Системная динамика и агентное моделирование фондового рынка
Автор: Bayram Annakov
Предлагаю вашему вниманию размышления Константина Бредюка, учащегося магистратуры ГУ ВШЭ, по поводу семинаров по системной динамике и агентному моделированию, которые я веду в ГУ ВШЭ.
Кстати, на прошедшем семинаре я очертил направления исследования, некоторые из которых коррелируют с предлагаемыми Константином ситуациями для моделирования – читайте подробнее здесь.
Экономическая система непостоянна, она изменяется со временем: появляются новые институты, отмирают старые. Важнее то, что меняются и наши представления об экономической системе: появляются новые экономические теории, старые перестают быть актуальными.
Чем может помочь системная динамика при изучении экономической системы? Одно из важнейших понятий в теории систем и системной динамике – обратная связь. Так вот есть очень важная обратная связь между существующими экономическими теориями и функционирующей экономической системой: то, что мы знаем об экономической системе напрямую влияет на то, что на самом деле в ней происходит, а то, что происходит, влияет на наши теории. Проиллюстрируем эту интересную обратную связь на примере фондового рынка.
Пример с фондовым рынком
На фондовом рынке торгуют трейдеры, они принимают решения о покупке и продаже ценных бумаг. Трейдеры принимают свои решения в соответствии с определенными моделями, которые могут быть как формализованными, так и неформализованными. Эти модели формируются в том числе и на основе существующих экономических теорий, которые являются плодом деятельности исследователей. Исследователи же формируют свои теории, изучая фондовый рынок. Таким образом, мы имеем выраженную обратную связь между теориями и реальным рынком.
Как в такой ситуации мы можем определить, как действительно будет вести себя фондовый рынок? Нам необходимо знать существующие теории и то, какой прогноз они дают. Далее, нам необходимо взвесить прогнозы, даваемые различными теориями, по количеству участников рынка, применяющих ту или иную экономическую теорию. Это и даст нам реальное поведение рынка.
Можно моделировать данную ситуацию с помощью агентного моделирования. В данном случае, агенты – это трейдеры, которые на основе поступающей информации и принятых ими теорий принимают решения о покупке или продаже ценных бумаг. Их теории различны. Мы запускаем в нашу игру n игроков с различными моделями принятия решений. Реальная цена будет формироваться как средневзвешенное от их действий.
Рассмотрим рынок опционов. Опцион – это право на покупку или продажу актива по определенной цене. Соответственно, его цена зависит от стоимости актива. Существует несколько моделей, позволяющих рассчитать цену опциона исходя из цены базового актива:
-
Модель Блэка-Шоулза;
-
Биномиальная модель;
-
Модель Хестона;
-
Модель Монте-Карло;
-
Модель Бьерксунда-Стенслэнда.
Для моделирования рынка опционов с помощью агентного моделирования мы задаем цену базового актива как внешний фактор и запускаем агентов, которые применяют различные теории из указанных выше для принятия решений о покупке или продаже опционов. Точность нашей модели определяется набором учитываемых нами теорий и правильным подбором соотношения агентов, применяющих ту или иную теорию. Мы можем калибровать нашу модель, меняя «веса» теорий с помощью исторических данных о цене опциона.
Таким образом, мы формируем новую модель ценообразования на рынке опционов. Если количество торгующих с ее помощью агентов будет достаточно велико, чтобы оказать значимое влияние на рынок, то нам для получения точных прогнозов необходимо будет брать и нашу модель с определенным весом.
