Stock picking via nonsymmetrically pruned binary decision trees with reject option
Creators: name: Andriyashin, Anton
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Year: 2010
Subjects: subject: Binäre Entscheidungsbäume
subject: Aktienselektion
subject: Asymmetrisches Baumpruning
subject: Abweisungsoption
subject: Binary Decision Trees
subject: Stock Picking
subject: Nonsymmetrical Tree Pruning
subject: Reject Option
subject: 330 Wirtschaft
subject: 17 Wirtschaft

description: Die Auswahl von Aktien ist ein Gebiet der Finanzanalyse, die von speziellem Interesse sowohl für viele professionelle Investoren als auch für Wissenschaftler ist. Empirische Untersuchungen belegen, dass Aktienerträge vorhergesagt werden können. Während verschiedene Modellierungstechniken zur Aktienselektion eingesetzt werden könnten, analysiert diese Arbeit die meist verbreiteten Methoden, darunter allgemeine Gleichgewichtsmodelle und Asset Pricing Modelle; parametrische, nichtparametrische und semiparametrische Regressionsmodelle; sowie beliebte Black-Box Klassifikationsmethoden. Aufgrund vorteilhafter Eigenschaften binärer Klassifikationsbäume, wie zum Beispiel einer herausragenden Interpretationsmöglichkeit von Entscheidungsregeln, wird der Kern des Handelsalgorithmus unter Verwendung dieser modernen, nichtparametrischen Methode konstruiert. Die optimale Größe des Baumes wird als der entscheidende Faktor für die Vorhersageperformance von Klassifikationsbäumen angesehen. Während eine Vielfalt alternativer populärer Bauminduktions- und Pruningtechniken existiert, die in dieser Studie kritisch gewürdigt werden, besteht eines der Hauptanliegen dieser Arbeit in einer neuartigen Methode asymmetrischen Baumprunings mit Abweisungsoption. Diese Methode wird als Best Node Selection (BNS) bezeichnet. Eine wichtige inverse Fortpflanzungseigenschaft der BNS wird bewiesen. Diese eröffnet eine einfache Möglichkeit, um die Suche der optimalen Baumgröße in der Praxis zu implementieren. Das traditionelle costcomplexity Pruning zeigt eine ähnliche Performance hinsichtlich der Baumgenauigkeit verglichen mit beliebten alternativen Techniken, und es stellt die Standard Pruningmethode für viele Anwendungen dar. Die BNS wird mit cost-complexity Pruning empirisch verglichen, indem zwei rekursive Portfolios aus DAX-Aktien zusammengestellt werden. Vorhersagen über die Performance für jede einzelne Aktie werden von Entscheidungsbäumen gemacht, die aktualisiert werden, sobald neue Marktinformationen erhältlich sind. Es wird gezeigt, dass die BNS der traditionellen Methode deutlich überlegen ist, und zwar sowohl gemäß den Backtesting Ergebnissen als auch nach dem Diebold-Marianto Test für statistische Signifikanz des Performanceunterschieds zwischen zwei Vorhersagemethoden. Ein weiteres neuartiges Charakteristikum dieser Arbeit liegt in der Verwendung individueller Entscheidungsregeln für jede einzelne Aktie im Unterschied zum traditionellen Zusammenfassen lernender Muster. Empirische Daten in Form individueller Entscheidungsregeln für einen zufällig ausgesuchten Zeitpunkt in der Überprüfungsreihe rechtfertigen diese Methode.
description: Stock picking is the field of financial analysis that is of particular interest for many professional investors and researchers. There is a lot of research evidence supporting the fact that stock returns can effectively be forecasted. While various modeling techniques could be employed for stock price prediction, a critical analysis of popular methods including general equilibrium and asset pricing models; parametric, non- and semiparametric regression models; and popular black box classification approaches is provided. Due to advantageous properties of binary classification trees including excellent level of interpretability of decision rules, the trading algorithm core is built employing this modern nonparametric method. Optimal tree size is believed to be the crucial factor of forecasting performance of classification trees. While there exists a set of widely adopted alternative tree induction and pruning techniques, which are critically examined in the study, one of the main contributions of this work is a novel methodology of nonsymmetrical tree pruning with reject option called Best Node Selection (BNS). An important inverse propagation property of BNS is proven that provides an easy way to implement the search for the optimal tree size in practice. Traditional cost-complexity pruning shows similar performance in terms of tree accuracy when assessed against popular alternative techniques, and it is the default pruning method for many applications. BNS is compared with costcomplexity pruning empirically by composing two recursive portfolios out of DAX30 stocks. Performance forecasts for each of the stocks are provided by constructed decision trees that are updated when new market information becomes available. It is shown that BNS clearly outperforms the traditional approach according to the backtesting results and the Diebold-Mariano test for statistical significance of the performance difference between two forecasting methods. Another novel feature of this work is the use of individual decision rules for each stock as opposed to pooling of learning samples, which is done traditionally. Empirical data in the form of provided individual decision rules for a randomly selected time point in the backtesting set justify this approach.