کاربرد ضرایب همبستگی مبتنی بر کاپولا و رویکردهای مبتنی بر برنامه‌ریزی پویا در تعیین شباهت میان‌ سری‌های زمانی به منظور خوشه‌بندی و تشکیل پرتفوی مبتنی بر شاخص
فصلنامه بورس اوراق بهادار

فصلنامه بورس اوراق بهادار

کاربرد ضرایب همبستگی مبتنی بر کاپولا و رویکردهای مبتنی بر برنامه‌ریزی پویا در تعیین شباهت میان‌ سری‌های زمانی به منظور خوشه‌بندی و تشکیل پرتفوی مبتنی بر شاخص

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مدیریت دانشگاه تهران
2 دانشکده مدیریت / دانشگاه تهران
3 دانشکده فنی مهندسی / دانشگاه الزهرا
چکیده
ردیابی شاخص که به عنوان یکی از روش‌های مدیریت غیرفعال سرمایه‌گذاری شناخته شده است، به دنبال تشکیل پرتفوی، به‌گونه‌ای است که در طول زمان با کمترین میزان خطا، بازده‌ای نزدیک به شاخص داشته باشد. در این پژوهش به بررسی کاربرد یک مدل برنامه‌ریزی صفر و یک در خوشه‌بندی ‌سری‌های زمانی به‌منظور تشکیل پرتفوی ردیاب شاخص پرداخته شده‌است. به‌منظور فرایند خوشه‌بندی، معیار‌های متنوع سنجش شباهت سری‌های زمانی از جمله، ضرایب همبستگی مبتنی بر کاپولا همچنین فاصلۀ مبتنی رویکردهای پویا در سنجش شباهت سری‌های زمانی، مورد استفاده قرار گرفته‌است. آزمون خارج از نمونه بر روی نسبت بازار و خطای ردیابی پرتفوهای مبتنی بر شاخص 50 شرکت فعال‌تر بورس اوراق بهادار تهران در بازه زمانی ابتدای سال 1394 تا پایان بهار سال 1397 نشان از این موضوع دارد که پرتفو‌ها در ردیابی شاخص موفق عمل نموده‌اند و متوسط خطای ردیابی روزانۀ پرتفوها دارای تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نیست. همچنین آزمون سخت‌گیرانه مقایسات زوجی بر روی خطای ردیابی پرتفو‌ها نیز نشان از این موضوع دارد که خطای ردیابی پرتفو‌ها با یکدیگر تفاوت معنی‌دار ندارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Application of Copula-based Correlation Coefficients and Dynamic Programming-based Approaches to determining Similarity between Time Series for Clustering and Index Tracking

نویسندگان English

Shapour Mohammadi 1
Farid Tondnevis 2
Elnaz Mahmoudi SaeidAbad 3
1 university of tehran
2 Faculty of Management/ University of Tehran
3 Faculty of Engineering / Alzahra University
چکیده English

Index tracking that is known as one of the most attractive passive management methods of investing seeks to form portfolios in such a way that replicate the performance of market index as closely as possible. In this study, the application of a binary optimization model in time series clustering to form an index tracker portfolio is investigated. For the clustering process, various time series similarity measures including Capula-based correlation coefficients and dynamic distance based approaches (DTW and EDR) have been used. Out-of-sample test on market ratios and tracking error of portfolios based on 50 More Active Company index of Tehran Stock Exchange in the period from beginning of 1394 till the end of spring 1397 indicates that portfolios have been successful in tracking index and average tracking error of portfolios did not differ significantly. Also, pairwise comparisons test on portfolio tracking error indicates that portfolios tracking error does not differ significantly.

