ОПТИМІЗАЦІЯ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ВЕЛИКИХ ТРАНЗАКЦІЙНИХ ГРАФІВ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ШАХРАЙСЬКИХ ПАТЕРНІВ НА ОСНОВІ СИЛОВИХ АЛГОРИТМІВ МАКЕТУВАННЯ

Анотація

У роботі досліджено проблему візуалізації великих транзакційних графів у задачах виявлення шахрайських операцій у фінансових системах. Актуальність теми обумовлена стрімким зростанням обсягів транзакційних даних та складністю їх структурної організації, що ускладнює як автоматичний аналіз, так і експертну інтерпретацію. Показано, що класичні силові алгоритми макетування при застосуванні до графів із сотнями тисяч вузлів і зв’язків не забезпечують необхідної швидкодії, що унеможливлює їх використання в інтерактивних системах візуальної аналітики.

Обґрунтовано доцільність розділення задачі на два рівні: попередню обробку графа та оптимізацію обчислення сил у процесі макетування. Запропоновано підхід, що поєднує фільтрацію малозначущих структурних елементів графа та топологічно обумовлену апроксимацію сил відштовхування. Ключовою ідеєю є заміна попарної взаємодії між вузлами на взаємодію з центрами мас зв’язних компонент, що дозволяє суттєво зменшити обчислювальну складність без критичної втрати якості візуалізації.

Проведено експериментальне дослідження на синтетичному датасеті SAML-D, який моделює транзакційні процеси з вбудованими сценаріями відмивання коштів. У ході експерименту оцінювались такі метрики, як час однієї ітерації, кількість ітерацій до досягнення заданого рівня якості (на основі показника збереження сусідства), а також візуальна якість розміщення. Отримані результати показали суттєве скорочення часу ітерації та загальної кількості ітерацій при незначній деградації точності відображення.

Доведено, що запропонований підхід забезпечує можливість інтерактивної роботи з великими графами та дозволяє зберігати ключові структурні патерни, такі як хаби та транзакційні ланцюги, що є критично важливими для задач фінансового моніторингу. Результати можуть бути використані при розробці систем візуальної аналітики для підтримки прийняття рішень у сфері AML.

Ключові слова: візуалізація графів, силові алгоритми, Fruchterman–Reingold, шахрайські транзакції, AML, транзакційні мережі.