<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mais</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Моделирование и анализ информационных систем</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling and Analysis of Information Systems</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-1015</issn><issn pub-type="epub">2313-5417</issn><publisher><publisher-name>Yaroslavl State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18255/1818-1015-2020-1-62-71</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mais-1288</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Computing Methodologies and Applications</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Иерархическая кластеризация как метод снижения размерности в задаче оптимизации инвестиционного портфеля Марковица</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Hierarchical Clustering as a Dimension Reduction Technique for Markowitz Portfolio Optimization</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0116-4739</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Полетаев</surname><given-names>Анатолий Юрьевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Poletaev</surname><given-names>Anatoliy Y.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>магистрант</p></bio><bio xml:lang="en"><p>graduate student</p></bio><email xlink:type="simple">anatoliy-poletaev@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1089-7072</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Спиридонова</surname><given-names>Елена Михайловна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Spiridonova</surname><given-names>Elena M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. экон. наук, доцент</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sc.D</p></bio><email xlink:type="simple">lena@uniyar.ac.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>P. G. Demidov Yaroslavl State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>19</day><month>03</month><year>2020</year></pub-date><volume>27</volume><issue>1</issue><fpage>62</fpage><lpage>71</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Полетаев А.Ю., Спиридонова Е.М., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Полетаев А.Ю., Спиридонова Е.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Poletaev A.Y., Spiridonova E.M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/1288">https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/1288</self-uri><abstract><p>Составление оптимального портфеля ценных бумаг является важным и частым случаем решения задачи оптимизации. Практическое применение существующих методов составления оптимального портфеля часто затруднено из-за большого числа доступных для инвестирования ценных бумаг (и, как следствие, большой размерности исходных данных). В данной работе предлагается метод снижения размерности исходных данных, основанный на иерархической кластеризации доступных для инвестирования ценных бумаг. Для кластеризации, широко используемой в компьютерных науках, уже разработано множество алгоритмов и методов. В качестве меры близости ценных бумаг для иерархической кластеризации используется коэффициент парной корреляции Пирсона. Далее исследуется влияние предложенного метода на качество получаемого оптимального решения на нескольких примерах составления оптимального портфеля ценных бумаг по модели Марковица. Также исследуется влияние параметров иерархической кластеризации (метрики межкластерного расстояния и порогового значения кластеризации) на изменение качества получаемого оптимального решения. Исследуется зависимость между целевой доходностью портфеля и возможностью снижения размерности с помощью предложенного метода. Для каждого рассмотренного примера приводятся графики и таблицы с основными полученными результатами применения метода — понижением размерности и падением доходности (снижением качества оптимального решения) у портфеля, построенного с применением предложенного метода по сравнению с портфелем, построенным без применения предложенного метода. Для проведения экспериментов используется язык программирования Python и его библиотеки: scipy для проведения кластеризации и cvxpy для решения задачи оптимизации (построения оптимального портфеля).</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Optimal portfolio selection is a common and important application of an optimization problem. Practical applications of an existing optimal portfolio selection methods is often difficult due to high data dimensionality (as a consequence of the large number of securities available for investment). In this paper, a method of dimension reduction based on hierarchical clustering is proposed. Clustering is widely used in computer science, a lot of algorithms and computational methods have been developed for it. As a measure of securities proximity for hierarchical clustering Pearson pair correlation coefficient is used. Further, the proposed method’s influence on the quality of the optimal solution is investigated on several examples of optimal portfolio selection according to the Markowitz Model. The influence of hierarchical clustering parameters (intercluster distance metrics and clustering threshold) on the quality of the obtained optimal solution is also investigated. The dependence between the target return of the portfolio and the possibility of reducing the dimension using the proposed method is investigated too. For each considered example in the paper graphs and tables with the main results of the proposed method - application which are the decrease of the dimension and the drop of the yield (the decrease of the quality of the optimal solution) - for a portfolio constructed using the proposed method compared to a portfolio constructed without the proposed method are given. For the experiments the Python programming language and its libraries: scipy for clustering and cvxpy for solving the optimization problem (building an optimal portfolio) are used.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>кластеризация</kwd><kwd>оптимизация</kwd><kwd>портфель Марковица</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>clustering</kwd><kwd>optimization</kwd><kwd>Markowitz portfolio</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">H. Markowitz, “Portfolio Selection”, the Journal of Finance, vol. 7, no. 1, pp. 77–91, 1952.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">H. Markowitz, “Portfolio Selection”, the Journal of Finance, vol. 7, no. 1, pp. 77–91, 1952.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">V. Dubrovin and O. Os’kiv, “Modeli i metody optimizacii vybora investicionnogo portfelja”, Radiojelektronika, informatika, upravlenie, vol. 1, pp. 49–60, 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">V. Dubrovin and O. Os’kiv, “Modeli i metody optimizacii vybora investicionnogo portfelja”, Radiojelektronika, informatika, upravlenie, vol. 1, pp. 49–60, 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">J. Chaitanya, Markowitz Portfolio Optimization, 2017. [Online]. Available: https://chaitjo. github.io/markowitz/.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">J. Chaitanya, Markowitz Portfolio Optimization, 2017. [Online]. Available: https://chaitjo. github.io/markowitz/.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">V. Tola, F. Lillo, M. Gallegati, and R. N. Mantegna, “Cluster analysis for portfolio optimization”, Journal of Economic Dynamics and Control, vol. 32, no. 1, pp. 235–258, 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">V. Tola, F. Lillo, M. Gallegati, and R. N. Mantegna, “Cluster analysis for portfolio optimization”, Journal of Economic Dynamics and Control, vol. 32, no. 1, pp. 235–258, 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">D. Leon and et. al., “Clustering algorithms for Risk-Adjusted Portfolio Construction”, in ´ ICCS, vol. 108, 2017, pp. 1334–1343.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">D. Leon and et. al., “Clustering algorithms for Risk-Adjusted Portfolio Construction”, in ´ ICCS, vol. 108, 2017, pp. 1334–1343.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
