Agent Based Model金融市场建模

1.ABM给复杂系统建模

概念：
于松民，战略咨询研究院

系统：钱学森认为，系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分`

建模通常把一个系统刻画三部分：

1. 状态变量（输出）:描述系统的状态
2. 控制变量（输入）:外界的刺激
3. 变量间关系：

比如最简单的这样一个情景，一个小球静止在桌面上，外界施加一个外力给小球之后，小球在桌面运动起来。

描述小球状态 ： 1小球的 location位置、 2小球的速度 3 小球的加速度 这些都是状态变量。

外界施加的外力（多大的外力？ 这个是小球无法控制的）： 这个是外界的输入，小球状态无法控制的，所以是控制变量。

控制变量和状态变量之间的一些关系：使用公式描述，

金融系统如何抽象？
外界刺激：提高税收，减少企业补贴。这些 就是控制变量

最后这些刺激会影响状态变量，

复杂系统：

从微观到宏观的跃迁，水分子聚集之后可能形成漩涡（与1个水分子个体是无关的，“涌现”），多个音符集成形成音乐。
后半段：

系统建模:

输入如何影响输出的，猜测这种关系，在不断修正这种猜测，最终达到预测。

1状态变量：直接可以看到的状态
2控制变量：外界的刺激，也是可视
3关系：需要猜测，

建模第一步：确定系统的边界：哪些是控制哪些是状态变量。

经济学模型：
1 market model： 关注 供给，需求， 决定了 price，q 交易量。
如天气炎热导致冰淇淋的需求，价格升高了。
控制 ： 天气，状态：需求，价格

2 行为主体建模（消费者，厂商）：
比如厂商大规模生产并不能影响市场价格，毕竟市场大，厂商多，个别厂商的生产力不足以影响整个市场，
所以这个时候是市场价格是外界刺激来影响厂商主体。

建模第二步：

构建关系： 猜测Input oupunt 之间的规律，在通过多次输入输出数据来证明，可能错误的话，还存在多次修正
作用
1 系统预测（系统走向），
2系统控制（比如某些控制变量的最小的消耗，系统达到某个目的，某个走向）（某些宏观手段，控制房价） 这种动态问题，一般都难以达到，
（比如国家的一些政策，能源转化率，终端的能耗等等，使用最小的代价，达到低碳转型，每年减低多少碳排放） 也是动态问题，

复杂系统比简单系统差别：
1 复杂系统内部的组成对象 是相互影响的，
2 主体自己的智能（根据历史数据学习，基于目标调整自己行为）

agent model给系统建模三个方面：

1. 每一个agent 个体 包括 [1variable 状态 ,2function行为]

比如每一个agent的状态包括： 自己存款量，满足程度，掌握多少社会信息等
比如每一个agent的行为包括：买入，卖出

2. agent 互动所处的环境：比如股票市场，期货市场，石油市场，债券市场等等 各有不同。
   所处环境是否能得到信息？ 比如是否实时看到股票大盘，走势。是否能得到历史统计数据等。

3. agent 互动机制：比如agent之间如何之间交易股票的，
   bid oder 买家买股票，ask oder 卖家卖出股票。
   把买卖意愿提交给系统之后。生成(price , volumns)，对于买家不高于xxxxprice 买股票xxxvolumns股。 卖家不低于xxxxprice 卖出xxxxvolumns股。
   【就是一个价格形成机制】

状态变量 ，agent的variable，agent 互动机制里面的一些
控制变量，
关系，

国内资金管控严格，不容易流向海外市场，那么股票市场的房地产市场之间类似于跷跷板之间的关系，比如卖出房子的资金流向炒股 这种行为 就算是一种外界刺激（控制变量）

agent给经济系统建模：

1 系统包含相互影响的主体
2 主体的自我学习，不断调整行为
3 涌现： 个体交易并不会出现泡沫，但是群体之间交易会出现 泡沫现象

补充 经典经济学：
经济实用： 在满足一定目标下，总成本最小。
在一定总成本下，总收益最大。

在商品稀缺，消费者竞争的条件下，通过价格机制来解决商品的所有权问题。
关键就是 供给（商品是否稀缺），需求（是否有消费者竞争） 决定价格高低。

假如以厂商主体的话：
价格上升，供应业上升，

横轴，供应

消费者主体的话：
价格下降，需求也就下降。

那么 整个社会供给和需求曲线来看呢？

三个厂商的供给曲线，整个社会的供给曲线就是 所有厂商的曲线加起来

同理 社会的需求曲线也是消费者需求加起来

这个模型没有考虑 厂商供给之间的影响，消费者之间需求的互相影响。
把社会的需求和供给合在一张图上

社会的需求和供给的 焦点p*。这个是需求和供给的意图量。
理想化状态，叫做市场出清

上面图 市场价格price高于p* 出清价格：供给大于需求，价格会回落p*。

price价格低于p* ，需求大于 供给，price会升高到p*

经典经济学 均衡位置 ，就保证了 价格的稳定。

古典经济学的局限性：
1没有考虑主体的自我学习，
2过于关注的均衡位置，
3但是弱化了模型的动态演化。

1.1 市场交易

把市场当成一个动态的过程，每时每刻都在发生交易，从而影响价格
这样的情况就没有市场出清，就被股票这种机制所替代了。

连续双拍卖机制。

1.2 技术扩散

1.3 交通系统

2.ABM用于金融市场建模

2.1Santa Fe Institute(SFI股票市场建模)

大概1990年左右的股票市场的模型

圣塔菲研究所SFI：复杂系统权威的研究所。

blake lebaren的论文基本上必引的。

2.2 Genova 股票市场建模

2000年之后的股票市场的模型

2.3 通用abm金融市场建模