Algorithm of Hybrid Analysis Systems in Predicting Optimal Portfolio
Quarterly Journal of Securities Exchange

Quarterly Journal of Securities Exchange

Algorithm of Hybrid Analysis Systems in Predicting Optimal Portfolio

Document Type : Original Article

Authors
1 PhD Student in Industrial Management, Masjed Soleiman Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Applied Mathematics, Masjed Soleiman Branch, Islamic Azad University, Masjed Soleiman, Iran
3 Assistant Professor, Department of Industrial Engineering, Islamic Azad University, Masjed Soleiman Branch, Masjed Soleiman, Iran
4 Assistant Professor, Department ndustrial Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran.
Abstract
The development of analytical techniques in the investment portfolio in accordance with market conditions and economic climate can increase the dynamism of investment development and achieve greater returns against risk control. Forecasting and optimization techniques help financial decision makers to place the best stocks in their portfolio based on market information and achieve greater returns by optimizing it. The purpose of this research is predicting the effectiveness of the difference between Sortino and Markowitz portfolios is based on the hybrid analysis systems algorithm. Accordingly, 102 companies of Tehran Stock Exchange were examined in the 2014-2018 period. In this study, by separating value stocks and growth stocks, random portfolios were selected to test the research hypotheses and for analysis, two algorithms Support Vector Machines (SVM) and an Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) were used to select the most desirable portfolio. The results showed that Sotino (X) portfolio based on meta-heuristic algorithm (support vector machine algorithm) is significantly different from Markowitz (Y) portfolio, so that decision makers in Sortino portfolio seek to optimize their stock portfolio through long-term growth stocks. It was also found that the accuracy of the adaptive neural fuzzy inference analysis (ANFIS) system is higher than the accuracy of the support vector machine analysis (SVM) system to select the most effective portfolio from Sotino and Markowitz portfolio, because it has two learning mechanisms and Neural network optimization and linguistic expression of fuzzy inference help managers to make better estimates of uncertainty and uncertainty.
Keywords

