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基于经济主体模型的自动化和分布式统计分析。 (英语) Zbl 1514.62332号

摘要:我们提出了一种新的方法来统计分析随机模拟模型,特别是基于代理的模型(ABM)。我们的主要目标是提供全自动、模型相关和工具支持的技术和算法,以检查仿真和执行反事实分析。我们的方法:(i)建模者易于使用,(ii)提高结果的再现性,(iii)优化建模者机器的运行时间,(iv)自动选择所需的模拟和模拟步骤数量,以达到用户特定的统计置信度,以及(v)自动化各种统计测试。特别是,我们的技术旨在区分模型的瞬态动力学及其稳态行为(如果有),估计两个“阶段”的特性,并提供模拟过程(非)遍历性的指示,这反过来又允许人们衡量稳态分析的可靠性。估算具有统计保证,允许在计算实验之间进行稳健的比较。为了证明我们的方法的有效性,我们将其应用于文献中的两个模型:大规模宏观金融ABM和小规模预测市场模型。与之前对这些模型的分析相比,我们获得了新的见解,我们能够识别并修正一些错误的结论。

MSC公司:

62第20页 统计学在经济学中的应用
62E10型 统计分布的特征和结构理论
62J15型 配对和多重比较;多次测试
62-08 统计问题的计算方法
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参考文献:

[1] Agha,G。;Palmskog,K.,《统计模型检验调查》,ACM Trans。模型。公司。模拟。,28, 1, 6:1-6:39 (2018)
[2] Alexopoulos,C。;Goldsman,D.,分批还是不分批?,ACM建模与计算机仿真汇刊(TOMACS),14,1,76-114(2004)·Zbl 1390.65018号
[3] Alexopoulos,C。;Seila,A.F.,在模拟实验中实现批量平均方法,第28届冬季模拟会议论文集,214-221(1996),IEEE计算机学会:IEEE计算机学会,美国华盛顿特区
[4] 安·G。;Wilensky,U.,《从人工生命到电子医学》(Komosinski,M.;Adamatzky,A.,《软件中的人工生命模型》(2009),Springer London:Springer伦敦),183-214
[5] 奥斯汀,S.R。;迪亚辛格,I。;Altman,N.,《多重假设检验:综述》,《印度社会农业统计杂志》,68,2,303-314(2014)
[6] Barde,S.,《金融市场中基于代理的羊群模型的直接比较》,《经济动态与控制杂志》,73329-353(2016)·Zbl 1401.91456号
[7] ter Beek,M.H。;Legay,A。;Lafuente,A.L。;Vandin,A.,高度(可重新)配置系统定量建模和分析框架,IEEE Trans。软件工程,46,3,321-345(2020)
[8] ter Beek,M.H。;Legay,A。;Lluch-Lafuente,A。;Vandin,A.,《利用统计模型检查对软件产品线的概率模型进行定量分析》,《SPL工程中形式化方法和分析研讨会论文集》,FMSPLE@ETAPS(预计到达时间)2015年4月11日,英国伦敦,56-70(2015)
[9] ter Beek,M.H。;莱盖,A。;Lluch-Lafuente,A。;Vandin,A.,《使用RisQFLan进行定量安全风险建模和分析》,计算机。安全。,109, 102381 (2021)
[10] 贝尔兹纳,L。;德尼古拉,R。;Vandin,A。;Wirsing,M.,《重写逻辑、规范、代数和软件中的推理(on)服务组件集成》,188-211(2014),Springer
[11] 贝尔茨纳。;Hennicker,R。;Wirsing,M.,《Onplan:基于仿真的在线计划框架》,组件软件的形式方面,1-30(2016),Springer
[12] Y.本杰米尼。;Hochberg,Y.,《控制错误发现率:一种实用而有力的多重测试方法》,《皇家统计学会杂志:B辑(方法学)》,57,1,289-300(1995)·Zbl 0809.62014号
