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加權移動平均線(WMA):公式、範例、預測與交易用途

加權移動平均線(WMA)是一種滾動平均,其透過將視窗內的每個數值乘以指定權重,讓各觀察值對結果產生不同程度的影響。WMA 的計算方式是將加權後的數值加總,再除以總權重。在交易中,WMA 通常是指線性 WMA,其中最新價格獲得最大的權重。

WMA 對 權重最大的觀察值反應最為強烈,但 WMA 仍然使用歷史資料,因此依舊屬於落後性指標。預測方法可能採用自訂權重,而許多交易平台則使用固定的線性序列 1、2、...、n。因此,在比較兩個 WMA 數值之前,必須先確認其計算方法。

線性 WMA 會在保留所選視窗內所有數值的同時,給予最新數值最大的位序權重。

什麼是加權移動平均線?

加權移動平均線是一種滾動平均,其中每個觀察值都會乘以指定權重,因此某些觀察值對結果的影響會大於其他觀察值。滾動視窗決定納入哪些觀察值,而權重則決定每個納入的觀察值貢獻多少。

較新的觀察值通常會被賦予較高權重,因為近期數值可能更能代表時間序列的當前水準。以新近性作為加權依據是一種方法選擇,而非數學上的必然要求:自訂 WMA 可以使用任何有合理依據的非零權重模式,只要計算時一致地套用預定權重,並除以其總和即可。

每一個 WMA 數值都代表一個視窗。當時間序列向前推進時,最舊的觀察值會移出視窗,最新的觀察值會進入視窗,並重新分配位序權重。這種滾動更新方式,正是移動平均與一次性加權平均之間的差異。

所得的 WMA 與原始觀察值保持相同單位:若輸入的是價格,則 WMA 也是以價格為基礎;若輸入的是需求量,則 WMA 也是以需求量為基礎。權重改變的是影響程度,而不是基礎序列的意義或單位。

WMA 是否等同於線性加權移動平均線?

在交易領域中,WMA 與線性加權移動平均線常被視為同義詞,但兩者並非在所有情況下都完全相同。線性加權移動平均線會依照等差序列分配權重,通常是最舊的觀察值權重為 1,下一個觀察值權重為 2,而最新的觀察值權重為 n。

一般的 WMA 則可能使用自訂權重,例如 0.20、0.30 和 0.50。預測模型常用這類自訂權重來反映某項商業假設,或使用經過預測誤差測試的權重組合。許多圖表平台會將 WMA 視為線性版本,因此在重現某個數值之前,應先確認平台規格、期間、價格來源,以及權重由最舊到最新的排列順序。

這項區別很重要,因為兩種方法即使使用相同的三個觀察值,只要權重不同,就可能得出不同結果。一旦確認 WMA 類型,公式便能清楚呈現每個數值與其權重之間的關係。

加權移動平均線的公式是什麼?

WMA 等於每個數值乘以其權重後的總和,再除以所有權重的總和。對於 n 個有序觀察值,其一般公式為:

WMA = (w1 × x1 + w2 × x2 + ... + wn × xn) / (w1 + w2 + ... + wn)

在此公式中,x 代表觀察值,w 代表與該數值配對的權重,n 代表視窗中的觀察值數量。分子是加權總和,分母則透過總權重將結果標準化。

對於權重為 1 到 n 的線性 WMA,公式可寫為:

線性 WMA = (1 × x_最舊 + 2 × x_下一個 + ... + n × x_最新) / [n × (n + 1) / 2]

分母 n × (n + 1) / 2 是三角數,等於 1 + 2 + ... + n。因此,三期線性 WMA 的分母為 6,而四期線性 WMA 的分母為 10。

一般公式可接受任何有效權重;線性公式則使用 1 到 n 的權重。

為什麼權重需要標準化?

權重需要標準化,才能讓 WMA 保持與觀察值相同的尺度。除以總權重,可將加權總和轉換為平均值,而不是保留為未經縮放的總量。

原始權重 1、2 和 3 的總和為 6。其標準化後的對應值為 1/6、2/6 和 3/6,總和為 1。兩種形式會得出相同結果:

(10 × 1 + 12 × 2 + 15 × 3) / 6 = 13.17

(10 × 1/6) + (12 × 2/6) + (15 × 3/6) = 13.17

只有在提供的權重總和已經等於 1 或 100% 時,才可以省略除以 SUM(weights) 這一步。若原始權重總和大於 1 卻省略除法,得到的將是加權總和,而不是加權移動平均線。標準化也說明了為何三期線性 WMA 的分母是 6:6 只是位序權重的總和。

如何計算加權移動平均線?