اسدی، غلامحسین؛ اسلامی بیدگلی، سعید (1393). مقایسة عملکرد راهبردهای ارزشی و رشدی؛ نسبت‌های منفرد و سنجه‌های ترکیبی، فصلنامه تحقیقات مالی، دوره 16، شماره 1، بهار و تابستان، 1-24.
راعی، رضا؛ باسخا، حامد؛ مهدی‌خواه، حسین. (1399). بهینه‌سازی سبد سهام با استفاده از روش  و رویکرد ناهم‌سانی واریانس شرطی متقارن و نامتقارن، تحقیقات مالی، 22(2): 149-159.
صالحی، اله کرم؛ صالحی، برزو (1395). مقایسه توان توضیح دهندگی مدل‌های سه عاملی و پنج عاملی فاما و فرنچ در تبیین بازده سهام ارزشی و رشدی، فصلنامه علمی پژوهشی دانش سرمایه‌گذاری، سال پنجم، شماره 19، پاییز، 129-143.
صالحی، مهدی؛ امینی فرد، زهره. (۱۳۹۱). بررسی مولفه‌های تاثیرگذار بر پیش‌بینی سود نقدی سهام با استفاده از مدل‌های ترکیبی: مطالعه‌ی موردی؛ صنعت شیمیایی، پژوهش‌های تجربی حسابداری، ۲(۲): ۱۱۱-۱۳۰.
فتاحی نافچی، حسن؛ عرب صالحی، مهدی؛ اسماعیلیان، مجید. (1398). انتخاب سبد بهینه سهام با بکارگیری اطلاعات حسابداری، اطلاعات مبتنی برارزش و اطلاعات کارت ارزیابی متوازن -مورد مطالعه: شرکت‌های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران، پیشرفت‌های حسابداری، 11(2): 285-320.
فرهادیان، علی. (1399). تأثیر تنوع‌بخشی پرتفوی بر عملکرد شرکت‌های هلدینگ براساس نظریه‌های مدرن و فرامدرن پرتفوی، دانش سرمایه‌گذاری، 9(36): 211-231.
فقیهی‌نژاد، محمدتقی؛ مینایی، بهروز. (1397). پیش‌بینی رفتار بازار سهام براساس شبکه‌های عصبی مصنوعی با رویکرد یادگیری جمعی هوشمند، مدیریت صنعتی، 10(2): 315-334.
فلاح‌پور، سعید؛ صفری، حسین؛ عمرانی، نادر. (1393). انتخاب پرتفوی با استفاده از ترکیب روش برنامه‌ریزی ترجیحات فازی لگاریتمی و پرومته، راهبرد مدیریت مالی، 2(2): 103-120
فلاح‌پور، سعید؛ گل ارضی، غلامحسین؛ فتوره‌چیان، ناصر. (1392). پیش‌بینی روند حرکتی قیمت سهام با استفاده از ماشین بردار پشتیبان برپایۀ الگوریتم ژنتیک در بورس اوراق بهادار تهران، تحقیقات مالی، 15(2): 269-288
فیروزدهقان، محمد؛ سعیدی، هادی؛ محمدی، شعبان؛ الهی، قاسم. (1398). انتخاب پرتفوی با داده‌های فرکانس بالا: الویت‌های ریسک‌گریزی نسبی ثابت و اثرنقدینگی، مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، 10(38): 180-214.
قندهاری، مهسا؛ شمشیری، عظیمه؛ فتحی، سعید. (1396). بهینه‌سازی سبد سهام برمبنای روش‌های تخمین ناپارامتریک، مدیریت تولید و عملیات، 8(1): 175-184
منصوریان، رضا؛ رضائی، نادر؛ نبوی‌چاشمی، سیدعلی؛ پویانفر، احمد؛ عبدالهی، علی. (1399). طراحی پرتفوی هوشمند با استفاده از مدل‌های سرمایه‌گذاری کمی، مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، 11(44): 398-425.
نصرالله‌سروآغاجی، سجاد؛ علیمردانی، رضا؛ شریفی، محمد؛ تقی‌زاده یزدی، محمدرضا. (۱۳۹۵). پیش‌بینی پسماند تولیدی شهر تهران با استفاده از سامانه استنتاج تطبیقی فازی-عصبی و شبکه‌های عصبی مصنوعی؛ مهندسی بیوسیستم ایران، ۴۷(۱): ۱۸۳-۱۷۵.
وکیلی‌فرد، حمیدرضا؛ پیله‌وری، نازنین؛ زیدی، سیده‌سمانه. (1393). ارائه مدلی جهت پیش‌بینی ورشکستگی شرکت‌های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران با استفاده از سیستم استنتاج فازی عصبی انطباق پذیر (ANFIS)، مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، 5(18): 17-30.
Aliu, F., Nuhiu, A., Krasniqi, B.A. and Jusufi, G. (2020). Modeling the optimal diversification opportunities: the case of crypto portfolios and equity portfolios, Studies in Economics and Finance, https://doi.org/10.1108/SEF-07-2020-0282.
Asadi, Gholamhossein, Islami Bidgoli, Saeed (2013). Comparing the performance of value and growth strategies; Single Ratios and Composite Measures, Financial Research Quarterly, Volume 16, Number 1, spring and summer, 1-24.
Carazo, A. F., Gomez, T., Molina, J., Hernandez Diaz, A, G., Guerrero, F, M., Caballero, R. (2010). Solving a Comprehensive Model for Multi objective Project Portfolio Selection”, Computers and Operations Research, 37(4): 630-639. https://doi.org/10.1016/j.cor.2009.06.012.
Doering, J., Kizs, R., Juan, A, A., Fito, A., Polat, O. (2019). Metaheuristics for rich portfolio optimisation and risk management: Current state and future trends, Operations Research Perspectives, 6(4): 1-19. https://doi.org/10.1016/j.orp.2019.100121.
Fallahpour, Saeed., Gol Arzi, Gholamhossein, Faturechian, Nasser. (2012). Prediction of stock price movements using support vector machine based on genetic algorithm in Tehran Stock Exchange, Financial Research, 15(2): 269-288. (In Persian).
Faqihinjad, Mohammad Taqi., Minaei, Behrouz. (2017). Stock market behavior prediction based on artificial neural networks with intelligent collective learning approach, Industrial Management, 10(2): 315-334. (In Persian).
Farhadian, Ali. (2019). The effect of portfolio diversification on the performance of holding companies based on modern and ultra-modern portfolio theories, Investment Knowledge, 9(36): 211-231. (In Persian).
Fatahi Nafchi, Hassan, Arab Salehi, Mehdi, Ismailian, Majid. (2018). Choosing the optimal stock portfolio using accounting information, value-based information and balanced assessment card information - case study: companies admitted to the Tehran Stock Exchange, Accounting Developments, 11(2): 285-320. (In Persian).
Firozdehghan, Mohammad., Saidi, Hadi., Mohammadi, Shaaban., Elahi, Qasim. (2018). Portfolio selection with high frequency data: fixed relative risk aversion preferences and liquidity efficiency, Financial Engineering and Securities Management, 10(38): 180-214. (In Persian).