Если кто-то из читателей заработает с помощью данной схемы миллион-другой, не забудьте поделиться
Выводы и обобщения
Данный подход к изучению поведения экономической системы как суммы действий агентов, действующих в соответствии со своими различными и меняющимися во времени теориями, может не ограничиваться фондовым рынком. Рассмотрим, к примеру, популярные теории управления бизнесом. В бизнесе, также как и на фондовом рынке, существуют теории, которые дают рекомендации относительно того, как стоит управлять тем или иным аспектом деятельности организации. Менеджеры организаций склоняются к той или иной теорий и принимают решения в соответствии с ней. Таким образом, реальная экономическая система опять же не описывается одной теорией, а отражает действия менеджеров, использующих различные теории. Так можно упомянуть устаревший подход Форда, более актуальный подход Портера или совсем новые подходы нынешних гуру менеджмента.
Можно рассматривать не компании и их теории, а потребителей. У них также есть свои различные модели экономического поведения. Их модели появляются из практики и из того, что они слышат по радио и телевизору, в частности о том, в какой валюте хранить сбережения или когда стоит изымать деньги из «тонущего» банка. Зная модели поведения потребителей, мы можем моделировать банковскую панику и наплыв на обменные пункты для покупки валюты.
Общая идея данного подхода: нет необходимости искать единственно правильные законы, объясняющие поведение экономической системы, тем более что их существование не гарантировано. Нам необходимо знать существующие у экономических агентов мнения относительно этих законов, ведь эти мнения, в конечном итоге и определяют экономическую реальность. Также необходимо учитывать, что изучение системы может с помощью обратной связи отразиться на поведении системы.
Предложения для семинаров по агентному моделированию
На семинарах по агентному моделированию мы будем создавать собственные модели. Предлагаю вам следующие темы:
-
моделирование фондового рынка (n теорий, у каждой теории свои приверженцы. Изучаем, как будет вести себя рынок в целом. А что, если появятся новые теории?);
-
банковская паника (n групп граждан, у каждой несколько отличные представления о том, когда забирать деньги из банков. Выступает премьер-министр и говорит, что гарантированный объем вкладов снижен вдвое, т.е. изменяются параметры системы. Выступает известный экономист и объясняет, как нужно вести себя гражданам в отношении своих вкладов, т.е. меняются модели поведения граждан);
-
то же самое с курсами валют. (В эфире известной радиостанции выступает авторитетный экономист и рассказывает о том, как принимать решения относительно продажи-покупки валют);
-
рынок недвижимости. Есть покупатели и продавцы. N групп участников со своими моделями поведения (различные цели покупки квартир, различные представления о будущем рынка, различная осведомленность о реальных событиях и т.п.). Выходит отчет известной консалтинговой компании о состоянии рынка недвижимости в США и различные группы участников рынка действуют в соответствии со своими моделями поведения. Публикуется статья авторитетного экономиста, в которой описаны оптимальные стратегии поведения на рынке недвижимости. Изменяется законодательство;
-
рынок с высокой конкуренцией. Издается новая книга с новой стройной теорией о том, как компаниям нужно вести себя на таких рынках, у компаний меняются модели поведения;
-
международная торговля. Автор новой концепции международной торговли получает Нобелевскую премию и государства пересматривают свою политику в области пошлин и правил международной торговли, опять же меняются модели принятия решений;
-
Рынок труда. Различные группы соискателей имеют различные стратегии поведения на рынке труда. Выходит в свет и становится бестселлером книга «Как стать в 10.000 раз эффективнее в работе», в которой описаны правила устройства на работу, позволяющие сделать отличную карьеру. Издается книга «Как управлять персоналом в 10.000 раз эффективнее», в которой предлагается новая модель перемещения сотрудников по вертикальной карьерной лестнице внутри компании. Соответственно меняются модели поведения агентов.
Удачного моделирования!
Тэги: агентное моделирование, системная динамика, теория фирмы
Для системно мыслящих, Статьи | Bayram Annakov | 
May 19, 2009 8:40 am
Динамические системы
By JULU, May 19, 2009 @ 11:40 am
Сюда же можно добавить моделирование динамики населения, миграции, автомобильного движения.
