Агентно-ориентированная модель поведения человека в социально-экономической среде тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Истратов, Виктор Александрович

• Истратов, Виктор Александрович
• кандидат экономических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Истратов, Виктор Александрович

Введение.

Раздел I. В целом об агентно-ориентированных моделях.

1.1 Что представляют собой АО-модели.

1.2 Возникновение и развитие АО-моделей.

1.3 Классификация АО-моделей.

1.4 Средства разработки АО-моделей.

Раздел II. О модели поведения человека.

2.1 Физика модели.

2.1.1 Время.

2.1.2 Ландшафт.

2.1.3 Ресурсы.

A) Неоценимые ресурсы.

Б) Ресурсы с обусловленной надобностью.

B) Самоценные ресурсы.

2.1.4 Надобность.

A) Надобность предметов.

Б) Надобность денег.

B) Надобность действия.

2.1.5 Настроение.

2.1.6 Опыт агентов.

2.2 Агенты.

2.2.1 Личностные характеристики.

2.2.2 Физиологические характеристики.

2.3 Описание действий.

2.3.1 Сон.

2.3.2 Работа.

2.3.3 Чтение (хобби).

2.3.4 Прием пищи.

2.3.5 Работа по дому.

2.3.6 Пассивный отдых.

2.3.7 Уход за собой.

2.3.8 Встреча со знакомыми.

2.3.9 Поездка в магазин.

2.4 Общество.

2.4.1 Авторитет.

2.4.2 Группы.

2.4.3 Торговля.

2.5 Организации.

2.6 Внешняя среда.

Раздел III. Экспериментальные расчеты на модели поведения человека.

3.1 Как работает модель.

3.2 Об экономике счастья.

3.3 Экспериментальные расчеты.

3.3.1 Зависит ли счастье агентов от денег.

А) Влияние начального запаса денег.

Б) Влияние величины дохода.

3.3.2 Зависит ли счастье от неоднородности общества.

А) Влияние неоднородности интересов.

Б) Влияние неоднородности распределения запасов денег.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Агентно-ориентированная модель поведения человека в социально-экономической среде»

Об актуальности темы можно судить, лишь вспомнив, что многие экономисты по сей день используют в своих работах представления о человеке, как о неком биологическом калькуляторе, вычисляющем оптимальные цены, полезности, исходы стратегий и тому подобные вещи. Многим из этих представлений уже несколько веков и, несмотря на их зыбкую связь с реальной жизнью, они продолжают господствовать в современной науке. Безусловно, были сделаны многочисленные попытки исправить положение дел (генеалогию таких попыток рассматривает в своей книге В. С. Автономов [1]), но они остались лишь жиденькими ростками на могучем теле древа идолопоклонничества человеку-калькулятору, продолжателю дела homo economicus. Между тем, сведение живого человека до уровня примитивного вычислительного устройства - вещь не только спорная, но и вредная. Поскольку человек как система не просто сложнее, но устроен принципиально иначе. И теоретические посылки, приемлемые для XVIII века, звучат странно в XXI веке.

Предлагаемая нами модель поведения человека — это попытка соединить представления о человеке, как о существе рациональном и эмоциональном, существе живом, подчиняющемся законам природы, существе социальном, существе мыслящем и приспосабливающемся.

Для реализации такого подхода была выбрана парадигма агентно-ориентированного моделирования (в дальнейшем - АО-моделирования). Эта парадигма не подразумевает конкретных правил построения модели, определенных формул и уравнений. Нет, это, скорее, особое понимание концепции моделирования. Как бы то ни было, это совсем молодая парадигма, получившая заметное развитие лишь в последнюю декаду прошлого века благодаря стремительному росту вычислительных возможностей персональных компьютеров.

Как уже отмечалось, АО-моделирование это очень молодое научное поле, которое даже еще до конца не успело оформиться и самоопределиться, поэтому, на сегодняшний день белых пятен в этой области больше, чем заполненного пространства и, соответственно, степень разработанности проблемы невысока. Однако проблемами АО-моделей за рубежом занимается уже довольно большое число исследователей (хотя в теоретической экономике о них мало, что слышно), среди которых можно выделить Дж. Эпстейна, Р. Экстела, Р. Аксельрода, JI. Тесфэтсон.