Gupta, P., Mehlawat M, K., Inuiguchi M., Chandra S. (2014). Multi-criteria Portfolio Optimization Using Support Vector Machines and Genetic Algorithms. In: Fuzzy Portfolio Optimization. Studies in Fuzziness and Soft Computing, 3(16): 214-255. https://doi.org/10.1007/978-3-642-54652-5_10.
Haugen R (2010). The New Finance: Overreaction, Complexity, and Uniqueness, 5th Edition, Prentice Hall, New Jersey.
Herberger, T, A., Reinle, F. (2020). A framework for screening and portfolio selection in corporate venture capital, Studies in Economics and Finance, 37(3): 475-495. https://doi.org/10.1108/SEF-06-2019-0224.
Ho, K., Chi Man Hui, E. and Su, H. (2010). Examining fuzzy tactical asset allocation (FTAA) as an alternative to modern portfolio theory (MPT) asset allocation for international and direct real estate investment, Journal of Financial Management of Property and Construction, 15(1): 71-94. https://doi.org/10.1108/13664381011027999.
Ince, H., Trafalias, Th, B. (2007). Kernel principal component analysis and support vector machines for stock price prediction, IIE Transactions, 39(6): 629-637. https://doi.org/10.1080/07408170600897486.
Kandahari, Mahsa., Shamshiri, Azima., Fathi, Saeed. (2016). Stock portfolio optimization based on non-parametric estimation methods, Production and Operations Management, 8(1): 175-184. (In Persian).
Kistner, W. G (1995). Growth versus Value Investment Strategies. Healthcare Financial Management, 49(7).
Mansourian, Reza., Rezaei, Nader., Naboi Chashmi, Seyyed Ali., Puyanfar, Ahmed., Abdulahi, Ali. (2019). intelligent portfolio design using quantitative investment models, Financial Engineering and Securities Management, 11(44): 398-425. (In Persian).
Nasrullah Sarovaghaji, Sajjad, Alimardani, Reza, Sharifi, Mohammad, Taghizadeh Yazdi, Mohammad Reza. (1395). Forecasting production waste in Tehran using fuzzy-neural adaptive inference system and artificial neural networks; Biosystem Engineering of Iran, 47(1): 175-183. (In Persian).
Petkovic, D., Issa, M., D. Pavlovic, N., Zentner, L., Nor Ridzuan Daud, M. and Shamshirband, S. (2014). Contact positions estimation of sensing structure using adaptive neuro-fuzzy inference system, Kybernetes, 43(5): 783-796. https://doi.org/10.1108/K-03-2013-0041.
Rai, Reza., Baskha, Hamed., Mahdikhah, Hossein. (2019). Stock portfolio optimization using Mean-CVaR method and symmetric and asymmetric conditional variance heterogeneity approach, Financial Research, 22(2): 149-159. (In Persian).
Salehi, Elah Karam., Salehi, Barzo (2015). Comparing the explanatory power of three-factor and five-factor models of Fama and French in explaining the return of value and growth stocks, Investment Knowledge Scientific Research Quarterly, 5th year, No. 19, Fall, 129-143. (In Persian).
Salehi, Mehdi., Amini Fard, Zohra. (1391). examining the factors affecting the prediction of cash dividends of stocks using hybrid models: a case study; Chemical Industry, Accounting Experimental Researches, 2(2): 111-130. (In Persian).
Schellinger, B. (2020). Optimization of special cryptocurrency portfolios, Journal of Risk Finance, 21(2) 127-157. https://doi.org/10.1108/JRF-11-2019-0221.
Senarathne, C, W. (2019). Do Fama–French common risk-factor portfolio investors herd on a daily basis? Implications for common risk-factor regressions, Journal of Capital Markets Studies, 3(2): 137-156. https://doi.org/10.1108/JCMS-06-2019-0034.
Thompson, T, H. (2020). An instructional note to obtain an efficient portfolio with a short sale restriction, Managerial Finance, Vol. ahead-of-print No. ahead-of-print. https://doi.org/10.1108/MF-07-2020-0400.
Vakilifared, Hamidreza., Pilehvari, Nazanin., Zaidi, Seidesamaneh. (2013). Presenting a model for predicting the bankruptcy of companies listed in the Tehran Stock Exchange using the Adaptive Neural Fuzzy Inference System (ANFIS), Financial Engineering and Securities Management, 5(18): 17-30. (In Persian).
Wajid, R, M., Dawood, A. (2019). Does the Application of Smart Beta Strategies Enhance Portfolio Performance? The Case of Islamic Equity Investments, Working Papers, the Islamic Research and Teaching Institute (IRTI).
Wang, M, Y. (1999). Multiple-Benchmark and Multiple-Portfolio Optimization, Financial Analysts Journal, 55(1): 63-72. https://doi.org/10.2469/faj.v55.n1.2242.
Wang, Y., Xie, Z., Lou, I., Ung, W.K. and Mok, K.M. (2017). Algal bloom prediction by support vector machine and relevance vector machine with genetic algorithm optimization in freshwater reservoirs", Engineering Computations, 34(2): 664-679. https://doi.org/10.1108/EC-11-2015-0356.
Ziakas, V., Getz, D. (2020). Shaping the event portfolio management field: premises and integration, International Journal of Contemporary Hospitality Management, 32(11): 3523-3544. https://doi.org/10.1108/IJCHM-05-2020-0486.