Индекс УДК 33
Дата публикации: 30.11.2022

Использование карт Кохонена для определения банков с высоким риском банкротства

Using the Kohonen charts to identify banks with a high risk of bankruptcy

Назаров Д.М.,
доктор экономических наук, заведующий кафедрой бизнес-информатики, заведующий кафедрой информационной безопасности,
ФГБОУ ВО Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург

Nazarov D.M.,
Doctor of Economics, Head of the Department of Business Informatics, Head of the Department of Information Security,
Ural State University of Economics, Yekaterinburg, Russia
Аннотация: Мониторинг различных организаций в банковском секторе со стороны регуляторов включает в себя такие аспекты, как комплексный анализ финансовой деятельности банков на протяжении длительного периода с целью предсказания риска банкротства. Современные средства аналитики позволяют строить интеллектуальные модели, которые способны не только предсказать риск-банкротства банка, но и сделать это без сложного финансового анализа со стороны аналитика. В этой статье описывается применение карт Кохоннена для построения самоорганизующихся двумерных изображений, позволяющих получить визуальное представление о банках, склонных к банкротству не только на основе анализа финансовой отчетности, но и поведения клиентов банка.

Abstract: Monitoring of various organizations in the banking sector by regulators includes such aspects as a comprehensive analysis of the financial activities of banks over a long period in order to predict the risk of bankruptcy. Modern analytics tools allow you to build intelligent models that can not only predict the risk of bank failure, but also do it without complex financial analysis by an analyst. This article describes the use of Kohonnen maps to build self-organizing 2D images that provide a visual representation of banks that are prone to bankruptcy, not only based on the analysis of financial statements, but also on the behavior of bank customers.
Ключевые слова: SOM Kohonen Networks, предсказание банкротства банка, кластерный анализ.

Keywords: SOM Kohonen Networks, bank failure prediction, cluster analysis.


Банкротства коммерческих банков часто становятся причиной экономических кризисов, поэтому в последние годы уделяется большое внимание этому явлению со стороны государственных структур и регуляторов. Экономические последствия крупномасштабных банкротств банков разрушительны не только для национальной, но и для мировой экономики, поскольку они вызывают «эффект домино» и последствия этих банкротств распространяются на различные секторы экономики. Поэтому желательно и оправдано разработать новые методы и технологии, которые были бы способны предсказать такого рода явления и предупреждать регулирующие органы о банкротствах банков.

В настоящее время регулирующие органы используют ряд инструментов для мониторинга различных показателей деятельности банков. К ним относятся ежеквартальные и годовые отчеты, проверки на местах и автоматизированные системы мониторинга. Последний инструмент представляет основной интерес для нашего исследования. Автоматизированные системы мониторинга — это автономные системы, которые выявляют банки с высоким уровнем риска банкротства на основе их финансового состояния. Отчеты, полученные с помощью этого инструмента способны заранее привлечь его внимание регуляторов к тем банкам, которые имеют высокую вероятность банкротства в ближайшие один-два года. Автоматизированные системы мониторинга включают в себя многочисленные прогностические экономико-математические модели для выявления проблемных банков. Эти модели тесно связаны с исследованиями финансовых проблем, основанных на моделях Альтмана [1]. На основе концептуальных моделей Альтмана обнаружение финансовых рисков осуществляется  с помощью анализа различных финансовых коэффициентов. Модель прогнозирования банкротства банка должна быть способна одновременно учитывать все коэффициенты, которые прямо или косвенно имеют отношение к установлению статуса «проблемный банк». Прогностические модели, основанные на статистических дискриминантных методах, а также на технологиях нейронных сетей, широко используются при изучении финансовых рисков в банковской сфере [4] [5] [6]. Хотя многие методы работают достаточно хорошо с точки зрения степени правильности их прогнозов, их использование сотрудниками организаций, контролирующих финансовую сферу, требуют сложных и продвинутых аналитических компетенций для объяснения и интерпретации результатов модели прогнозирования. Кроме этого, для получения адекватного прогноза требуются постоянно обновляемые данные о деятельности банков в реальном режиме времени. С этой точки зрения существующие модели должны быть обогащены не только данными о финансовом состоянии банка, на основе расчетов показателей банковской деятельности, но и иметь данные, которые отображают поведение клиентов банка по отношению к его услугам и сервисам. Такие данные можно получать из CRM систем банка.