В нашей стране подобное направление экономического моделирования почти не разработано, исследователей занимающихся хотя бы смежными проблемами, не говоря уже об АО-моделях в их общепринятом понимании и тех очень мало. Среди отечественных исследователей выделяются В. JI. Макаров, А. Р. Бахтизин, М. С. Бурцев.

Целью данной работы является разработка методологии социо-экономического моделирования, позволяющей объединить социально-экономические, психо-физиологические идеи с возможностью получения количественных оценок взаимосвязей и результатов деятельности отдельных индивидов.

Достижение поставленной цели потребовало решить следующие задачи:

• разработать инструментарий, описывающий психологические, социальные, экономические аспекты поведения человека и позволяющий количественно и качественно проследить связь между личностными и общественными явлениями;

• произвести частичную калибровку параметров модели для приведения их в соответствие со статистическими показателями;

• оценить адекватность модели и провести ее апробацию с помощью вычислительных экспериментов.

Объектом исследования являются отдельные агенты, представляющие людей и в совокупности образующие модельное общество.

Предметом исследования составляют взаимоотношения между агентами, обусловленные экономическими, физиологическими, психологическими и социальными факторами. Особый интерес представляет результирующая этих взаимоотношений и наличие эмерджентных эффектов.

Теоретической основой исследования послужили разработки отечественных и зарубежных ученых в области математического моделирования, экономической теории, психологии, социологии, физиологии.

Исследование основывается на системном и структурно-функциональном подходе, а также методах экономического, математического и статистического анализа.

Информационной основой работы явились материалы российских и зарубежных органов статистики, а также экспертные оценки специалистов.

Научная новизна заключена в следующих результатах исследования, полученных лично автором и выносимых на защиту: впервые предложена АО-модель, учитывающая экономические, психологические, физиологические и социальные аспекты поведения человека и позволяющая количественно проследить связь между личностными аспектами поведения и макроявлениями;

- предложена концепция надобности, включающая методы ее расчета;

- при помощи модели получена оценка взаимосвязи между уровнем счастья населения и уровнем его доходов, а также между уровнем счастья и степенью однородности и силе проявления интересов в обществе.

Апробация результатов работы заключалась в докладах на семинарах ЦЭМИ (в 2004, 2006, 2008 гг.), на 28-ом заседании Международной научной школе-семинаре им. С. С. Шаталина (2005 г.), 2-ой конференции по социальному моделированию 2nd World Cong ress on Social Simulation (WCSS-08) в 2008 году и 6-ой конференции Европейской ассоциации по социальному моделированию 6th Conference of the European Social Simulation Association (ESSA 2009) в 2009 году.

На данном этапе о практической значимости работы судить трудно. Работа имеет, скорее, общетеоретическую направленность, хотя некоторые представленные выводы, как нам кажется, могут быть использованы при формировании государственной политики. В целом же работа представляет интерес в первую очередь как инструмент проведения социо-экономических экспериментов.

Структура работы включает введение, три раздела, заключение, библиографический перечень и три приложения.

В первом разделе «В целом об агептно-ориентированных моделях» дан обзор состояния АО-моделирования на сегодняшний день: проведен анализ того, что, по сути, представляют собой АО-модели; кратко изложена история данного направления; приведены разнообразные классификации АО-моделей и в них отмечено место модели поведения человека; а также приведены и сопоставлены наиболее популярные средства разработки АО-моделей.

Во втором разделе «О модели поведения человека» подробно рассказано непосредственно о модели поведения человека. Изложена логика работы, рассмотрены различные ее аспекты, описаны составляющие, приведены ключевые формулы и блок-схемы.

В третьем разделе «Экспериментальные расчеты на модели поведения человека» описаны проведенные при помощи модели поведения человека численные эксперименты. Рассмотрены условия проведения экспериментов. Графически представлены и проанализированы результаты: 1) получен общий вид (S-образный) зависимости уровня счастья населения от уровня его доходов; 2) сделан вывод о степени влияния денежных запасов на уровень счастья в зависимости от уровня жизни; 3) показано значение неоднородности интересов для ощущения счастья; 4) показано, что в отсутствии механизмов и стимулов к зависти, денежное неравенство не влияет на уровень счастья. Сделано заключение об актуальности и адекватности результатов.

