Системная динамика и агентное моделирование фондового рынка

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!

7 отзывов

• 

  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

Ссылки на эту статью

Оставить отзыв