Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/47453
Type: Dissertação
Title: Caracterização de sistemas dinâmicos através da simetria de vértices em redes
Authors: Jonatan Henrique Ferreira
First Advisor: Martin Gomez Ravetti
First Co-advisor: Laura Corina Carpi
First Referee: Tiago Alves Schieber de Jesus
Second Referee: Bruna Amin Gonçalves
Abstract: A simetria é um conceito explorado por diversas áreas da ciência, sendo sempre associado a observação de partes, seja ela física ou não, que coincidam estruturalmente. Os problemas mais simples que tratam a simetria, buscam mostrar se um elemento é ou não simétrico pela possibilidade de se dividi-lo em partes iguais. Nos problemas mais complexos, a busca por padrões, redundância e regularidade toma termos quantitativos para a análise da simetria. Nesta conjuntura, propõe-se neste trabalho, uma análise quantitativa a fim de se obter uma medida de simetria dos nós de redes por meio da divergência de Jensen- Shannon (J), utilizando-se como funções de distribuições de probabilidade (PDF) como distribuições de distância dos nós (NDD) das redes. Foram propostas metodologias para a análise e utilização da medida de simetria dos nós das redes. A princípio, o comportamento da simetria dos nós das redes do modelo Barabási-Albert, foi observado durante a evolução da rede, com o intuito de se compreender como a medida de simetria se comporta com essa evolução. Em seguida, séries temporais do Movimento Browniano Fracionário (MBF), foram convertidas em redes por meio do método proposto por Luque et al. [2009], Grafo de Visibilidade Horizontal (Horizontal Visibility Graph - HVG), no qual transforma séries temporais em redes e a assim, propomos uma aplicação da medida de simetria dos nós das redes geradas para a caracterização dos Expoente de Hurst (H) das séries. Por fim, a partir da correlação de Pearson, dentro de um intervalo de tempo entre as séries temporais das ações que compõem o S&P 500, redes foram construídas com a finalidade de se propor uma alternativa de substituição de ações dentro de uma determinada carteira. Os rendimentos das carteiras de ações foram verificados quanto à substituição de algumas ações por outras simétricas a elas, e comparadas ao rendimento quando essa substituição é feita por ações de maior correlação e por substituição totalmente aleatória. A aplicabilidade da medida de simetria dos nós das redes, junto às metodologias aqui propostas, se mostraram eficientes para os problemas sugeridos.
Abstract: Symmetry is a concept explored by several areas of science, being always associated with the observation of parts, be it physical or not, that structurally coincide. The simplest problems that deal with symmetry, look for defining if an element is symmetrical or not by the possibility of break it into equal parts. In the most complex problems, the search for patterns, redundancy and regularity takes quantitative terms for the analysis of symmetry. At this juncture, this work proposes a quantitative analysis in order to obtain a measure of symmetry of network nodes by means of the Jensen-Shannon divergence (J), using as probability distribution functions (PDF) as node distance distribution (NDDs) of the networks. Methodologies have been proposed for the analysis and use of the symmetry measure of the network nodes. At first, the behavior of the symmetry of the network nodes of the Barabási-Albert model was observed during the evolution of the network, in order to understand how the measure of symmetry behaves with this evolution. Then, time series of fractional Brownian motion (MBF) were converted into networks using the method proposed by Luque et al. [2009], Horizontal Visibility Graph (HVG), in which it transforms time series into networks and the thus, we propose an application of the measure of symmetry of the nodes of the generated networks for the characterization of the Hurst Exponent (H) of the series. Finally, based on the Pearson correlation, within a time interval between the time series of the stocks that make up the S&P500, networks were built with the purpose of proposing an alternative to replace stocks within a individual stocks portfolio. The yields of the stock portfolios were checked for the replacement of some stocks by others symmetrical to them, and compared to the yield when this replacement is made by stocks of greater correlation and by totally random substitution. The applicability of the symmetry measure of the network nodes, together with the methodologies proposed here, proved to be efficient for the suggested problems.
Subject: Engenharia de produção
Simetria
Sistemas dinâmicos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PRODUÇÃO
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/47453
Issue Date: 23-Dec-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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