Заключение диссертации по теме «Математические и инструментальные методы экономики», Истратов, Виктор Александрович

Заключение.

В настоящей работе мы пристально рассмотрели модель поведения человека и провели несколько экспериментов с ее помощью. Что бы хотелось выделить в качестве основных итогов работы?

Главный итог — это сама модель поведения человека. На основе АО-подхода предложена принципиально новая модель для изучения общественно-экономических явлений. Модель отстраняется от обезличенного, осредненного восприятия людей, принимающих участие в экономической жизни, и старается придать агентам черты живых людей с тем, чтобы сделать выводы более правдоподобными и надежными. Такой подход позволяет живее представить себе участников экономических процессов, их мотивы, потребности и, как следствие, реакции на внешние и внутренние изменения. Модель сочетает традиционные экономические парадигмы с психологическими и физиологическими теориями. В качестве синергетического эффекта возникает своеобразная структура и внутренняя логика модели. Важно и то, что модель реализована в виде программы (а не набора совершенно абстрактных конструкций), способной выдавать количественные оценки. Как показали эксперименты, модель отличается здравым смыслом: ее выводы логичны и правдоподобны и при этом могут быть небезынтересны.

Разработка модели поведения человека потребовала взглянуть на многие вещи под непривычными углами и потребовала выдумывания множества формул, которые не могли понадобиться в других моделях. Большинство этих формул носят вспомогательный характер, т.е. не представляют особого интереса вне данного модельного подхода. Однако, как нам кажется, кое-что могло бы привлечь внимание экономистов, не заинтересованных АО-моделированием. Речь идет о предложенной нами концепции надобности. Непреклонная логика компьютерного моделирования потребовала создать для нее формулы и определить количественно это понятие. Возможно, эти формулы и подход к количественной оценке окажутся полезны сами по себе.

Наконец, хотелось бы выделить два заключения на основе модельных экспериментов. Во-первых, вывод об S-образной зависимости счастья от дохода. Вопрос о том, как связаны счастье людей с их материальным положением по-прежнему не имеет четкого ответа у экономистов, поэтому любой вклад может оказаться полезен. Во-вторых, вывод о том, что пассивность населения (в плане интересов и увлечений) приводит к росту уровня счастья.

В целом же, на наш взгляд, модель позволила проявить задуманную гибкость и глубину. Более того, структура модели построена во многом по модульному принципу, что позволяет вносить дополнения в нее без переделки всей модели. В наших дальнейших планах - развитие модели. Мы осознаем, что многие элементы модели описаны не достаточно глубоко и достоверно, но это было сделано сознательно, чтобы на этапе первоначальной разработки не потонуть в деталях. Поэтому, безусловно, многие составляющие мы планируем усовершенствовать, какие-то - добавить. Поскольку данная версия модели (с явным уклоном в психологические и физиологические аспекты поведения человека) воспринимается нами, скорее, как фундамент, то мы, прежде всего, планируем возвести более основательную экономическую надстройку: усложнить принципы работы фирм-производителей, создать более достоверные рыночные структуры, в более отдаленной перспективе - ввести фактор государства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Истратов, Виктор Александрович, 2009 год

1. Автономов, В. С. Человек в зеркале экономической теории (Очерк истории западной экономической мысли) / B.C. Автономов. — М.: Наука, 1993. - 176 с. - 1.BN 5-02-010609-7

2. Баленко, С. В. Учебник выживания. Опыт элитного спецподразделения / С. Баленко. М.: Яуза, Эксмо, 2005. - 768 с. - ISBN 5-699-06698-5

3. Вэриан, X. Р. Микроэкономика. Промежуточный уровень. Современный подход. Учебник для вузов / Хэл Р. Вэриан; пер. с англ. под ред. Н. JL Фроловой М.: Юнити, 1997. - 767 с. - ISBN 5-85173-072-2

4. Ильин, Е. П. Мотивация и мотивы / Е. П. Ильин. СПб.: Питер, 2008 -512 с. - («Мастера психологии»). - ISBN 978-5-272-00028-6

5. Истратов, В. А. Агенто-ориентированная модель поведения человека: не в деньгах счастье? / В. А. Истратов // Экономика и математические методы. 2009. - Т. 45, № 1. - С. 129-140

6. Макаров, В. JI. Искусственные общества Электронный ресурс. / В. JL Макаров // Искусственные общества. 2006. - Т. 1, № 1. - С. 10-24

7. Петровский, К. С. Гигиена питания / К. С. Петровский. 2-е изд. - М.: Медицина, 1975. - 400 с.

