Название статьи или книги, фамилия автора, DOI

Обнаружение аномалий в финансовых транзакциях на основе персистентной гомологии

Э.А. Окунева1, E.Ю. Белов2, Я.И. Воробьев3, Р.А. Салихов4, П.Е. Рябов5

научная статья УДК 004.5 Страницы: 105-111 doi.org/10.18127/j19997493-202605-14

  1. 1,2,3,4,5 Финансовый университет при Правительстве РФ (Москва, Россия)

Аннотация

Постановка проблемы. Обнаружение аномалий в многомерных финансовых данных является важной задачей для систем финансового мониторинга и борьбы с мошенничеством. Классические подходы, такие как Local Outlier Factor и Isolation Forest, основанные на вычислении расстояний или случайных разбиениях, не всегда позволяют выявить сложные структурные аномалии, связанные с топологическими особенностями распределения данных.

Цель. Повысить эффективность обнаружения аномальных финансовых транзакций путём применения аппарата персистентной гомологии топологического анализа данных (TDA), анализирующего наличие одномерных циклов («дырок») в распределении точек.

Результаты. Для набора нормальных транзакций построена эталонная диаграмма персистентности H1. Отмечено, что аномальность тестовой транзакции оценивается расстоянием Вассерштейна между эталонной диаграммой и диаграммой, полученной после добавления этой транзакции. Проведены эксперименты на общедоступном датасете PaySim, показавшие, что предложенный метод достигает ROC-AUC 0,6776, а это значительно превосходит Isolation Forest (0,4068) и LOF (0,3965). Установлено что метод устойчив к дисбалансу классов и не требует обучения на аномалиях.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы в задачах финансового мониторинга для выявления мошеннических транзакций, а также в других областях, требующих обнаружения аномалий в многомерных данных без обучающих примеров аномального поведения.

Поступила
11.09.2026
Одобрена
22.09.2026
Принята
01.10.2026

Для цитирования

Окунева Э.А., Белов E.Ю., Воробьев Я.И., Салихов Р.А., Рябов П.Е. Обнаружение аномалий в финансовых транзакциях на основе персистентной гомологии // Динамика сложных систем - XXI век. 2026. Т. 20. № 5. С. 105−111. DOI: https://doi.org/10.18127/j19997493-202605-14

Список источников
  1. Breunig M.M., Kriegel H.P., Ng R.T., Sander J. LOF: identifying density-based local outliers / ACM SIGMOD Record. 2000. V. 29. № 2. P. 93–104.
  2. Liu F.T., Ting K.M., Zhou Z.H. Isolation forest / Proc. of the 8th IEEE International Conference on Data Mining (ICDM). 2008. P. 413–422.
  3. Edelsbrunner H., Harer J. Persistent homology – a survey / Contemporary Mathematics. 2008. V. 453. P. 257–282.
  4. Rieck B., Leitte H. Persistent homology for the detection of anomalies in high-dimensional data / EuroVis Workshop on Visual Analytics. 2016. P. 25–29.
  5. Kerber M., Morozov D., Nigmetov A. Geometry helps to compare persistence diagrams / Journal of Experimental Algorithmics. 2017. V. 22. P. 1–20.
  6. Carlsson G. Topology and data / Bulletin of the American Mathematical Society. 2009. V. 46. № 2. P. 255–308.
  7. Chazal F., Michel B. An introduction to Topological Data Analysis: fundamental and practical aspects for data scientists / Frontiers in Artificial Intelligence. 2021. V. 4. Article 667963.
  8. Gidea M., Katz Y. Topological data analysis of financial time series: Landscapes of crashes / Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2018. V. 491. P. 820–834.
  9. Pun C.S., Lee S.X., Xia K. Persistent-homology-based machine learning for anomaly detection in high-dimensional data / IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2022. V. 44. № 10. P. 7051–7066.