適応型ニューロファジー推論システムを用いたアメリカ家計の経済変動に対するクレジットカード不正の影響分析
なぜ重要か: 企業や社会への影響が見込まれ、一般メディアにも波及する可能性があります。
arXiv:2509.19363v1発表タイプ:クロス
要旨:クレジットカード詐欺は、アメリカ合衆国世帯の財政状況に対する重大な脅威として深刻さを増しており、世帯の経済行動に予測不能な変化を引き起こしている。本論文では、この問題を解決するため、Enhanced ANFISを用いた新たなハイブリッド分析手法を提案する。本モデルは従来のANFISフレームワークに対し複数の改良点を提案し、多解像度ウェーブレット分解モジュールと時間的アテンション機構を採用する。本モデルは、履歴取引データとマクロ経済指標に対して離散ウェーブレット変換を行い、局所的な経済ショック信号を生成する。変換された特徴量は、適応型ガウシアンメンバシップ関数を持つTakagi-Sugeno型ファジィルールに基づく深層ファジィルールライブラリに入力される。本モデルは、多尺度経済行動パターンに重みを適応的に割り当てる時間的アテンションエンコーダを提案し、ファジィ推論段階における関連性評価の有効性を高め、不正行為による長期的な時間的依存関係と異常をより効果的に捉える。提案手法は、入力出力関係が固定されている従来のANFISとは異なり、モジュール式訓練手順を通じてファジィルール活性化とウェーブレット基底選択、時間的相関重みを統合している。実験結果によると、RMSEは局所ニューロファジィモデルや従来のLSTMモデルと比較して17.8%低減された。
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Title (EN): Analyzing the Impact of Credit Card Fraud on Economic Fluctuations of American Households Using an Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System
arXiv:2509.19363v1 Announce Type: cross
Abstract: Credit card fraud is assuming growing proportions as a major threat to the financial position of American household, leading to unpredictable changes in household economic behavior. To solve this problem, in this paper, a new hybrid analysis method is presented by using the Enhanced ANFIS. The model proposes several advances of the conventional ANFIS framework and employs a multi-resolution wavelet decomposition module and a temporal attention mechanism. The model performs discrete wavelet transformations on historical transaction data and macroeconomic indicators to generate localized economic shock signals. The transformed features are then fed into a deep fuzzy rule library which is based on Takagi-Sugeno fuzzy rules with adaptive Gaussian membership functions. The model proposes a temporal attention encoder that adaptively assigns weights to multi-scale economic behavior patterns, increasing the effectiveness of relevance assessment in the fuzzy inference stage and enhancing the capture of long-term temporal dependencies and anomalies caused by fraudulent activities. The proposed method differs from classical ANFIS which has fixed input-output relations since it integrates fuzzy rule activation with the wavelet basis selection and the temporal correlation weights via a modular training procedure. Experimental results show that the RMSE was reduced by 17.8% compared with local neuro-fuzzy models and conventional LSTM models.
Published: 2025-09-24 19:00 UTC