8. Ю.Райгородский, Д. Я. Практическая психодиагностика. Методики и тесты. Учебное пособие / Д. Я. Райгородский (редактор-составитель) Самара: Бахрах-М, 2001. - 672 с. - ISBN 5-89570-005-5

9. Римская, Р., Римский, С. Практическая психология в тестах, или как научиться понимать себя и других / Составители Р. Римская, С. Римский.- М.: АСТ-Пресс, 2000. 376 с. — («Педагогика, психология, медицина»).- ISBN 5-7805-0294-3

10. Самуэльсон, П., Нордхаус, В. Д. Экономика, 18-е издание / Пол Э. Самуэльсон, Вильям Д. Нордхаус.; пер. с англ. О. JL Пелявского. — 18-е изд. М.: Вильяме, 2007. - 1360 с. - ISBN 5-84591123-0

11. З.Симонов, П. В. Лекции о работе головного мозга. Потребностно-информационная теория высшей нервной деятельности / П. В. Симонов. -М.: Наука, 2001. 95 с. - ISBN 5-02-002736-7

12. Фишер, С., Дорнбуш, Р., Шмалензи, Р. Экономика / С. Фишер, Р. Дорнбуш, Р. Шмалензи; пер. с англ. Е. Е. Балашовой, Т. Н. Золотухиной, Е. В. Танхилевич, Н. Г. Горюшиной. М.: Дело, 1999. - 864 с. - ISBN 57749-0136-Х

13. Цетлин, М. Л. Исследования по теории автоматов и моделированию биологических систем / М. Л. Цетлин. М.: Наука, 1969. - 316 с.

14. AnyLogic Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.xjtek.ru/anylogic/. Загл. с экрана.

15. Ascape Электронный ресурс. — Режим доступа: http://ascape.sourceforge.net/. Загл. с экрана.

16. Axelrod, R. Advancing the art of simulation in the social sciences / Robert Axelrod // Simulating Social Phenomena / Ed.: R. Conte, R. Hegselmann, P. Terna. Berlin: Springer-Verlag, 1997. - P. 21-40. - ISBN 3-540-63329-4

17. Bonabeau, E. Agent-based modeling: methods and techniques for simulating human systems / Eric Bonabeau // Proc National Academy of Sciences. 2002, May, 14. - 99(3). - P. 7280-7287

18. Box, G. E. P., MuIIer, M. E. A note on the generation of random normal deviates / G. E. P. Box, Mervin E. Muller // Ann. Math. Statist. 1958. - Vol. 29, Number 2.- P. 610-611

19. Bratman, M. E. Intention, plans, and practical reason / Michael E. Bratman. -Cambridge, MA: Harvard University Press, 1987. 208 p. - ISBN: 9781575861920

20. Breve Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.spiderland.org/.- Загл. с экрана.

21. Conte, R., Sichman, J. S. DEPNET: how to benefit from social dependence / R. Conte, J. S. Sichman // Journal of mathematical sociology. 1995. - Vol. 20.-P. 161-177

22. Cormas Электронный ресурс. Режим доступа: http://cormas.cirad.fr/en/outil/outil.htm. — Загл. с экрана.

23. Dawson, D., McCuIIoch, K. Managing fatigue: it's about sleep / Drew Dawson, K. McCuIIoch // Sleep Medicine Reviews. 2005. - Vol. 9. - P. 365-380

24. DEVSJAVA Электронный ресурс. Режим доступа: http://acims.eas.asu.edU/SOFTWARE/software.shtml#DEVSJAVA. - Загл. с экрана.