先選定視窗、分配權重、將每個數值乘以對應權重、把乘積加總,再除以總權重。從最舊到最新的方向必須在每一步中保持一致。

1. 選擇滾動視窗中的期間數。

2. 將觀察值由最舊排列到最新。

3. 為每個觀察值指定預定權重。

4. 將每個觀察值乘以其對應權重,並將乘積加總。

5. 將加權總和除以權重總和。

對於線性 WMA,最新觀察值會獲得最大的位序權重。對於自訂 WMA,權重順序應依據已記錄的方法模型,而非假設的序列。只有當下一個時間週期推進視窗並重複計算時,這五個步驟才算完整。

WMA 的計算遵循五個可稽核的步驟。

三期加權移動平均線範

對於數值 10、12 和 15,若由最舊到最新的權重為 1、2 和 3,則三期線性 WMA 為 13.17。最新數值 15 的貢獻最大,因為最新數值獲得最大權重。

表:三期線性 WMA,使用由最舊到最新的權重 1、2 和 3。

   
順序數值權重加權值
最舊10110
中間12224
最新15345
總計37679

其算式為:

三期 WMA = (10 × 1 + 12 × 2 + 15 × 3) / (1 + 2 + 3) 三期 WMA = 79 / 6 三期 WMA = 13.17

13.17 的 WMA 高於相同三個上升數值的未加權平均 12.33,因為線性 WMA 給予較高、較新的觀察值更大的影響力。當近期觀察值下跌時,這種關係也可能反轉,因此不應將此結果解讀為相較於等權重平均具有固定優勢。

有兩項檢查可讓此範例具備可稽核性。第一,加權乘積總和必須為 79,權重總和必須為 6。第二,使用非負權重計算出的 WMA 應位於視窗內最小與最大觀察值之間,因此 13.17 應落在 10 與 15 之間。最終數值應在 79 除以 6 之後才進行四捨五入;若過早對每個乘積或權重進行四捨五入,可能會改變較長計算的結果。

權重順序會產生明顯影響。若相同數值由最舊到最新錯誤地套用 3、2 和 1 的權重,結果將是 11.50,而不是 13.17。差異完全來自於哪個觀察值獲得最大影響力。

視窗如何移動到下一期

WMA 進入下一期時,會移除最舊的觀察值、加入最新的觀察值,並在新視窗內重新分配位序權重。加入第四個數值 18 後,三期視窗會從 10、12、15 變為 12、15、18。

表:使用相同位序權重的連續三期 WMA 視窗。

   
WMA 輸出最舊 × 1中間 × 2最新 × 3加權總和WMA
第 3 期1024457913.17
第 4 期1230549616.00

權重 3 不會一直附著在數值 15 上。權重 3 會移動到最新的位置,而在第二個視窗中,該位置由 18 佔據。若將序列反轉,則代表的是不同模型,因為最舊的觀察值將獲得最大的影響力。

對於 n 期 WMA,前 n - 1 列沒有足夠的觀察值來形成完整視窗。因此,三期 WMA 在第 1 期與第 2 期不會有完整視窗輸出;第一個有效的 WMA 出現在第 3 期。圖表軟體可能會將這些初始列顯示為空白、略去,或採用平台特定的預熱方法。

移動平均是一個序列:每個新期間都會推進視窗並重新分配位序權重。

隨著序列增長,手動重複這些算術運算會變得低效,因此接下來較實際的做法是使用試算表實作。

如何在 Excel 中計算 WMA?

使用 =SUMPRODUCT(value_range,weight_range)/SUM(weight_range),並保持數值範圍與權重範圍的大小及順序一致。SUMPRODUCT 會將每個數值乘以其對應權重後加總,而 SUM 則提供標準化所需的分母。

若數值 10、12 和 15 位於儲存格 A2:A4,而原始權重 1、2 和 3 位於儲存格 D2:D4,請輸入:

=SUMPRODUCT(A2:A4,$D$2:$D$4)/SUM($D$2:$D$4)

美元符號可在向下填滿公式時固定權重範圍。在下一列輸出中,數值範圍應從 A2:A4 移動到 A3:A5,而權重範圍則維持 D2:D4 不變。數值範圍與權重範圍必須包含相同數量的儲存格,並採用相同的由最舊到最新順序。

