انتخاب پرتفوی مبتنی بر شبکه‌عصبی مصنوعی با استفاده از شبکه یادگیری عمیق در بورس اوراق بهادار تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی صنایع، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده
هدف: مسایل بهینه‌­سازی یکی از زمینه‌های جالب، مهم و پرطرفدار در ریاضیات مالی هستند. مدل بهتر بهینه‌سازی سبد سهام می‌تواند به سرمایه‌­گذاران کمک کند تا سود پایدارتری کسب کنند. ادبیات موجود نشان می­‌دهد که عملکرد استراتژی­‌های سنتی پرتفوی میانگین-واریانس مناسب نیست. برای پرداختن به این موضوع، در این مطالعه از شبکه‌عصبی پرسپترون چندلایه و شبکه‌عصبی کانولوشن برای پیش‌بینی جهت آتی قیمت سهام استفاده شده است.
روش‌شناسی پژوهش: دقت پیش‌­بینی این دو روش با یکدیگر مقایسه می­‌شود و خروجی­‌های هر روشی که دارای دقت بالاتری بود، وارد مدل پیشنهادی می­‌گردند. سپس با در اختیار داشتن جهت آتی قیمت سهام، یک طرح انتخاب سهام کارآمد برای سرمایه‌­گذاران پیشنهاد می‌دهیم. همچنین یک آزمون بر روی طرح انتخاب سهام پیشنهادی و استراتژی‌های سرمایه‌گذاری انجام می‌دهیم که در آن اجزای شاخص بورس اوراق بهادار تهران به‌عنوان نمونه‌های آزمایشی انتخاب می‌شوند.
یافته‌ها: نتایج تجربی نشان می‌دهد که طرح انتخاب سهام پیشنهادی می‌تواند به­‌طور موثر عملکرد همه استراتژی‌های سرمایه‌گذاری را بهبود بخشد. علاوه بر این، استراتژی سرمایه‌گذاری پیشنهادی در مقایسه با استراتژی سرمایه‌گذاری حداقل واریانس سراسری سنتی عملکرد بهتری دارد.
اصالت/ارزش‌افزوده علمی: این پژوهش با ارایه چارچوبی نوآورانه برای انتخاب پرتفوی مبتنی بر شبکه‌های یادگیری عمیق، نقشی کلیدی در افزایش کارایی سرمایه‌گذاری، مدیریت ریسک و بهبود تصمیم‌گیری در بازار سرمایه ایران ایفا می‌کند و الگویی پیشرفته برای سایر بازارهای مشابه فراهم می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Portfolio selection for neural network using energy networks in Tehran Stock Exchange

نویسنده English

Seyyed Mohammad Hadji Molana
Department of Industrial Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

Purpose: Optimization problems are one of the most interesting, important, and popular fields of financial mathematics. A better portfolio optimization model can help investors earn more sustainable profits. The existing literature shows that traditional mean-variance portfolio strategies are not suitable. To address this issue, this study uses a multilayer perceptron neural network and a convolutional neural network to predict future stock price movements.
Methodology: We compare the prediction accuracy of these two methods and use the outputs from the higher-accuracy method in the proposed model. Then, given the future direction of stock prices, we propose an efficient stock selection scheme for investors. We also test the proposed stock selection scheme and investment strategies using the components of the Tehran Stock Exchange index as test cases.
Findings: The experimental results show that the proposed stock selection scheme can effectively improve the performance of all investment strategies. In addition, the proposed investment strategy outperforms the traditional minimum global variance investment strategy.
Originality/Value: This research provides an innovative framework for portfolio selection based on deep learning networks. These networks are key to improving investment efficiency, risk management, and decision-making in the Iranian capital market and serve as an advanced model for similar markets.

کلیدواژه‌ها English

Artificial neural network
Portfolio selection
Deep learning
[1]  Markowitz, H. (1952). Portfolio Selection. The journal of finance, 7(1), 77–91. https://doi.org/10.2307/2975974
[2]  Keynes, J. M. (1983). Keynes as an investor. The collected works of john maynard keynes, 12, 1–113. https://tontinecoffeehouse.com/2019/12/02/keynes-the-investor/
[3]  Uppal, R., & Wang, T. (2003). Model misspecification and underdiversification. The journal of finance, 58(6), 2465–2486. https://doi.org/10.1046/j.1540-6261.2003.00612.x
[4]   Boyle, P., Garlappi, L., Uppal, R., & Wang, T. (2012). Keynes meets Markowitz: The trade-off between familiarity and diversification. Management science, 58(2), 253–272. https://doi.org/10.1287/mnsc.1110.1349
[5]  Liu, H. (2014). Solvency constraint, underdiversification, and idiosyncratic risks. Journal of financial and quantitative analysis, 49(2), 409–430. https://doi.org/10.1017/S0022109014000271
[6]  Guidolin, M., & Liu, H. (2016). Ambiguity aversion and underdiversification. Journal of financial and quantitative analysis, 51(4), 1297–1323. https://www.jstor.org/stable/44157614
[7]   Florentsen, B., Nielsson, U., Raahauge, P., & Rangvid, J. (2019). The aggregate cost of equity underdiversification. Financial review, 54(4), 833–856. https://doi.org/10.1111/fire.12212
[8]   White, H. (1989). Learning in artificial neural networks: A statistical perspective. Neural computation, 1(4), 425–464. https://doi.org/10.1162/neco.1989.1.4.425
[9]   Kimoto, T., Asakawa, K., Yoda, M., & Takeoka, M. (1990). Stock market prediction system with modular neural networks. 1990 ijcnn international joint conference on neural networks (pp. 1–6). IEEE. https://doi.org/10.1109/IJCNN.1990.137535
[10]  Weng, B., Ahmed, M. A., & Megahed, F. M. (2017). Stock market one-day ahead movement prediction using disparate data sources. Expert systems with applications, 79, 153–163. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2017.02.041
[11]  Basak, S., Kar, S., Saha, S., Khaidem, L., & Dey, S. R. (2019). Predicting the direction of stock market prices using tree-based classifiers. The north american journal of economics and finance, 47, 552–567. https://doi.org/10.1016/j.najef.2018.06.013
[12]  Mohammadi, S. (2004). Technical analysis in Tehran Stock Exchange. Financial research journal, 6(1), 97-129. (in persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.10248153.1383.6.1.5.5
[13]  Michaud, R. O. (1989). The markowitz optimization enigma: Is optimized optimal? Financial analysts journal, 45(1), 31–42. https://doi.org/10.2469/faj.v45.n1.31
[14]  DeMiguel, V., Garlappi, L., & Uppal, R. (2009). Optimal versus naive diversification: How inefficient is the 1/N portfolio strategy? The review of financial studies, 22(5), 1915–1953. https://doi.org/10.1093/rfs/hhm075
[15]  Tu, J., & Zhou, G. (2011). Markowitz meets Talmud: A combination of sophisticated and naive diversification strategies. Journal of financial economics, 99(1), 204–215. https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2010.08.013
[16]  Beale, E. M. L., & Forrest, J. J. H. (1976). Global optimization using special ordered sets. Mathematical programming, 10, 52–69. https://doi.org/10.1007/BF01580653