25. Diener, Е. Subjective well-being / Ed Diener // Psychological Bulletin. — 1984. -Vol. 95, No. 3.-P. 542-575

26. Doyle, J., Thomason, R. H. Background to qualitative decision theory / Jon Doyle, Richmond H. Thomason // Artificial Intelligence Magazine. — 1999. — Vol. 20,No. 2.-P. 55-68

27. Easterlin, R. Income and happiness: towards a unified theory / Richard A. Easterlin//The Economic Journal. -2001.- Vol. Ill, No. 473.-P. 465-484

28. EcoLab Электронный ресурс. Режим доступа: http://ecolab.sourceforge.net/. - Загл. с экрана.

29. Editors, The After the crash: How software models doomed the markets / The editors // Scientific American. 2008. - Vol. 299, No. 6, December. - P. 45

30. Epstein, J. M. Generative social science: Studies in agent-based computational modeling / Joshua M. Epstein. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2007. - 352 pp. - ISBN 978-0-691-12547-3

31. Epstein, J. M., Axtell, R. Growing artificial societies: Social science from the bottom up / Joshua M. Epstein, Robert Axtell. Washington, D.C.: Brookings Institution Press, The MIT Press, 1996. - 224 pp. - ISBN 978-0-262-05053-1

32. Eurace Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.eurace.org/. — Загл. с экрана.

33. Farmer, J. D., Foley, D. The economy needs agent-based modelling / J. Doyne Farmer, Duncan Foley // Nature. 2009. - Vol. 460, No. 7256. - P. 685-686

34. Fisher, I. Mathematical investigation in the theory of value and price / Irving Fisher // Transactions of the Connecticut academy of arts and science. — Morehouse & Taylor Press, 1892. Vol. 9. - P. 1-124

35. Frey, B. S. Happiness: A revolution in economics: Munich lectures in economics / Bruno S. Frey. Cambridge, MA: The MIT Press, 2008. - 240 pp. - ISBN 978-0-262-06277-0

36. Graham, C. The economics of happiness / Carol Graham // The new Palgrave dictionary of economics / Eds.: Steven N. Durlauf, Lawrence E. Blume. — 2nd ed. Basingstoke, Hampshire: Palgrave Macmillan, 2008. - ISBN 978-0-33378676-5

37. Growing disparities in life expectancy Электронный ресурс. // A series of issue summaries from the Congressional Budget Office. 2008, April 17. — Режим доступа: http://www.cbo.gov/ftpdocs/91xx/doc9104/04-17-LifeExpectancyBrief.pdf. - Загл. с экрана.

38. Higgins, E. T. Beyond pleasure and pain / E. Tory Higgins // American psychologist. 1997. - Vol. 52, No. 12, December. - P. 1280-1300

39. Higgins, E. T. Self discrepancy theory: a theory relating self and affect / E. Tory Higgins // Psychological review. 1987. - Vol. 94, No. 3. - P. 319-340

40. Hotelling, H. Stability in competition / Harold Hotelling // The Economic Journal. 1929. - Vol. 39, No. 153, March. - P. 41-57

41. Jade Электронный ресурс. Режим доступа: http://jade.cselt.it/. - Загл. с экрана.

42. Jennings, N. R., Wooldridge, М. Agent-oriented software engineering / Nicholas R. Jennings, Michael Wooldridge // Handbook of Agent Technology / Ed.: J. Bradshaw. AAAI/MIT Press, 2000. - P. 1-24.

43. Jennings, N. R. On agent-based software engineering / Nicholas R. Jennings // Artificial Intelligence. 2000. - Vol. 117 - P. 277-296.