Управление взаимоотношениями с клиентами «Управление взаимоотношениями с клиентами (CRM) недавно в науке и практике было определено как бизнес-стратегия предприятия, предназначенная для повышения корпоративной прибыльности за счет построения и поддержания лучших отношений с клиентами» [7]. CRM-системы предоставляют компаниям информацию, которая помогает им координировать все бизнес-процессы, связанные с клиентами в сфере продаж, маркетинга и обслуживания, с целью оптимизации доходов, достижения удовлетворенности клиентов и удержания клиентов. Полученная информация помогает фирмам выявлять, привлекать и удерживать наиболее прибыльных клиентов, предоставлять более качественные услуги существующим клиентам, добавлять новых и, возможно, увеличивать продажи. CRM как инструмент бизнес-аналитики отвечает на такие вопросы, как «Какова ценность конкретного клиента для фирмы на протяжении всей жизни?», «Кто наши самые лояльные клиенты?», «Кто наши самые прибыльные клиенты?», « Какие конкретные продукты и услуги покупают эти самые прибыльные клиенты?» Различные типы CRM-систем можно сгруппировать в следующие категории: Operational CRM, Sales Force Automation, Analytical CRM, Sales Intelligence CRM, Campaign Management и Collaborative CRM. CRM-система обеспечивает поддержку бизнес-процессов «фронт-офиса», включая продажи, маркетинг и обслуживание. Каждое взаимодействие с клиентом обычно добавляется в историю контактов клиента, и при необходимости сотрудники могут извлекать информацию о клиентах из базы данных. Основное преимущество CRM-систем для банков заключается в том, что взаимодействие клиентов банка может быть учтено с использованием различных каналов. CRM-система координирует многоканальное обслуживание и поддержку клиентов, предоставляя инфраструктуру для более быстрой, более оперативной и эффективной поддержки по проблемам, вопросам, жалобам и т. д. клиентов. и маркетинг) для обмена полезной информацией о клиентах из разных каналов коммуникаций.  Эти данные обрабатываются внутри CRM-системы и могут использоваться как в целях повышения качества  управление банков, так и оценки рисков его банкротства, например, на основе мониторинга притока/оттока клиентов, отслеживания действий их действий и учета их мнения относительно сервисов банка.  CRM-системы выполняют такие задачи, как ведение списков потенциальных клиентов, сегментирование, мониторинг вопросов/ответов, создание отчетов и возможность аккумулировать контакты клиентов – номера телефонов и адреса электронных почт.

В этом исследовании в основу систем мониторинга регуляторов банковской сферы мы предлагаем положить особый тип нейронных сетей – сеть самоорганизующихся карт (SOM), которая может учиться на сложных многомерных данных и преобразовывать их в визуально поддающиеся интерпретации кластеры на специальной карте, которая является выходной переменной нейронной сети. Наглядная карта может помочь неискушенному пользователю идентифицировать банки с высокой степенью риска, основываясь на их расположении на карте. Сеть самоорганизующихся карт (SOM) представляет собой сеть категоризации, разработанную Кохоненом [3]. Изначально она был разработана для решения задач, связанных с такими задачами, как кластеризация, визуализация и абстракция. Основная функция сетей SOM состоит в том, чтобы отображать входные данные из n-мерного пространства в более низкомерный (обычно одно- или двумерный) график при сохранении исходных топологических отношений. Физическое расположение точек на карте показывает относительное сходство между точками в многомерном пространстве. Кроме этого, в качестве входных переменных мы добавили блок переменных, связанных с типичной CRM системой банка.

Для проверки нашей модели нами был использован и обогащен набор данных который включает все банки, обанкротившиеся в штате Техас в период с января 1985 г. по декабрь 1987 г. Выборка состоит из 162 банков, 81 из которых обанкротились. Каждый банк описывается 19 коэффициентами, полученными из его финансовой отчетности. Мы добавили еще 2 переменных, характеризующих поведение их клиентов: приток/отток.

