Particle swarm optimization algorithm for mean-variance portfolio optimization: A case study of Istanbul Stock Exchange
Hasan Akyer1, Can B. Kalayci1, Hakan Aygören21Hasan Akyer, Pamukkale University, Faculty of Engineering, Department of Industrial Engineering, Denizli, Turkey2Pamukkale University, Faculty of Economics and Administrative Sciences, Department of Business Administration, Denizli, Turkey
While investors used to create their portfolios according to traditional portfolio theory in the past, today modern portfolio approach is widely preferred. The basis of the modern portfolio theory was suggested by Harry Markowitz with the mean variance model. A greater number of securities in a portfolio is difficult to manage and has an increased transaction cost. Therefore, the number of securities in the portfolio should be restricted. The problem of portfolio optimization with cardinality constraints is NP-Hard. Meta-heuristic methods are generally preferred to solve since problems in this class are difficult to be solved with exact solution algorithms within acceptable times. In this study, a particle swarm optimization algorithm has been adapted to solve the portfolio optimization problem and applied to Istanbul Stock Exchange. The experiments show that while in low risk levels it is required to invest into more number of assets in order to converge unconstrained efficient frontier, as risk level increases the number of assets to be held is decreased.
Keywords: Portfolio optimization, Mean-variance model, Heuristic methods, Particle swarm optimizationOrtalama-Varyans portföy optimizasyonu için parçacık sürü optimizasyonu algoritması: Bir Borsa İstanbul uygulaması
Hasan Akyer1, Can B. Kalayci1, Hakan Aygören21Hasan Akyer, Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Denizli2Pamukkale Üniversitesi, İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi, İşletme Bölümü, Denizli
Geçmişte, yatırımcılar portföylerini geleneksel portföy teorisi yaklaşımına göre oluştururken, günümüzde, modern portföy teorisi yaklaşımı daha yaygın tercih edilmektedir. Modern portföy teorisinin temelleri, Harry Markowitz tarafından geliştirilen ortalama varyans modeli ile atılmıştır. Fazla sayıda menkul kıymetten oluşan bir portföyün işlem maliyeti artacak ve kontrolü zorlaşacaktır. Bu nedenle, ortalama-varyans modeline portföydeki menkul kıymet sayısı kısıtı eklenmelidir. Eleman sayısı kısıtlı portföy optimizasyonu problemi NP-Zor sınıfındadır. Bu sınıftaki problemlerin, kesin çözüm üreten algoritmalar ile kabul edilebilir zaman diliminde çözümü zor olduğundan sezgisel yöntemlere genellikle başvurulmaktadır. Bu çalışmada, portföy optimizasyonu problemi çözümü için bir parçacık sürü optimizasyonu algoritması uyarlanarak ve Borsa İstanbul endeksine uygulanmıştır. Elde edilen deneysel bulgular göstermektedir ki, kısıtsız etkin sınıra yaklaşabilmek için düşük risk seviyelerinde daha fazla hisseye yatırım yapılması gerekirken, risk seviyesi arttıkça elde tutulması gereken hisse senedi sayısı azalmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Portföy optimizasyonu, Ortalama-varyans modeli, Sezgisel metotlar, Parçacık sürü optimizasyonuCorresponding Author: Can B. Kalayci, Türkiye
Manuscript Language: Turkish