。该模型通过两种新颖的正则化项强制执行经济合理性:惩罚局部无套利违反的费曼-卡茨偏微分方程残差,以及限制瞬时夏普比率的风险市场价格惩罚。我们在四个数据集(Jane Street、Optiver、Time-IMM和DSLOB,一个合成市场崩盘情境)上,将ARTEMIS与六个强基线模型进行了评估。结果表明,ARTEMIS实现了最先进的定向准确率,在DSLOB(64.96%)和Time-IMM(96.0%)上优于所有基线。全面的消融研究证实了每个组件的贡献:去除PDE损失使定向准确率从64.89%降至50.32%。在Optiver上的欠佳表现归因于其长序列长度和以波动率为中心的目标。通过提供可解释、基于经济依据的预测,ARTEMIS弥合了深度学习的强大能力与定量金融所要求的透明度之间的差距。

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