کلیدواژه‌ها English

Index Tracking
Tracking Error
Copula
DTW
EDR
امیری، م؛ شهسواری، ش؛ چالسپاری، س (1399) "تشکیل صندوق شاخصی بهبود یافته با
استفاده از رویکرد بهینه سازی امکانی استوار"، بورس اوراق بهادار، دوره 13، شماره 49، صفحات 47 تا 72
امیری، م؛ کرمی، ش؛ ناصرپور، ع (1395)."ردیابی شاخص بورس اوراق بهادار با در نظر گرفتن محدودیت زیان گریزی با استفاده از رویکرد جدید بیگ بنگ بیگ کرانچ," دانش سرمایه گذاری. سال پنجم، شماره 15صفحات 83 تا 105.
انصاری، ح؛ بهزادی، ع؛ تندنویس، ف. (1398). مقاله پژوهشی: ردیابی شاخص بهبودیافته دو مرحله ای با استفاده از الگوریتم‌های فراابتکاری. راهبرد مدیریت مالی، 22-1، (4) 7.
حجازی، ر؛ جعفری سرشت، د؛ دلشادی، م، (1390) " تشکیل صندوق شاخصی بهبود یافته با استفاده از الگوریتم ژنتیک"، بورس اوراق بهادار، دوره 4، شماره 14، صفحات 135 تا 157.
راعی، ر؛ پویان‌فر، ا (1384)؛ مدیریت سرمایه‌گذاری پیشرفته، ایران، انتشارات سمت.
سبزواری، ج؛ سجادی، م؛ سجادی، م (1394)"حل مساله ردیابی شاخص با استفاده از الگوریتم فراابتکاری ترکیبی کرم شب تاب," مدیریت مهندسی و رایانش نرم، دوره ششم، شماره 10، صفحات 125 تا 143.
عیوض‌لو، ر؛ شفیع‌زاده، م؛ قهرمانی، ع (1396) "ردیابی شاخص و شاخص بهبودیافته با استفاده از رویکردهای هم‌انباشتگی و همبستگی" تحقیقات مالی، دوره نوزدهم، شماره 3، صفحات 457-474.
فلاح پور، س؛ تندنویس، ف؛ هاشمی، ا, (1394) "بهینه‌سازی پرتفوی ردیاب شاخص با استفاده از مدل تک شاخصی پایدار برمبنای شاخص 50 شرکت فعالتر بورس اوراق بهادار تهران," مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، دوره ششم، شماره 24،صفحات 115 تا 134.
فلاح‌پور، س؛ تندنویس، ف, (1394) "کاربرد رویکرد بهینه‌سازی استوار در تشکیل پرتفوی سهام مبتنی بر شاخص با درنظر گرفتن ردیاب پارامتر‌ها," تحقیقات مالی, دوره هفدهم، شماره 2 صفحه 325-340.
کشاورز حداد، غ؛ حیرانی، م (1393) "برآورد ارزش در معرض ریسک با وجود ساختار وابستگی بین بازدهی‏های مالی: رهیافت مبتنی بر توابع کاپولا"، تحقیقات اقتصادی، دوره چهل و نهم، شماره 4، صفحات 869-902.
Amiri, M., shahsavari, S., lak chalsepary, S. (2020). Enhanced Index Fund Construction using Robust possiblistic programming. Journal of Securities Exchange, 13(49), 47-72 (in Persian(
Amiri, M., Karami, Sh., Naserpour, A. (2107). Tracking Stock Exchange Index with considering the limitation of loss aversion with using the new approach of Big Bang –Big Crunch. Investment Knowledg, 5(19), 83-105. (In Persian).
Ansari, H., Behzadi, A., & Tondnevis, F. (2019). Enhanced Index Tracking with a Two-Stage Mixed Integer Programing Model and Pattern Search Algorithm. Financial Management Strategy, 7(4), 1-22 (In Persian).
Beasley J. Meade N. and Chang T. (2003) "An evolutionary heuristic for the index tracking problem," European Journal of Operational Research, p. 148(3): 621–643.
Berndt D and Clifford J, (1994) "Using dynamic time warping to find patterns in time series," in the AAAI Workshop on Knowledge Discovery in Databases,.
Chen C. and Roy H. (2012) "Robust portfolio selection for index tracking," Computers & Operations Research, p. 39 829–837.
Chen L. Oszu M. and Oria V. (2005) "Robust and fast similarity search for moving object trajectories," in Int. Conf. on Management of Data.
Clarke R., Krase C. and Statman M. (1994) "Tracking error, regret and tactical asset allocation," The Journal of Portfolio Management, pp. 20, 16–24.
Corielli F. and Marcellino M. (2006) "Factor based index tracking." Journal of Banking & Finance 30.8: 2215-2233.
Cornuejols and Tutuncu (2005), “Optimization Methods in Finance”, Carnegie Mellon University.
Dos C. and Cincotti S. (2005) "Clustering of Financial time series with application to index and enhanced-index tracking portfolio " Universitµa di Genova, Via Opera Pia 11a, 16145 Genova, Italia
Embrechts P. McNeil A. and Straumann D. (2002) "Correlation and dependence in risk management: properties and pitfalls," in Risk Management: Value at Risk and Beyond,, Cambridge.
Erdogan E. Goldfarb V and Iyengar G (2004) "Robust portfolio management" Columbia University, CORC Technical Report TR.
Eyvazloo, R., Shafizade, M. & Ghahremani, A. (2017). Index Tracking and Enhanced Indexing Using Co-integration and Correlation Approaches. Financial Researches, 19(3), 457-474. (In Persian).
Fallahpor, S,. Tondnevis, F., Hashemi,. M.A. (2016). Index tracking portfolio optimization by robust sigle factor model based on 50 more active company index of TSE. Financial Engneering and security Management, 6(24), 115-134. (In Persian).
Fallahpor, S. and Tondnevis, F. (2015). Application of an optimization model for constructing an index tracker portfolio and considering the uncertainty of model parameters by using of robust optimization approach. Financial Researchers, 17(2), 325-340. (In Persian).