對於三期 WMA,前兩個輸出儲存格應保持空白,因為尚不存在完整的三數值視窗。正式工作表可以透過空白儲存格檢查來處理這些列,但除非方法明確允許,否則不應在未說明的情況下改用較短視窗。


請使用大小相同、順序一致的數值與權重範圍;除非權重總和為 1,否則應除以 SUM(weights)。

線性與自訂權重的 Excel 公式

線性與自訂 WMA 的 Excel 公式使用相同的 SUMPRODUCT 結構;不同之處僅在於權重範圍。三期 WMA 的線性權重為 1、2 和 3,而自訂模型則可能使用 0.20、0.30 和 0.50。

當權重範圍包含總和不一定為 1 的原始權重時,請使用以下公式:

=SUMPRODUCT(A2:A4,$D$2:$D$4)/SUM($D$2:$D$4)

只有在確認權重範圍總和恰好等於 1 時,才可使用以下較短公式:

=SUMPRODUCT(A2:A4,$F$2:$F$4)

原始線性權重 1、2 和 3,以及標準化權重 1/6、2/6 和 3/6,會得出相同的 WMA。即使如此,試算表仍應顯示權重總和,以便偵測權重範圍反轉、遺漏儲存格或百分比輸入錯誤。

計算方式相同,但預測與交易回答的是不同問題,且需要不同的驗證方式。

自動化輸出現在可用於兩種不同應用:下一期預測,或繪製成交易指標。每種應用都需要各自的解讀與評估方法。

WMA 如何用於預測?

在預測中,追蹤型 WMA 會將近期觀察值加權後,作為下一期的估計值,通常用於較短期的預測。此預測假設所選視窗與加權模式,對下一個觀察值具有有用資訊。

對於相對平穩且近期歷史仍具參考價值的序列,WMA 預測最為直接。趨勢、季節性、結構性變化及需求模式改變,都可能使固定權重組合失去可靠性,因此權重組合與預測期間需要透過後續觀察值進行測試。

當 WMA 用於預測時,計算方式並不改變。改變的是解讀方式:WMA 輸出會被指定給下一期作為估計值,而不只是繪製成平滑化的歷史線。

三個月加權移動平均預測範例

三個月 WMA 預測會將最近三個月的每個觀察值乘以其指定權重,當權重總和為 1 時,其總和即為一步前瞻預測值。若每月需求值為 10、12 和 15 單位,權重分別為 0.20、0.30 和 0.50,則第 4 個月的預測值為 13.10 單位。

表:權重總和為 1 的一步前瞻三個月需求預測。

   
來源月份需求量權重加權需求量
第 1 個月,最舊100.202.00
第 2 個月120.303.60
第 3 個月,最新150.507.50
總計 / 第 4 個月預測
1.0013.10

公式如下:

第 4 個月預測 = (10 × 0.20) + (12 × 0.30) + (15 × 0.50)

第 4 個月預測 = 13.10 單位

13.10 單位的結果是一步前瞻預測,而不是對未來每個月份的預測。若要遞迴預測第 5 個月,在無法取得第 4 個月實際需求時,必須將第 4 個月的預測值視為觀察值納入計算。因此,每增加一步遞迴預測,都會部分依賴先前預測,這可能累積誤差,並使預測路徑趨於平坦或產生扭曲。

小數權重總和為 1,因此不需要額外除法。原始權重 2、3 和 5 在除以 10 後,也會得到相同的 13.10 單位預測值。該預測值也低於最新需求量 15 單位,因為前兩個較低的觀察值仍佔總權重的一半。

應如何選擇並測試預測權重?

預測權重應基於有文件記錄的理由來選擇,並使用預先定義的誤差指標,在未用於調整權重的期間上進行測試。只有當近期觀察值能改善目標預測期間的預測效果時,給予較高近期權重才具有合理性。

實務上的驗證流程如下:

1. 定義預測期間以及該預測將支援的決策。

2. 保留較後期的觀察值作為驗證期或保留樣本期。

3. 指定符合模型限制的候選權重組合,例如非負且總和為 1 的權重。

4. 在不改變評估期間的情況下,使用每組候選權重產生預測。

5. 使用預先定義的指標比較誤差,例如平均絕對誤差(MAE)或均方誤差(MSE)。

6. 檢視所選權重在不同驗證期間及不同市場或需求條件下,是否仍保持穩定。

MAE 反映誤差絕對值的平均大小,而 MSE 則透過平方處理讓較大的誤差具有更大影響力。這兩種指標都不會讓某組權重成為普遍最佳;偏好的指標取決於不同誤差規模所帶來的成本。在用來評估模型的同一批觀察值上優化權重,可能會對歷史雜訊產生過度擬合,因此最終評估應使用未曾見過的期間資料。

預測是將 WMA 與已實現的未來觀察值進行評估。交易則以不同方式使用相同的數學輸出,方法是將繪製出的 WMA 與價格或另一條平均線進行比較。

WMA 如何作為交易指標使用?