[13] Y.本杰米尼。;Liu,W.,在独立性下控制错误发现率的逐步下降多假设测试程序,J Stat Plan Inference,82,1-2,163-170(1999)·Zbl 1063.62558号
[14] Y.本杰米尼。;Yekutieli,D.,《依赖性多重测试中错误发现率的控制》,《Ann Stat》,1165-1188(2001)·Zbl 1041.62061号
[15] Beygelzimer,A。;Langford,J。;Pennock,D.,《kelly betters预测市场的学习绩效》,arXiv预印本arXiv:1201.6655(2012)
[16] Billingsley,P.,《概率与测度》(1995),John Wiley&Sons·Zbl 0822.60002号
[17] Bortolussi,L。;Milios,D。;Sanguinetti,G.,《统计模型检查和系统设计中的机器学习方法——教程》,(Bartocci,E.;Majumdar,R.,《运行时验证——第六届国际会议》,RV 2015,奥地利维也纳,2015年9月22日至25日。会议记录(2015),施普林格),323-341
[18] 博塔齐,G。;Giachini,D.,《重复预测市场中扩散近似下的财富和价格分布》,Physica a,471,473-479(2017)·Zbl 1400.91189号
[19] 博塔齐,G。;Giachini,D.,《赌博、选择和运气:重复赌博市场的长期分析》,《熵》,21,6,585(2019)
[20] 博塔齐,G。;Giachini,D.,《远离疯狂人群:预测市场的集体智慧》,《定量金融》,2019年第19期,第9期,第1461-1471页·Zbl 1420.91541号
[21] 布朗,D.G。;第页,S。;Riolo,R。;Zellner,M。;Rand,W.,《路径依赖与基于主体的土地利用空间模型验证》,《国际地理信息科学杂志》,19,2,153-174(2005)
[22] Caiani,A。;戈丁,A。;Caverzasi,E。;加勒加蒂,M。;金塞拉,S。;Stiglitz,J.E.,《基于代理的股票流一致性宏观经济学:走向基准模型》,《经济动态与控制杂志》,69,375-408(2016)·Zbl 1401.91330号
[23] Caiani,A。;鲁索,A。;Gallegati,M.,《不平等会阻碍创新和增长吗?ab-sfc分析,《进化经济学杂志》,29,1,177-228(2019)
[24] Carley,K.M。;弗里斯马,D.B。;Casman,E。;Yahja,A。;奥尔特曼,N。;陈,L.-C。;卡明斯基,B。;Nave,D.,《生物战:生物攻击的可扩展代理模型》,IEEE系统、人和控制论汇刊——A部分:系统和人类,36,2,252-265(2006)
[25] Carrella,E.,估算模拟参数时没有免费午餐,《人工社会与社会模拟杂志》,24,2,7(2021)
[26] Chow,S.-C。;邵,J。;Wang,H.,基于非中心t统计量的平均值比较样本量计算注释,生物医药统计杂志,12,4,441-456(2002)
[27] Ciancia,V。;拉特拉,D。;Massink,M。;帕什考斯卡斯,R。;Vandin,A.,共享单车系统统计时空模型检查的工具链,利用形式化方法的应用。利用形式方法的应用,LNCS,第9952卷,657-673(2016)
[28] 辛科蒂,S。;拉贝托,M。;Teglio,A.,《基于代理的模型和模拟器eurace中的信贷资金和宏观经济不稳定性》,《经济学:开放存取》,《开放评估电子期刊》,4(2010)
[29] Cohen,J.,《力量入门》,《心理斗牛》,第112、1、155页(1992年)
[30] Conway,R.W.,《数字仿真中的一些战术问题》,《管理科学》,10,1,47-61(1963)
[31] Corradini,F。;Fornari,F。;Polini,A。;关于B。;Tiezzi,F。;Vandin,A.,BPMN协作模型分析的正式方法,J.Syst。软质。,180, 111007 (2021)
[32] Dahlke,J.、Bogner,K.、Mueller,M.、Berger,T.、Pyka,A.、Ebersberger,B.,2020年。果汁值得挤吗?基于代理的建模(ABM)中的机器学习(ML)。2003.11985.
