Моспан Анна Анатольевна Магистр ДонНТУ

Автореферат за темою

«Моделювання динаміки ринкових цін на базі павутиноподібної моделі ціноутворення»


План:

Введення

  Дослідження в сфері ціноутворення на основі «павутиноподібної» моделі почали стрімко розвиватися за останні два десятиліття. Проблема стійкості, стабільності ринкової рівноваги, має важливе економічне значення. Якщо ринок досягає рівноваги під впливом лише своїх внутрішніх сил, тобто за рахунок саморегуляції, це означає, що додаткове зовнішнє регулювання ринку не вимагається: ринок сам здатний підтримувати свою збалансованість. Якщо ж рівновага нестійка, то регулювання ринку стає настійно необхідним. З огляду на що відбуваються кризові явища в країні, українському ринку необхідний грамотний механізм його регулювання і відновлення.
  «Павутиноподібна» модель — одна з динамічних моделей ціноутворення, яка описує наступний процес: траєкторію коригування цін і обсягу виробництва при русі від одного стану рівноваги до іншого. Ця модель може використовуватися для опису коливань цін на ринку сільськогосподарської продукції, на біржовому та інших ринках, де пропозицію реагує на зміни цін з деяким запізненням.

Процес находження оптимума за допомогою

Рис. 1 - Процес находження рівноважної ціни за допомогою павутиноподібної моделі ціноутворення (gif-анімація, 11 кадров, 6 циклів повторення, обсяг 76 Кб, реалізований в програмі MP GIF Animator)

Актуальність

  Ідея загальної економічної рівноваги сягає своїм корінням до робіт економістів-класиків, починаючи від Сміта. Принципова можливість досягнення загальної рівноваги в умовах досконалої конкуренції в математичній формі вперше була висловлена Л. Вальрасом. Надалі темою займався Маршалл ("фундаментальна симетрія"), і його подальший опозиціонер італійський економіст П'єро Сраффа.

  Сучасний аналіз проблеми ринкової рівноваги зайшов далеко від свого початкового розгляду, але все, що було закладено раніше, є невід'ємним фундаментом подальших досліджень в даній області. Зараз аналізуються нелінійні випадки, з виникаючою ринкової нестабільністю і хаосом. Найбільш відомими вченими, які проводять розробки з «павутиноподібної» моделлю є: C. Chiarella, C. H. Hommes, B. Finkenstadt, R. V. Jensen, R. Urban, A. Matsumoto та інші.   Серед вітчизняних дослідників можна виділити Чумаченко Н.В., Лисенко А.І., Шевченко В.В., Борівська Т.М. та інші. Активні дослідження відбуваються в Центрі нелінійної динаміки в економіці та фінансах в Амстердамі (Center for Nonlinear Dynamics in Economics and Finance, CENDEF).

Наукова значимість роботи

  В даний час побудова нелінійних павутиноподібних моделей для вітчизняних ринків не користується популярністю ні серед економістів, ні серед математиків України (на відміну від закордонних вчених). Дослідженнями, проведеними в даній роботі, хотілося б задати новий науковий напрямок в нашій країні, яка вимагає подальшого, більш серйозного, розвитку. Для вивчення даної проблематики хотілося б скористатися як вже відомими математичними пакетами, так і новим програмним забезпеченням, яке до цих пір в Україні не застосовувалося.

Практична цінність результатів

  На практиці, найбільшу цінність становлять прогнозування можливого поводження системи і висунення рекомендацій про те, як необхідно приймати рішення в системі управління, щоб забезпечити стійкий стан. Тому, дослідження в даній моделі покликані визначити характеристики попиту та пропозиції, завдяки яким системі управління можна встановити коригування прийняття рішень стосовно нового попиту на продукцію і послуги в майбутньому, що дозволяють позбутися від існуючої нестійкості.

   У роботі ми постаралися наблизитися до реальних економічних умов. Тому ми досліджуємо нелінійну модель ціноутворення і, природно, в цьому випадку ситуація набагато ускладнюється. Поведінка такої моделі може переходити до хаотичної. Для вивчення й коректного аналізу такої системи, ми покладаємося на концепції нелінійності та біфуркацій. Наочне уявлення моделей дозволяє виконати розробка нідерландських учених — програма «E&F Chaos».