44. Kahneman, D., Thaler, R. H. Anomalies: utility maximization and experienced utility / Daniel Kahneman, Richard H. Thaler // Journal of Economic Perspectives. 2006. - Vol. 20, Issue 1. - P. 221-234

45. Kahneman, D., Wakker, P. P., Sarin, R. Back to Bentham? Explorations of experienced utility / Daniel Kahneman, Peter P. Wakker, Rakesh Sarin // The Quarterly Journal of Economics. 1997. - Vol. 112, No. 2. - P. 375-405

46. Lovelock, J. A numerical model for biodiversity / James E. Lovelock // Philosophical Transactions: Biological Sciences / The Royal Society. Lond., 1992.-Vol. 388, No. 1286.-P. 383-391

47. Macal, С. M., North, M. J. Tutorial on agent-based modeling and simulation / Charles M. Macal, Michael J. North // Proceedings of the 2005 Winter Simulation Conference, December 2005 / Ed.: M. E. Kuhl et al.. 2005. - P. 2-15

48. Mas-Collel, A., Whinston, M. D., Green, J. R. Microeconomic theory / Andreu Mas-Collel, Michael D. Whinston, Jerry R. Green. New York: Oxford University Press, 1995. - 1008 pp. - ISBN 978-0-195-07340-9

49. Mason Электронный ресурс. Режим доступа: http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/. - Загл. с экрана.

50. MASS Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.aitia.ai/servicesandproducts/simulationsystems. — Загл. с экрана.

51. MatSim Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.matsim.org/. — Загл. с экрана.

52. NetLogo Электронный ресурс. — Режим доступа: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Загл. с экрана.

53. RaiIsback, S., Lytinen, S., Jackson, S. Agent-based simulation platforms: Review and development recommendations / Steven F. Railsback, Steven L. Lytinen, Steven K. Jackson // Simulation. 2006. - Vol. 82, Issue 9. - P. 609623

54. RePast Электронный ресурс. Режим доступа: http://repast.sourceforge.net/. - Загл. с экрана.

55. Reynolds, С. Boids: Background and update Электронный ресурс. / Craig Reynolds. Режим доступа: http://www.red3d.com/cwr/boids/. - Загл. с экрана.

56. Russell, J. A. Core affect and the psychological construction of emotion / James A. Russell // Psychological review. 2003. - Vol. 110, No. 1. - P. 145172

57. Salop, S. Monopolistic competition with outside goods / Steven C. Salop // The Bell Journal of Economics. 1979. - Vol. 10. - P. 141-156

58. Schelling, Т. C. Dynamic models of segregation / Thomas C. Schelling // Journal of Mathematical Sociology. 1971. - Vol. 1, No. 2. - P. 143-186

59. Schelling, Т. C. Models of segregation / Thomas C. Schelling // The American Economic Review: Papers and proceedings of the Eighty-first annual meeting of the American Economic Association. 1969. - Vol. 59, No. 2. - P. 488-493

60. Schmidt, B. The modeling of human behaviour / Bernd Schmidt. Erlangen: SCS Publishing House, 2000. - ISBN 1-565-55211-3

61. Sesam Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.simsesam.de/. — Загл. с экрана.

62. Starlogo Электронный ресурс. Режим доступа: http://education.mit.edu/starlogo/. - Загл. с экрана.

63. Sugarscape Электронный ресурс. Режим доступа: http://sugarscape.sourceforge.net/. — Загл. с экрана.

64. SWARM Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.swarm.org/wiki/MainPage. - Загл. с экрана.

65. Tesfatsion, L. Agent-based computational economics: Growing economies from the bottom up Электронный ресурс. / Leigh Tesfatsion. Режим доступа: http://www.econ.iastate.edu/tesfatsi/ace.htm. — Загл. с экрана.

66. Tesfatsion, L., Judd, К. L. Handbook of computational economics: Volume 2: Agent-based computational economics / Leigh Tesfatsion, Kenneth L. Judd. Amsterdam: North-Holland, 2006. - 904 pp. - ISBN 978-0-444-51253-6

67. Urban, С. PECS: A reference model for the simulation of multi-agent systems / Christoph Urban // Tools and Techniques for Social Science Simulation / Ed.: Ramzi Suleiman, Klaus G. Troitzsch, G. Nigel Gilbert. Heidelberg: Physica-Verlag, 2000.-P. 83-114

68. Urban, C., Schmidt, B. PECS: Agent-based modeling of human behaviour / Christoph Urban, Bernd Schmidt // AAAI Technical Report. 2001. - FS-01-02.-P. 1-6.

69. Wooldridge, M. Agent-based software engineering / Michael Wooldridge // IEE Proceedings: Software. 1997. - Vol. 144, Issue 1. - P. 26-37