[논문 리뷰] Crowd effects and volatility in a competitive market

Neil F. Johnson, Michael Hart외 1명|arXiv (Cornell University)|1998. 11. 16.

Complex Systems and Time Series Analysis참고 문헌 1인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 이귀적, 제한된 이성성을 가진 에이전트가 인과적 추론을 사용하는 두 개의 에이전트 기반 모델—소수자 게임과 바 참석 모델—을 사용하여 경쟁 시장에서의 군중 효과를 조사한다. 집단적 행동이 뭉친 상태에서 발생하는 것이 매크로스코픽 변동성을 크게 증폭시킨다는 점을 입증하며, 이는 개인의 이성 이상의 수준에서 군중 행동이 시장 변동성의 근본적인 원인임을 드러낸다.

ABSTRACT

We present analytic and numerical results for two models, namely the minority model and the bar-attendance model, which offer simple paradigms for a competitive marketplace. Both models feature heterogeneous agents with bounded rationality who act using inductive reasoning. We find that the effects of crowding are crucial to the understanding of the macroscopic fluctuations, or `volatility', in the resulting dynamics of these systems.

연구 동기 및 목표

• 경쟁 시장에서 집단적 행동과 뭉친 상태가 매크로스코픽 변동성에 미치는 영향를 이해하는 것.
• 실제 세계의 경쟁 행동을 반영하는 단순한 에이전트 기반 패러다임을 사용하여 시장 역학을 모델링하는 것.
• 체계적 변동성 형성에 있어 인과적 추론과 제한된 이성성의 역할을 조사하는 것.
• 군중 효과가 우세하고 변동성을 증폭시키는 조건을 규명하는 것.

제안 방법

• 소수자 게임 모델은 자원이 부족한 상황에서 두 옵션 중 하나를 선택하여 소수자에 속하려는 경쟁을 시뮬레이션한다.
• 바 참석 모델은 행사에 참석할지 여부를 예상 인파 크기와 과거 결과에 기반해 결정하는 과정을 시뮬레이션한다.
• 에이전트들은 과거 결과를 바탕으로 미래 행동을 예측하기 위해 인과적 추론을 사용한다.
• 두 모델 모두 제한된 정보와 제한된 이성성을 가진 이질적인 에이전트를 사용하여 실제 시장 참가자를 모방한다.
• 수치적 시뮬레이션과 해석적 해법을 사용하여 기대되는 체계 수준의 역학과 변동성을 연구한다.
• 변동성은 집합적 시장 활동의 분산으로 측정되며, 이는 뭉친 상태가 변동성을 어떻게 증폭시키는지 드러낸다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 군중 효과는 경쟁 시장 시스템의 변동성 수준에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 제한된 이성성을 가진 에이전트 간의 인과적 추론은 체계적 변동성에 얼마나 기여하는가?
• RQ3 개인의 의사결정을 초월하여 군중 행동은 매크로스코픽 변동성 생성에 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 소수자 게임과 바 참석 모델은 실질적인 시장 역학을 얼마나 잘 반영하는가?
• RQ5 단순한 에이전트 기반 모델은 집단적 행동을 통해 관찰된 시장 변동성 패턴을 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 군중 효과는 개별 에이전트가 제한된 정보에 기반해 이성적으로 행동하더라도 매크로스코픽 변동성의 주요 원인이다.
• 에이전트들이 유사한 인과적 규칙을 따르고 타인의 행동을 예측할 경우 변동성이 크게 증가한다.
• 모델들은 외부 충격이 아닌 집단적 의사결정에서 기인하는 내재적 변동성이 있음을 보여준다.
• 소수자 게임은 척도 무관성 변동성 패턴을 나타내는 파워-법칙 분포를 보이며, 이는 척도 없는 변동성 패턴을 의미한다.
• 바 참석 모델은 인파 크기를 과도하거나 과소 평가할 경우 진동적이고 변동성이 큰 참석 패턴을 유도함을 확인한다.
• 두 모델 모두 제한된 이성성과 인과적 추론이 지속적이고 평형이 아닌 역학적 동역학과 높은 변동성을 이끌어낸다는 것을 보여준다.