Огляд існуючих розробок і досліджень по темі

  Як вже згадувалося, серед вітчизняних досліджень з даної теми, не знайдено практично нічого, що могло представляти інтерес. Тим не менше, можу виділити дослідження Вінницького національного технічного університету, а саме Борівської Т.М., яка у своїх розробках узагальнила функції попиту і пропозиції в павутиноподібній моделі. Автор вводить функцію попиту як параметризованих логістичну залежність, яка має наступний вигляд:

Lv(p,n,ω,a,s)=монот_зменш_функція(ціна, вогн, частота, ампл, старт_ціна).

  І задає узагальнену функцію виробництва, яка виглядає наступним чином:

Lv(x,n,ω,a)=монотонный_зрост_функции(ціна,вогнутість,частота,амплітуда).

  Головним обмеженням в побудованій моделі передбачається місткість ринку.

  На цьому перелік українських досягнень закінчується (принаймні, при моїх здібностях пошуку).

  Зовсім інша ситуація спостерігається в науковій думці закордонних вчених. Павутиноподібної моделлю, її різними модифікаціями та ускладненнями займається весь світ. Особливі дослідження проводяться в Північно-Східній Азії (Китай, Японія, Корея та ін), в Західній Європі (Нідерланди та ін) і в південно-західній частині Тихого океану (Нова Зеландія, Австралія та ін.)

  Значний крок був зроблений професором в економічній динаміці Dr Cars H. Hommes. Ця людина заснувала в жовтні 1998 року, при Університеті Амстердама, Центр нелінійної динаміки в економіці та фінансах, який і проводить серйозні дослідження над нелінійними економічними моделями. Cars Hommes написав чималу кількість праць з вивчення й аналізу павутиноподібної моделей. Він розробив різні види павутинових моделей:

  • Брав до уваги концепцію адаптивних очікувань у павутинних моделях з єдиним виробником для дослідження появляючогося дивної і хаотичної поведінки.
  • Разом з дослідниками Jensen та Urban використовував лінійну функцію попиту з нелінійною функцією пропозиції. Ці дослідження показали, що нелінійна павутиноподібна модель може пояснювати різні нерегулярні флуктуації, які мають місце в реальних економічних даних.
  • Подальші дослідження торкнулися неоднорідних учасників фінансового ринку.

  Вивченням павутиноподібної моделі з неоднорідними виробниками займалися і вчені австралійської Школи фінансів та економіки і Університету технологій в Сіднеї (School of Finance and Economics, University of Technology, Sydney) — Carl Chiarella, Xue-Zhong He і Peiyuan Zhu.

  Paul Bedford і Chris Bloor побудували павутиноподібну модель ціноутворення для фінансової стабілізації в Новій Зеландії.

  Павутиноподібну модель будували для різних ринків:

  • японськими дослідниками була побудована модель для ринку сільськогосподарської продукції;
  • американцями — для ринку працевлаштування медсестер;
  • китайськими та корейськими економістами-математиками для ринків майна;
  • і т.д.

   Окремим напрямком в аналізі павутиноподібної моделі ціноутворення є дослідження її хаотичного поведінки, станів, при яких виникають біфуркаційні коливання цін.

  Павутиноподібну модель можна розглядати як дискретну нелінійну систему. А як відомо, такі системи схильні до хаотичного поведінки при певних параметрах. Такі системи є дуже чутливими від початкових умов. Чутливість від початкових умов означає, що навіть як завгодно близькі траєкторії з плином часу розходяться на кінцевій відстані, тобто прогноз траєкторії на тривалий час виявляється неможливий. При цьому кожна траєкторія залишається обмеженою, що суперечить інтуїтивному розумінню нестійкості, заснованому на досвіді роботи з лінійними системами.

   Хаотичний рух описується дивними атракторамі, які дуже складні і мають багато параметрів. Дивні аттрактори з'являються в як у безперервних динамічних системах (типу системи Лоренца) і в дискретних (наприклад відображення Хенона (Hеnon)). Деякі дискретні динамічні системи названі системами Жуліа за походженням. І дивні аттрактори, і системи Жуліа мають типову рекурсивну, фрактальну структуру. Теорема Пуанкаре-Бендіксона доводить, що дивний атрактор може виникнути в безперервній динамічній системі, тільки, якщо вона має три або більше вимірів. Проте це обмеження не працює для дискретних динамічних систем. Дискретні двух- і навіть одномірні системи можуть мати дивні аттрактори.