[33] Dawid,H。;Harting,P。;van der Hoog,S。;Neugart,M.,《异质主体模型的宏观经济学:促进透明度、再现性和复制》,《进化经济学杂志》,29,1,467-538(2019)
[34] Delli Gatti,D。;迪·吉尔米,C。;加菲欧,E。;朱利奥尼,G。;加勒加蒂,M。;Palestrini,A.,《应对商业波动的新方法:异质互动主体、标度律和金融脆弱性》,《经济行为与组织杂志》,56,4,489-512(2005)
[35] Delli Gatti,D。;Fagiolo,G。;加勒加蒂,M。;Richiardi,M。;Russo,A.,《基于主体的经济学模型:工具包》(2018),剑桥大学出版社
[36] Delli Gatti,D。;Grazzini,J.,《迎接挑战:基于宏观经济主体模型的贝叶斯估计和预测技术》,《经济行为与组织杂志》,178875-902(2020)
[37] https://ideas.repec.org/a/eee/dyncon/v52y2015icp166-189.html ·Zbl 1402.91438号
[38] 多西,G。;Fagiolo,G。;Roventini,A.,《熊彼特会议凯恩斯:内生增长和商业周期的政策友好模型》,《经济动力学与控制杂志》,34,9,1748-1767(2010)·Zbl 1231.91324号
[39] 多西,G。;Roventini,A.,More与众不同。。。而且很复杂!基于主体的宏观经济学案例,《进化经济学杂志》,29,1,1-37(2019)
[40] 多西,G。;Roventini,A。;Russo,E.,《基于多国家主体模型中的内生增长和全球差异》,《经济动态与控制杂志》,101101-129(2019)·Zbl 1411.91394号
[41] Effken,J.A。;Carley,K.M。;Lee,J.-S。;布鲁尔,B.B。;Verran,J.A.,《用组织模拟护理单元绩效:优势和挑战》,《计算机、信息学、护理学:CIN》,30,11,620(2012)
[42] Fagiolo,G。;贾奇尼,D。;Roventini,A.,《创新、金融和经济增长:基于代理的方法》,《经济互动与协调杂志》,15,3703-736(2020)
[43] Fagiolo,G。;Guerini,M。;Lamperti,F。;莫内塔,A。;Roventini,A.,《基于代理的经济和金融模型验证》,《计算机模拟验证》,763-787(2019),斯普林格出版社
[44] Fagiolo,G。;Roventini,A.,dsge和基于代理的模型中的宏观经济政策,《OFCE评论》,124,67-116(2012)
[45] Fagiolo,G。;Roventini,A.,《DSGE中的宏观经济政策和基于代理的模型redux:新发展和未来挑战》,《人工社会与社会模拟杂志》,20,1(2017)
[46] Feller,W.,1957年。概率论及其应用简介·Zbl 0077.12201号
[47] Franke,R。;Westerhoff,F.,《资产定价动力学中的结构随机波动:估计和模型竞赛》,《经济动力学与控制杂志》,36,8,1193-1211(2012)·Zbl 1345.91009号
[48] 弗里格,C。;Kloareg,M。;Causeur,D.,《依赖性下多重测试的因子模型方法》,美国统计协会期刊,104,488,1406-1415(2009)·Zbl 1205.62071号
[49] https://www.jasss.org/8/3/2.html
[50] 加尔平,V。;乔治拉斯,A。;洛雷蒂,M。;Vandin,A.,《CARMA模型的统计分析:高级教程》(Johansson,B.;Jain,S.,2018年冬季模拟会议,WSC 2018,瑞典哥德堡,2018年12月9日至12日(2018),IEEE),395-409
[51] 936-936
[52] 吉尔摩,S。;雷杰斯伯根(D.Reijsbergen)。;Vandin,A.,离散事件模拟器的瞬态和稳态统计分析,综合形式方法-第13届国际会议,2017年IFM,意大利都灵,2017年9月20日至22日,会议记录,145-160(2017)
[53] 吉尔摩,S。;特里巴斯顿,M。;Vandin,A.,《公共交通系统定量评估的分析途径》,《综合形式方法》,71-86(2014),施普林格出版社
[54] 戈德利,W。;Lavoie,M.,《货币经济学:信贷、货币、收入、生产和财富的综合方法》(2006年),斯普林格出版社