С использованием языка R была построена нейронная сеть SOM для нанесения данных о банкротствах банков на двумерную карту SOM. Карта позволила на ранних этапах отследить банки, склонные к риску банкротства. Этот факт необходим для того, чтобы помочь лицам, принимающим решения, отделить банки с высоким уровнем риска от банков с низким уровнем риска. Данные, используемые в этом исследовании, представляют собой тот же набор данных, который использовался Тамом и Киангом [6], но мы построили 2 вида карт Кохоннена: первый вид – классический (с использованием только 19 переменных), второй вид (использованием 19+2 переменных). Полученная двумерная карта позволила зафиксировать отношение 162 банков склонных к риску банкротства в обоих случаях.

Выходная карта SOM предоставляет графический интерфейс, помогающий лицам, принимающим решения, визуализировать различия в финансовом состоянии банков, таким образом, уменьшая задачу от многомерной проблемы до двумерной карты. На выходной карте каждый узел может представлять от нуля до многих входных данных. Входные данные, похожие в более высоком измерении, должны быть близки друг к другу на выходной карте. Один общий подход, реализованный в предыдущих исследованиях, заключался в том, чтобы рассматривать каждый узел на выходной карте как один кластер. Однако сеть Кохонена может иметь много узлов в выходном слое; например, сеть размером 10×10 будет иметь всего 100 узлов в выходном слое. Когда количество узлов на карте превышает желаемое количество кластеров, требуется дополнительная процедура для дальнейшей группировки узлов в меньшее количество кластеров. Один из способов сделать это — вручную сгруппировать точки в кластеры. Следовательно, необходим другой подход, который может помочь пользователю сгруппировать выходные данные сети SOM на основе определенных объективных критериев. В этом исследовании был применен метод расширенной сети SOM, разработанный [2], для автоматизации процесса сегментации в дополнение к использованию сетей SOM Кохонена. Метод группирует выходные данные SOM на основе критерия минимальной дисперсии для объединения соседних узлов с учетом данных из CRM-систем банков. Затем были сравнены результат двух типов SOM-сетей. Это сравнение показало, что нейронная сеть SOM, где были использованы данные CRM-системы, создает кластеры банков, склонных к банкротству лучше, чем классическая на основе только переменных – финансовых показателей деятельности.

Таким образом, сеть SOM является ценным инструментом поддержки принятия решений, который помогает лицу, принимающему решения, визуализировать отношения между входными данными и может использоваться в качестве дополнительного инструмента с другими методами классификации, такими как дискриминантный анализ и логит-модели для интеллектуального анализа данных.

Библиографический список

1. Альтман, Э., «Финансовые коэффициенты, дискриминантный анализ и предсказание корпоративного банкротства», Journal of Finance, Vol. 4 №4, 1968, стр. 589-609.
2. Кианг, М.Ю., «Расширение самоорганизующихся картографических сетей Кохонена для кластерного анализа», Журнал вычислительной статистики и анализа данных (CSDA), 38 (2001), стр. 161-180.
3. Кохонен, Т., Самоорганизующиеся карты, Springer, 1995.
4. Мейер, Пол А. и Ховард В. Пайфер, «Предсказание банкротств банка», Журнал финансов, Vol. 25, № 4 (сентябрь 1970 г.), стр. 853–868.
5. Сантомеро, Энтони М. и Джозеф Д. Винсо, «Оценка вероятности банкротства коммерческих банков и банковской системы», Journal of Banking & Finance, Vol. 1, № 2, октябрь 1977 г., стр. 185-205.
6. Тэм, К.Ю. и М.И. Кианг, «Управленческое применение нейронных сетей: случай прогнозирования банкротства банка», Наука управления, Vol. 38, № 7, стр. 926-947, июль 1992 г.
7. Fluss, D. “Improving the Contact Center Customer Experience,” Microsoft White Paper, 2006, 1-9.