[论文解读] The (Computational) Social Choice Take on Indivisible Participatory Budgeting

Simon Rey, Schmidt, Felicia+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 1, 2023

Game Theory and Voting Systems被引用 16

一句话总结

本综述从社会选择视角回顾了不可分割参与式预算的文献，详细介绍投票表格、聚合规则、公平性概念、公理、算法及扩展。

ABSTRACT

In this survey, we review the literature investigating participatory budgeting as a social choice problem. Participatory Budgeting (PB) is a democratic process in which citizens are asked to vote on how to allocate a given amount of public money to a set of projects. From a social choice perspective, it corresponds then to the problem of aggregating opinions about which projects should be funded, into a budget allocation satisfying a budget constraint. This problem has received substantial attention in recent years and the literature is growing at a fast pace. In this survey, we present the most important research directions from the literature, each time presenting a large set of representative results. We only focus on the indivisible case, that is, PB problems in which projects can either be fully funded or not at all. The aim of the survey is to present a comprehensive overview of the state of the research on PB. We aim at providing both a general overview of the main research questions that are being investigated, and formal and unified definitions of the most important technical concepts from the literature.

研究动机与目标

• 提供在社会选择框架下关于不可分割参与式预算（PB）的统一、形式化概述。
• 将投票表格（基数票、 approval、序数票）进行分类与比较及其对 PB 的影响。
• 调查不可分割 PB 中基于福利的规则、公平性概念、公理性属性以及算法方法。
• 展示标准 PB 模型的变体与扩展，并与实践及相关领域相联系。

提出的方法

• 定义标准 PB 投票模型 I = <P, c, b>，其中包含项目、成本和预算。
• 将投票表格分为基数型和序数型，包括批准票、多背包、t-approval 和累积票。
• 引入满意度概念以及投票表格如何为代理人引出效用或满意度。
• 调查用于结果确定的规则（基于福利最大化、顺序帕格曼、最大最小、等份额等）。
• 讨论公平性概念（合理代表、核心、定价能力、比例性）及公理（穷尽性、单调性、策略防报性）。
• 概述 PB 模型的算法问题及变体/扩展（端到端过程、不确定性、权重、分布约束）。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不可分割 PB 中，哪些投票表格在信息征集与实用性之间取得最佳平衡？
• RQ2 在不同投票表格下，各种 PB 规则在福利、公平与公理方面的表现如何？
• RQ3 哪些公平性概念（JR、核心、定价能力、比例性）在不可分割 PB 中是适用且可处理的？
• RQ4 将标准 PB 模型扩展到更丰富的设置和不确定性，其计算和实际影响是什么？

主要发现

• 赞成票在实践和文献中最为广泛使用，尽管它们传递的信息有限。
• 多背包票在最坏情况下可能产生低质量的决策，造成失真负向影响。
• 失真分析显示不同投票表格的理论保障各异，在确定性情形下某些格式可能产生更差或无界的失真，在随机化下有改进界限。
• 实证实验（如 Fairstein、Benadè、Gal 2023）表明在研究的格式中，k-approval 投票在时间、易用性与表达力方面具有优势。
• 丰富的公平性概念（如 JR、核心、定价能力、比例性）提供多种视角来评估 PB 结果，并辅以公理（穷尽性、单调性、策略防报性）指导规则设计。
• 文献还涵盖用于结果确定与福利最大化的广泛算法方法，以及超出标准模型的众多变体和扩展。