作為交易指標時,WMA 會繪製近期價格的加權平均,以描述趨勢方向,且相較於相同期數的等權重 SMA,對近期價格變動反應更強。交易者可以比較 WMA'的斜率、當前價格及其他移動平均線,但 WMA 並不提供預測上的確定性。

上升中的 WMA 表示近期價格的加權基準正在上升,而下降中的 WMA 則表示該加權基準正在下降。價格位於 WMA 上方或下方,描述的是當前市場與該基準之間的關係;這種關係只是一項觀察,並不能證明下一次價格變動必然會延續相同方向。

WMA 仍屬落後性指標,因為每個 WMA 數值都是根據當前及更早之前的價格計算而來。雖然更強調最新價格,相較於相同期數的 SMA 可減少部分延遲,但更高的敏感度也可能使 WMA 對短暫的價格變動作出反應。

趨勢方向、價格交叉與 WMA 交叉

當價格穿越 WMA,或短期 WMA 穿越長期 WMA 時,就會出現 WMA 交叉。價格/WMA 交叉是將當前價格與單一加權基準比較,而雙 WMA 交叉則是將較快的基準與較慢的基準進行比較。

表:常見 WMA 觀察訊號的直接解讀與必要注意事項。

   
觀察訊號直接解讀必要注意事項
WMA 斜率向上近期價格的加權基準正在上升。斜率可能在短暫波動後趨平或反轉。
價格向上穿越 WMA當前價格已升至加權基準之上。單一次交叉並不足以證明趨勢具有持續性。
短期 WMA 向上穿越長期 WMA較短期的加權基準已升至較長期基準之上。兩條平均線都落後於價格,且在盤整區間中可能反覆交叉。
價格來回穿越市場正在加權基準附近波動。若將反覆交叉視為自動進場訊號,可能造成來回打臉(whipsaw)。

因此,交叉規則需要在明確設定期間、價格輸入、交易成本假設及風險控制條件下,另行進行測試。圖表可以顯示交叉發生的位置,但只有明確定義的測試,才能評估該規則對特定市場與時間框架是否有用。

WMA 期間、價格來源與市場條件

WMA 的表現取決於期間長度、輸入價格、圖表時間框架及市場條件。較短期間使用較少觀察值,通常反應更快;較長期間則能平滑更多價格波動,通常反應較慢。

輸入值可以是收盤價,或平台支援的其他價格來源。兩張標示為 “20 期 WMA” 的圖表可能不同,若其中一張使用收盤價,而另一張使用不同輸入值,或兩個平台對 WMA 的定義不同。時間框架也會改變單一期間所代表的意義:五分鐘圖上的 20 個觀察值,與日線圖上的 20 個觀察值,並不代表相同的期間範圍。

在趨勢市場中,可能出現持續斜率及較少的基準交叉;而在震盪市場中,價格則可能反覆圍繞 WMA 波動。沒有任何期間設定是普遍最佳的。期間與輸入值應依分析目標選擇,並在相關商品、時間框架及市場狀態下進行測試。

當將 WMA 與其他移動平均及成交量加權方法比較時,這些設定的影響會更加清楚。

WMA 與 SMA、EMA、VWMA 及 VWAP 的比較

WMA 依照選定序列對觀察值加權,SMA 對所有觀察值給予相同權重,EMA 使用指數遞減權重,而 VWMAVWAP 則以成交量而非新近性作為主要權重。這些方法不能互換,因為每種方法回答的是不同的加權問題。