[55] 马里兰州戈麦斯。;Haan,L.D.,倒数第二极值分布的近似,极值(波士顿),2,1,71-85(1999)·Zbl 0947.60019号
[56] Gray,R.M.,概率、随机过程和遍历特性,第1卷(2009年),Springer·Zbl 1191.60007号
[57] Grazzini,J.,《涌现特性分析:平稳性和遍历性》,《人工社会与社会模拟杂志》,第15、2、7页(2012年)
[58] 格拉齐尼,J。;Richiardi,M.,通过模拟最小距离估计基于遍历代理的模型,《经济动力学与控制杂志》,51,148-165(2015)·Zbl 1402.91528号
[59] Grazzini,J。;Richiardi,M.G。;Tsionas,M.,基于主体模型的贝叶斯估计,《经济动态与控制杂志》,77,26-47(2017)·Zbl 1401.91459号
[60] 格林·V。;Railsback,S.F.,《基于个体的建模与生态学》(2013),普林斯顿大学出版社·Zbl 1085.92043号
[61] Guerini,M。;Moneta,A.,基于代理的模型验证方法,《经济动态与控制杂志》,82125-141(2017)·Zbl 1401.91504号
[62] Ilachinski,A.,《不可简化的半自主自适应作战(ISAAC):陆战的人工生命方法》,技术报告(1997),DTIC文件
[63] Kelton,W.D。;Law,A.M.,稳态模拟中替代策略的分析评估,Oper。决议,32,1,169-184(1984)·Zbl 0532.65100号
[64] Kets,W。;彭诺克,D.M。;Sethi,R.等人。;Shah,N.,《赌博策略、市场选择和人群智慧》,第二十届AAAI人工智能会议(2014年)
[65] 库卡卡,J。;Kristoufek,L.,复杂的金融模型真的会导致复杂的动态吗?基于主体的模型和多重分形,《经济动态与控制杂志》,113103855(2020)·Zbl 1514.91183号
[66] Kwiatkowski博士。;菲利普斯,P.C。;施密特,P。;Shin,Y.,针对单位根的替代性检验平稳性的零假设:我们如何确定经济时间序列有单位根?,《经济学杂志》,54,1,159-178(1992)·Zbl 0871.62100号
[67] 英国拉达。;Mokashi,A.C。;Wilson,J.R.,Ard:模拟分析的自动复制删除方法,2013年冬季模拟会议(WSC),802-813(2013),IEEE
[68] Lamperti,F.,《通过gsl-div对模拟模型的实证验证:一个说明性应用》,《经济互动与协调杂志》,13,1,143-171(2018)
[69] Lamperti,F.,《模拟模型实证验证的信息论准则》,《计量经济学与统计学》,583-106(2018)
[70] Lamperti,F。;博塞蒂,V。;Roventini,A。;Tavoni,M.,《气候导致的金融不稳定的公共成本》,Nat Clim Chang,9,11,829-833(2019)
[71] Lamperti,F。;多西,G。;纳波利塔诺,M。;Roventini,A。;Sapio,A.,《距离如此之近:基于主体的综合评估模型中的气候和经济动态耦合》,Ecol。经济。,150, 315-339 (2018)
[72] Lamperti,F。;多西,G。;拿破仑,M。;罗文蒂尼,A。;Sapio,A.,《基于主体的综合评估模型中的气候变化和绿色过渡》,《技术预测社会变化》,153119806(2020)
[73] Lamperti,F。;Roventini,A。;Sani,A.,使用机器学习代理进行基于代理的模型校准,《经济动态与控制杂志》,90,366-389(2018)·Zbl 1401.91461号
[74] 法学硕士。;Carson,J.S.,《确定稳态模拟长度的顺序程序》,Oper Res,27,5,1011-1025(1979)·Zbl 0423.65008号
[75] http://www.averill-law.com/simulation-book/。第5版
[76] L'Ecuyer,P.,2016年。SSJ:Java中的随机模拟,软件库。http://simu.iro.umontreal.ca/ssj/。
[77] L'Ecuyer,P。;梅利亚尼。;Vaucher,J.,SSJ:爪哇随机模拟框架,(Yücesan,E.;Chen,C.-H.;Snowdon,J.L.;Charnes,J.M.,《2002年冬季模拟会议论文集》(2002),IEEE出版社),234-242
