350 rub
Journal Neurocomputers №8 for 2010 г.
Article in number:
Hybrid agent-based models with neural networks
Authors:
A. R. Bakhtizin, N. V. Bakhtizina
Abstract:
The study presents an approach to construct hierarchical dynamic models with macro- and micro level agents. It aims at modeling the behavior of these agents more realistically than currently existing methods. Our approach is based on building hybrid agent-based models, where neural networks are used to formalize the reaction of households on macro system-s signals. Note that agent-based modeling extends traditional modeling. Agent-based modeling may partially include other approaches of imitational modeling. The latter may be employed "inside" an agent-based model when certain agents or objects of the model are formalized. The emergence of agent-based models may be regarded as evolution of modeling methodology: the change from mono models (one model - one algorithm) to multi models (one model - a set of independent algorithms). The methodology we suggest for constructing hybrid agent-based models includes the following stages: 1) Formulation of the goal for modeling the behavior of households. 2) Implementation of a special sociological survey for obtaining data on the reaction of micro level agents on changes in macro economic situation. If the data of existing surveys monitoring the behavior of Russian households (e.g., RLMS or NOBUS) contain enough variables for the set goal, it may also be employed. 3) Specification of the behavior of micro level agents by constructing corresponding neural networks. 4) Formulation of a set of micro level agents which represent the components of an agent-based model or, in other words, an "artificial society". 5) Realization of an economic system in the form of computable general equilibrium model (macro level medium), which determines "medium for functioning" of artificial societies. On the basis of the developed methodology we created a hybrid model for socio-economic system of Russia. Macro economic agents in the model are grouped according to ownership. Micro economic agents in the model are individuals, who make their decisions at the job market.
Pages: 27-39
References
  1. Alekseev, A., Tourdyeva, N., Yudaeva, K., Estimation of the Russia Trade Policy with the Help of the Computable General Equilibrium Model. CEFIR Academic papers. 2003.
  2. Annabi, N., Cisse, F., Cockburn, J., and Decaluwe, B., Trade Liberalization, Growth and Poverty in Senegal: A Dynamic Microsimulation CGE Model Analysis. CIRPEE Working Paper No. 05-12, May 2005.
  3. Bonabeau E., Agent-based modeling: methods and techniques for simulating human systems. Proc. National Academy of Sciences 99(3): 2002. 7280-7287.
  4. Cockburn, J.,Trade Liberalization and Poverty in Nepal: A Computable General Equilibrium Micro Simulation Analysis / Discussion paper 01-18, Centre for the Study of African Economies and Nuffield College (Oxford University). October 2001.
  5. Epstein Joshua M., Remarks on the foundations of agent-based generative social science. Handbook on Computational Economics, Volume II, K. Judd and L. Tesfatsion, eds. North Holland Press. 2005.
  6. Parker, J., A Flexible, Large-Scale, Distributed Agent Based Epidemic Model. CSED Working. 2007. Paper No. 52.
  7. Rutherford, T., Shepotylo, O., Tarr, D., Poverty Effects of Russia-s WTO Accession: Modeling «Real» Households and Endogenous Productivity Effects. / WTO Bank Policy Research Working Paper No. 3473, January 2005.
  8. Бахтизин А. Р. Вычислимая модель «Россия: Центр - Федеральные округа». Препринт # WP/2003/151. М.: ЦЭМИ РАН. 2003.
  9. Бахтизин А. Р. Агент-ориентированные модели экономики. М.: Экономика. 2008.
  10. Бахтизина Н. В.CGE модель конкурирующих партий России // Материалы IV всероссийского симпозиума «Стратегическое планирование и развитие предприятий». М.: ЦЭМИ РАН. 2003.
  11. Бекларян Г. Л. Анализ эффективности экономической политики России с помощью вычислимой модели общего равновесия, описывающей взаимодействие совокупного потребителя, совокупного производителя и государства. Препринт # WP/2002/143. М.: ЦЭМИ РАН. 2002.
  12. Бесстремянная Г. Е., Бахтизин А. Р. Вычислимая модель «Социальная Россия». Препринт # WP/2004/173. М.: ЦЭМИ РАН. 2004.
  13. Борщев А. В.Практическое агентное моделирование и его место в арсенале аналитика ExponentaPRO, #3-4 (7-8), 2004.
  14. Карпов Ю.Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. СПб.: БХВ-Петербург. 2006.
  15. Макаров В. Л. Вычислимая модель российской экономики (RUSEC). Препринт # WP/99/069. М.: ЦЭМИ РАН. 1999.
  16. Макаров В. Л. Искусственные общества / Искусственные общества. 2006. Т. 1. № 1. М.: ЦЭМИ РАН. 2006.
  17. Макаров В. Л., Бахтизин А. Р. Эффективный способ оценки государственной политики // Экономика и управление. 2001. № 4.
  18. Макаров В. Л., Бахтизин А. Р., Бахтизина Н. В.CGE модель социально-экономической системы России со встроенными нейронными сетями. М.: ЦЭМИ РАН. 2005.
  19. Макаров В. Л., Бахтизин А. Р., Сулакшин С. С.Применение вычислимых моделей в государственном управлении. М.: Научный эксперт. 2007.
  20. Макаров В. Л., Бахтизин А. Р. Новый инструментарий в общественных науках - агент-ориентированные модели: общее описание и конкретные примеры / Экономика и управление. 2009. № 12 (50).
  21. Макаров В. Л., Житков В. А., Бахтизин А. Р.Регулирование транспортных потоков в городе - проблемы и решения // Экономика мегаполисов и регионов. 2009. № 3 (27).
  22. Паринов С. И. Новые возможности имитационного моделирования социально-экономических систем. Искусственныесообщества. 2007. №3-4.