  Тому, одним із завдань сьогоднішнього дослідження павутиноподібних моделей є аналіз виникаючих атракторів (регулярних і дивних); вивчення чутливості цін у часі, і виділення основних факторів і параметрів, які повинні бути обережно регулювати.

  Наступним завданням є продовження спроб стабілізації виявленого хаотичного поведінки систем, перетворення його на регулярне. Даний напрямок розвивається стрімко, і до справжнього моменту вже написано достатня кількість робіт, пов'язаних саме зі стабілізацією хаотичного поведінки в павутиноподібних моделях.

  Серед основних методів, які використовують для вирішення цієї проблеми, найчастіше використовують метод зворотного зв'язку чи метод Пірагаса.

  Дивно, що метод зворотного зв'язку був запропонований у 1990 р. Дж. Йорк із співавторами, в якому затверджувалася можливість істотної зміни властивостей хаотичної системи за допомогою вельми малого зміни її параметрів. У статті було зроблено висновок, що навіть мале керування у вигляді зворотного зв'язку, прикладеного до нелінійної (хаотично коливаючої) системі, може корінним чином змінити її динаміку й властивості (наприклад, перетворити хаотичний рух на періодичний).

  Робота породила лавину публікацій, в яких іноді експериментальним шляхом, а частіше шляхом комп'ютерного моделювання, демонструвалося, як управління (зі зворотнім зв'язком чи без нього) може впливати на поведінку різноманітних реальних і модельних фізичних систем. Запропонований у роботі метод управління почали називати методом OGY за початковими буквами прізвищ авторів, а кількість посилань на роботу до 2002 р. перевищила 1300.

  Згодом були запропоновані й інші методи перетворення хаотичних рухів у періодичні. Одним з найбільш ефективних і виявився метод зворотного зв'язку з запізненням (метод Пірагаса), що припускає використання єдиного часу запізнювання або ланцюжка кратних часів. Застосовуються й деякі інші існуючі методи нелінійного та адаптивного управління.

Опис отриманих результатів

  Пропонована модель є дискретною нелінійною динамічною системою формування цін на ринку нерухомості. Процес моделювання включає себе наступні кроки:

  • Постановка задачі та її обгрунтування.
  • Виділення основних функцій моделі та її параметрів.
  • Вираз виділених функцій в нелінійному виді.
  • Завдання значень параметрів.
  • Програмна реалізація моделі.
  • Аналіз отриманих графіків і результатів.
  • Зміна регульованих параметрів і аналіз отриманих результатів.
  • При хаотичномій поведінці системи — спроби управління системою в напрямку стабілізації її поведінки.
  • Представлення отриманих результатів і видача можливих рекомендацій.

  У процесі моделювання будуть реалізовані і аналізовані графіки чутливості цін у часі, які покажуть поведінку системи; класичний графік павутиноподібної моделі з оптимальними значеннями ринкових цін; графіки атракторів для основних параметрів моделі та вивчення системи при їх незначній зміні (перевірка системи на чутливість до початкових умов, тобто визначення, чи є поведінка системи хаотичною), визначення структури отриманих атракторів (регулярні або дивні (фрактальні)); побудова максимальних експонент Ляпунова, які також оцінюють поведінку системи і показують розбіжність (сходження) траєкторій вздовж різних координат; реалізація 2-D діаграм біфуркацій логістичного відображення, які будуть говорити про рух динамічної системи.

  Управління системи буде відбувається завдяки методу Пірагаса (говорилося вище), або можливо будуть запропоновані деякі модифікації методу, безпосередньо до даного типу системи.

  Як бачимо, всі наші спроби зводяться до вивчення поведінки динаміки ринкових цін у павутиноподібній моделі ціноутворення. На нашу думку такий аналіз буде мати інтерес в умовах переходу української економіки до ринкової, що затруднився із настанням світової кризи.

Висновки

  Сьогодні вивчення павутиноподібної моделі пішло далеко вперед від її класичного уявлення. Ця модель дозволяє дізнатися досить серйозно про внутрішній механізм ціноутворення, визначити основні параметри, що впливають на систему, і проаналізувати її поведінку. Зараз це не просто економічна модель — це складний математичний аналіз, що дозволяє пояснити, надалі не до кінця ясний, процес зміни ціни і вивести схему коректного управління цінами на ринку.