表:依加權基礎與適用範圍比較移動平均與成交量加權方法。

   
方法主要加權基礎視窗或記憶方式典型輸出主要差異
WMA選定的線性或自訂權重通常為有限的滾動視窗時間序列加權平均讓指定觀察值具有更大影響力。
SMA每個觀察值權重相同有限滾動視窗時間序列等權重平均提供最簡單的有限視窗基準。
EMA指數遞減權重遞迴計算,歷史影響力逐步減弱指數平滑序列保留較早數值逐步遞減的影響力。
VWMA將成交量套用於價格觀察值明確定義的滾動視窗成交量加權移動價格平均讓高成交量的觀察值具有更大影響力。
VWAP將成交量套用於價格,通常在單一交易時段內累積通常以交易時段或累積方式計算成交量加權平均成交價格衡量在定義範圍內按成交量計算的平均成交價格。

 對於相同的三期上升序列 10、12、15,接著到 18,只要揭露所有參數,就可以比較這些方法。三期 SMA 與線性 WMA 都在第 3 期首次出現。三期 EMA 使用 alpha = 2 / (3 + 1) = 0.5,並以第 3 期的 SMA 作為初始值。

表:在相同四個數值序列上計算的 SMA、線性 WMA 與 EMA。

   
期數價格3 期 SMA3 期線性 WMA3 期 EMA
110---
212---
31512.3313.1712.33
41815.0016.0015.17

這三種平均值之所以不同,是因為其加權規則不同;反應速度則取決於資料與參數。

在這個上升範例中,WMA 在第 4 期最高,因為最新且最高的價格獲得最大的線性權重。但這種排序並非固定不變:若新的數值下跌,可能會更明顯地拉低 WMA,而不同的 EMA 參數也可能改變比較結果。因此,適合的方法應取決於所需的加權基礎、記憶方式與用途,而非一個普遍的 “更好” 標籤。

WMA 的優點與限制

WMA 的反應可能比相同期數的 SMA 更快,但更強調近期觀察值也可能提高對雜訊的敏感度,且無法消除落後性。WMA 的每一項優勢,都伴隨相應的實作或解讀成本。

表:WMA 優勢與限制對照。

   
潛在優勢相對應限制
近期觀察值影響力較大,可使 WMA 比相同期數的 SMA 更早反映新走勢。短暫變動也會獲得較大影響力,可能導致更多反轉或來回打臉。
自訂權重可反映有文件記錄的預測假設。主觀或過度擬合的權重,在調整期間之外可能表現不佳。
平滑化可減少原始序列部分逐期波動。但由於 WMA 使用歷史觀察值,平滑化仍會延遲轉折點。
其算術邏輯透明,可手動或在試算表中重現。若權重反轉、範圍錯位或未進行標準化,可能在沒有明顯錯誤訊息的情況下產生不同結果。
有限視窗使計算僅限於明確定義的近期歷史。當某個觀察值移出視窗後,其影響力會完全消失,這可能造成離散變化。

當不等影響力具有合理依據,且由此產生的取捨對決策而言可以接受時,WMA 便具有實用性。若權重模式缺乏依據、序列發生狀態轉變,或將輸出視為未來結果的證明,則 WMA 的效果較弱。這些限制說明了為何正確實作與驗證與公式本身同樣重要。

常見的加權移動平均線錯誤

最常見的 WMA 錯誤包括:將權重順序顛倒、省略標準化、試算表範圍錯位,以及把加權歷史平均視為對未來的確定判斷。每一種錯誤都會改變計算結果或結果的意義。

顛倒最舊與最新的權重: 在計算第一個視窗之前,先確認最新觀察值是否應獲得最大權重。

省略分母: 除非權重已標準化且總和為 1,否則應除以 SUM(weights)。

使用大小不一致的數值與權重範圍: 每個觀察值都必須配對一個權重,且範圍順序必須一致。

讓權重固定附著於數值: 當滾動視窗推進後,應重新分配位序權重;最大的線性權重屬於最新的位置。

以部分視窗數值填入初始列: 除非使用有文件記錄的預熱方法,否則前 n - 1 個完整視窗輸出應保持空白。

比較假設不同的方法: 在比較輸出前,應揭露期間、價格來源、權重序列、EMA 初始值及成交量範圍。

將預測視為確定結果: 應在後續觀察值上評估預測誤差,並說明預測期間。

將交叉視為自動交易訊號: 應測試完整規則,包括成本、風險控制及震盪市場下的表現。

在評估期間內進行最佳化: 應保留一段保留樣本期,使預測或交易參數能在未用於調整的觀察值上接受評估。

因此,正確使用 WMA 取決於透明的權重定義、可稽核的計算方式,以及與應用場景相匹配的評估方法。

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