Я кстати недавно прочитала очень интересную статью под названием “Практическое агентное моделирование и его место в арсенале аналитика”, в которой описано агентное моделирование на нескольких интересных примерах:
1)распространения инноваций под воздействием рекламы. Модель в итоге получает s-кривую, которую как-то раз нам показывал Байрам на семинаре на примере интереса к социальным сетям.
2)моделирование системы “хищники-жертвы” или “рыси и зайцы”(популяции животных) с моделированием рождения рысят и зайчат),естественной смертью, охотой, зависящей от местоположения особей, вымиранием рыси там, где съедены все зайцы и т.д.
3)моделирование системы обслуживания
4)динамика употребления алкоголя:)
5)моделирование поведения динамики испаноязычного населения США
В общем, всем интересующимся агентным моделированием читателям рекомендую эту статью
http://soft.mail.ru/journal/pdfversions/278_borschev.pdf
Ответить
JULU Ответ:
May 19th, 2009 at 11:45 am
Байрам, я тебе ее на почту оправила, если что.
Ответить
Bayram Annakov Ответ:
May 19th, 2009 at 1:21 pm
Юлия, спасибо за комментарий и статью! Я также ее рекомендую для всех начинающих (см. пост http://www.empatika.com/blog/agent-modelling-traffic) – так что мы на одной волне прямо
Ответить
By Арсений Нуриджанов, May 19, 2009 @ 12:34 pm
Классные идеи, Константин! задумка про описание фондового рынка прямо захватывает воображение!
Буду следить за вашими успехами. только выкладывайте материалы семинаров.
жаль, что ссылки на модели левые.
Ответить
By Ilia, December 28, 2010 @ 9:37 am
Не могли бы вы порекомендовать литературу по агентным моделям и моделированию вцелом для начинающих. Интересуют основные правила создания и разработки применительно к техническим системам, и то как это можно запрограммировать.
Если вы сумеете что-то посоветовать по моделированию энергетики регионов, то будет вообще здорово.
Ответить
Bayram Annakov Ответ:
January 2nd, 2011 at 3:22 am
Илья, по агентным моделям рекомендую книгу Multiagent systems: a modern approach to distributed artificial intelligence – Gerhard Weiss
а в целом по моделированию даже затрудняюсь, но рекомендую книгу Barry Richmond – Introduction to systems thinking
По поводу моделирования энергетики регионов – я не встречал, но обязательно рекомендую ознакомиться с сетевым анализом (network theory and analysis), потому что через графы рекомендуется исследовать такие вещи. у Duncan Watts есть примеры таких моделей
+ Денис, ты же моделировал энергетику регионов, подскажешь чего?
Ответить
denis.bukin Ответ:
January 3rd, 2011 at 6:16 pm
С удовольствием подскажу. Но для этого надо понимать, какая область региональной энергетики интересна и что конкретно исследуется.
Рынок? Если да, то спрос, предложение или и то, и другое? В долгосрочном плане или в краткосрочном? Каков масштаб, регион – это ОДУ или низкие сети?
Если интересен рынок энергии и мощности, то на что упор? Моделировать стратегии поведение производителей/продавцов можно агентами, но их немного (олигополия) и они разные, так что выигрыш от них небольшой. Стоит ли? Может, стоит воспользоваться системной динамикой? А вот моделировать поведение потребителей точно надо агентами – много, похожие, взаимодействуют друг с другом.
Если не рынок, а техника, то там всё будет иначе. Моделирование технических систем, когда дело не касается поведения людей, хорошо проработано. Если речь о технических системах, частью которых являются люди (множество потребителей, например), то будет интересно воспользоваться наработками в теории сетей и систем и смоделировать поведение людей с помощью агентов.
Если моделируется собственно энергосеть, то, конечно, поможет сетевой анализ.
В-общем, чтобы что-то подсказать, надо больше знать о задаче. Предлагаю встретиться и поговорить. Напишите denis.bukin@empatika.com и договоримся о встрече. Тема интересная, что-нибудь обязательно придумаем.
Ответить