При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2010 року. Повний текст по темі можуть бути отримані уавтора або його керівника після зазначеної дати.

Література

  1. Лебедев В.В. Компьютерное моделирование рыночных механизмов // Природа, №12 — 2001 [Элекстронный ресурс] / Библиотека Vivos Voco Александрa Шкробa, - http://vivovoco.ibmh.msk.su/VV/JOURNAL/NATURE/12_01/MODEC.HTM
  2. Шевченко В.В. Использование паутинообразной модели для принятия перспективных решений // Наукові праці ДонНТУ, Серія економічна, Випуск 87, с. 142-146
  3. Cees Diks, Cars Hommes, Valentyn Panchenko, Roy van der Weide E&F Chaos: A User Friendly Software Package for Nonlinear Economic Dynamics, Amsterdam, 2008. - 26 с. [Электронный ресурс] / Официальный сайт Центра нелинейной динамики в экономики и финансах (CeNDEF), - http://www1.fee.uva.nl/cendef/publications/papers/cendef-06-15.pdf.
  4. Боровская Т.М. Моделювання і оптимізація процесів розвитку виробничих систем з урахуванням використання зовнішніх ресурсів та ефектів освоєння // Монографія. - Вінниця, 2009, с. 36-46. [Электронный ресурс] / Сайт Винницкого национального технического университета, - http://universum.vinnica.ua/txt/Borovska-Model_iOptProcesivRozvVyrobSystem312.pdf
  5. Junhai Ma and Lingling Mu Complex Dynamics in a Nonlinear Cobweb Model for Real Estate Market // Discrete Dynamics in Nature and Society, - China, 2007. - 14 с. [Электронный ресурс]/Сайт электронной библиотеки математики, - http://www.emis.de/journals/HOA/DDNS/Volume2007/29207.pdf
  6. Cars H. Hommes Heterogeneous agent models in economics and finance // University of Amsterdam, Tinbergen Institute, CeNDEF, - Amsterdam, 2005. - 70 с. [Электронный ресурс] / Сайт института Тинберген, - http://www.tinbergen.nl/discussionpapers/05056.pdf
  7. Carl Chiarella, Xue-Zhong He, Peiyuan Zhu Fading memory learning in the cobweb model with risk averse heterogeneous producers // School of Finance and Economics. - Australia, 2003. - 45 с. [Электронный ресурс] / Сайт Центра количественных научных исследований в финансах(Quantitative Finance Research Centre), - http://www.qfrc.uts.edu.au/research/research_papers/rp108.pdf
  8. Paul Bedford, Chris Bloor A cobweb model of financial stability in New Zealand // Discussion Paper Series, - New Zealand, 2009. - 22 с. [Электронный ресурс] / Reserve Bank of New Zealand, - http://www.rbnz.govt.nz/research/discusspapers/dp09_11.pdf
  9. Akio Matsumoto Ergodic Cobweb Chaos // Discrete Dynamics in Nature and Society, Niigata University - Japan, 1996, Vol. 1, c. 135-146 [Электронный ресурс] / The Electronic Library of Mathematics , - http://www.emis.ams.org/journals/HOA/DDNS/1/2135.pdf
  10. Nimish J. Adhia The Labor Market of Nurses: A Cobweb Model // Illinois Wesleyan University - USA, 2003. - 24 c. [Электронный ресурс] / Digital Commons, - http://digitalcommons.iwu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1001&context=econ_honproj
  11. Sherry Zhefang Zhou, Helen Xiaohui Bao Modelling price dynamics in the Hong Kong property market // Theoretical and Empirical Researches in Urban Management, Special Number 1S, - Hong Kong, 2009 - с. 19 [Электронный ресурс] / Сайт теоретических и эмпирических исследований в градостроительном проектировании, - http://www.um.ase.ro/No1S/2.pdf
  12. J. M. Gaffney , C. E. M. Pearce Memory, market stability and the nonlinear cobweb theorem // The University of Adelaide, - Australia, 2002. - с. 547-555 [Электронный ресурс] / Australian Mathematical Society, - http://www.austms.org.au/Publ/Jamsb/V45P4/pdf/2009.pdf
  13. Теория хаоса. Материал из Википедии — свободной энциклопедии [Электронный ресурс]/Википедия, - http://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_хаоса.
  14. Кроновер Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. Москва: Постмаркет, - 2000. - 352 с.

© Моспан А.А. 2010