Focardi S. and Fabozzi F. (2004) "A methodology for index tracking based on timeseries clustering," Quantitative Finance, p. 4(4):417–25.
García, F, Guijarro F, and Oliver J. (2017) "Index tracking optimization with cardinality constraint: a performance comparison of genetic algorithms and tabu search heuristics." Neural Computing and Applications, 30 2625-2641.
Gilli M. and Kellezi E. (2002) "The threshold accepting heuristic for index tracking" in Financial engineering, e-commerce, and supply chain. Kluwer In: Pardalos P, Tsitsiringos VK, editors.
Hejazi, R., Jafari Seresht, D., Delshadi, M. (2012). To Form Enhanced Index Fund with Genetic Algorithm. Journal of Securities Exchange, 4(14), 135-157. (In Persian).
Jeng, Yih, Chen-Ju Lee, and Shyh-Weir Tzang. (2013) "Application of a multifactor model in enhanced index fund: Performance analysis in China." Emerging Markets Finance and Trade 49.sup4 163-183.
Keshavarz Haddad, Gh., Heyrani, M. (2015). Estimation of Value at Risk in the Presence of Dependence Structure in Financial Returns: A Copula Based Approach. Economic Researches, 49(4), 869-902. (In Persian).
Kharoubi C. and Maurer F. (2013) "Copulas In Finance Ten Years Later,," Journal of Applied Business Research, pp. 29(5):1555-1566
Konno H. and Wijayanayake A. (2001) "Minimal cost index tracking under nonlinear transaction costs and minimal transaction unit constraints." International Journal of Theoretical and Applied Finance, p. 4(6):939–958.
Markowitz H. (1952) "Portfolio selection," The journal of finance, pp. 77-91.
Markowitz H. (1959) "Portfolio selection: efficient diversification of investments," Yale university press,.
Meade N. and Salkin G. (1990) "Developing and maintaining an equity index fund," Journal of the Operational Research Society, p. 41(7):599–607.
Meade N. and Salkin G. (1989) "Index funds-construction and performance measurement." J. Opl Res. Soc., pp. 40, 871-879.
Meihua W. Chengxian X. Fengmin X. and Hong X. (2011) "A mixed 0–1 LP for index tracking problem with CVaR risk constraints," Annals of Operations Research, 196 591-609
Patton A. (2007), "Copula-Based Models for Financial Time Series," The Oxford-Man Institute, University of Oxford.
Raei, R., Pouyanfar, A. (2006). Advanced Investment. Samt publication. (In Persian).
Rohweder H. (1998) "Implementing stock selection ideas: does tracking error optimization do any good?" Journal of Portfolio Management, p. 24(3):49–59.
Roll J. and Ronald D. (2002) "Optimal benchmark tracking with small portfolios," Journal of Portfolio Management, pp. 28(2):9-33.
Roll R. (1992) "A mean/variance analysis of tracking error," Journal of Portfolio Management, p. 18:13–22.
Roy, K; Dexiang, W; (2016) “Factor-based robust index tracking” Optimization and Engineering, pp 443-466.
Rudd A. (1980) "Optimal selection of passive portfolios," Financial Management, p. 9(1):57–66.
Rudolf, Markus and Jurgen, "A linear model for tracking error minimization," Journal of Banking & Finance, p. 23(1): 85–103., 1999.
Saant’Anna L. Filomena T. and Caldeira J. (2017) "Index tracking and enhanced indexing using cointegration and correlation with endogenous portfolio selection." The Quarterly Review of Economics and Finance 65  146-157.
Saant’Anna L. Filomena T. Guedes P. Borenstein D. (2017) "Index tracking with controlled number of assets using a hybrid heuristic combining genetic algorithm and non-linear programming." Annals of Operations Research 258.2 : 849-867.
Sajjadi, S., Sajjadi, S. and Sabzevari, M. (2016). Index tracking problem solving using metaheuristic firefly algorithm”. Engineering management and soft computing, 1(1), 125- 143. (In Persian).
Serra J. and Arcos L.(2014), "An empirical evaluation of similarity measures for time series classification," Knowledge-Based System.
Sharpe W. (1963) "A simplified model for portfolio analysis," Management science, pp. vol. 9, pp. 277-293.
Shen J. Huang W. Zhu D. Liang J. (2016) "A Novel Similarity Measure Model for Multivariate Time Series Based on LMNN and DTW," Neural Processing Letters.  45 (3) pp 925–937
Song P. (2000)", Multivariate dispersion models generated from gaussian copula," Scandinavian Journal of Statistics, 27(2), p. 305–320.
Wang X. Mueen A., Ding H., Trajcevski G., Scheuermann P. and Keogh J. (2013) "Experimental comparison of representation methods and distance measures for time series data," Data Min. Knowl. Discov, p. 26 275–309.