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Publicações do PESC

Título
Seleção de Portfólios Usando Redes Neurais Adversárias Generativas para a Modelagem do Processo Estocástico de Retornos
Linha de pesquisa
Inteligência Artificial
Tipo de publicação
Dissertação de Mestrado
Número de registro
Data da defesa
31/3/2020
Resumo

A diversificação de ativos financeiros é uma forma de reduzir a exposição ao risco mantendo uma taxa de retorno satisfatória. Os métodos de seleção de portfólios de ativos, tradicionalmente usados, exigem fortes simplificações para modelar a dinâmica de seus preços. Tais simplificações incluem desconsiderar relações não-lineares na composição dos preços dos ativos e até a suposição de que o processo estocástico que os compõem seja estacionário. Redes neurais têm a capacidade de modelar funções não lineares e são amplamente usadas para a estimação de preços de ações, mas por serem estimações determinísticas estes modelos acabam sendo de pouco uso no problema de seleção e portfólios.

Redes Generativas Adversárias são o estado da arte para a modelagem de distribuições de probabilidade complexas. Através de uma competição entre uma rede geradora e uma discriminadora é possível gerar amostras estatisticamente semelhantes a distribuição que se deseja modelar. Este artigo apresenta a aplicação de Redes Recorrentes Adversárias para modelar a distribuição conjunta de um portfólio de ações e gerar amostras para o problema de otimização de portfólio. O modelo proposto tem um retorno médio diário 34,55\% superior ao melhor dos benchmarks avaliados, em dados de um conjunto de teste.

Abstract

Diversification of financial assets is a way to reduce risk exposure while maintaining a satisfactory rate of return. Traditionally used asset portfolio selection methods require strong simplifications in order to model price dynamics. Such simplifications include disregarding nonlinear relationships in the composition of asset prices and even the assumption that the stochastic process of asset's returns is stationary. Neural networks have the ability to model nonlinear functions and are widely used for stock price estimation, but because these estimations are deterministic, these models end up being of little usage for portfolio selection. 

Generative Adversarial Networks are the state of the art for modeling complex probability distributions. Through a competition between a generator and a discriminator network it is possible to generate samples statistically similar to the desired distribution. This research presents the application of Generative Recurrent Adversarial Networks to model the joint distribution of a portfolio and generate samples for the optimization problem. The proposed model has an average daily return 34.55\% higher then the best among the evaluated benchmarks on out of sample data.

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