[78] Lee,J.S。;Filatova,T。;Ligmann-Zielinska,A。;Hassani-Mahmooei,B。;Stonedahl,F。;Lorscheid,I。;Voinov,A。;Polhill,G。;孙,Z。;Parker,D.C.,《基于代理的建模输出分析的复杂性》,《人工社会与社会模拟杂志》,第18期,第4期(2015年)
[79] Legay,A。;卢基纳,A。;Traonouez,L。;杨,J。;斯莫尔卡,S.A。;Grosu,R.,《统计模型检验》(Steffen,B.;Woeginger,G.J.,《计算和软件科学:现状和展望》,《计算与软件科学:发展和展望》(Computing and Software Science:State of the Art and Perspectives),LNCS,第10000卷(2019),斯普林格出版社),478-504·Zbl 1482.68142号
[80] 莱盖,A。;塞德瓦兹,S。;Traonouez,L.,《统计模型检查概述的罕见事件》,(Larsen,K.G.;Potapov,I.;Srba,J.,《可达性问题——第十届国际研讨会》,2016年9月19日至21日,丹麦奥尔堡,《会议录》(2016),施普林格),23-35·Zbl 1478.68168号
[81] Lehr,R.,《16s平方除以d平方:原油样本量估算的关系》,《统计医学》,第11期,第8期,第1099-1102页(1992年)
[82] 勒克斯,T。;Zwinkels,R.C.,基于主体模型的实证验证,《计算经济学手册》,第4卷,437-488(2018),爱思唯尔出版社
[83] 梅西,M.W。;Willer,R.,《从因素到行动者:计算社会学和基于代理的建模》,《社会学年鉴》,143-166(2002)
[84] 马勒巴,F。;尼尔森,R。;Orsenigo,L。;Winter,S.,《产业演化的“历史友好”模型:计算机产业,产业和企业变革》,8,1,3-40(1999)
[85] 曼德斯,A。;Winker,P.,《金融市场基于代理建模中的复杂性和模型比较》,《经济互动与协调杂志》,12,3,469-506(2017)
[86] Mann,H.B。;Whitney,D.R.,《关于两个随机变量中的一个是否随机大于另一个的测试》,《数理统计年鉴》,18,1,50-60(1947)·Zbl 0041.26103号
[87] 冯·诺依曼(von Neumann),J.,均方逐次差分与方差之比的分布,《数学年鉴》。统计人员。,12, 4, 367-395 (1941) ·Zbl 0060.29911号
[88] 皮亚尼尼博士。;塞巴斯蒂奥,S。;Vandin,A.,通过化学隐喻建模的复杂系统的分布式统计分析,高性能计算与仿真国际会议,HPCS 2014,意大利博洛尼亚,2014年7月21日至25日,416-423(2014)
[89] Poledna,S.、Miess,M.G.、Hommes,C.H.,2020年。使用基于代理的模型进行经济预测。可从SSRN 3484768获取。
[90] 波波扬,L。;拿破仑,M。;Roventini,A.,《冬天可能不会到来:利用银行间市场基于代理的模型缓解金融不稳定》,《经济动态与控制杂志》,103937(2020)·Zbl 1517.91263号
[91] Richiardi,M.G。;Leombruni,R。;新泽西州萨姆。;Sonnessa,M.,《基于代理的社会模拟通用协议》,《人工社会与社会模拟杂志》,9(2006)
[92] Richiardi,M.G。;Richardson,R.E.,Jasmine:微观模拟和基于代理建模的新平台,《国际微观模拟杂志》,10,1,106-134(2017)
[93] Saltelli,A。;南卡罗来纳州塔兰托拉。;Chan,K.-S.,模型输出全局敏感性分析的定量模型依赖方法,技术计量学,41,1,39-56(1999)
[94] Sarkar,S.K.,关于逐步多重测试程序中错误发现率的一些结果,《统计年鉴》,30,1239-257(2002)·Zbl 1101.62349号
[95] Sarkar,S.K。;Chang,C.-K.,《正相关检验统计量下多重假设检验的simes方法》,美国统计学会杂志,92,440,1601-1608(1997)·Zbl 0912.62079号
[96] Satterthwaite,F.E.,方差分量估计值的近似分布,生物计量学公报,2,6,110-114(1946)
[97] 塞巴斯蒂奥,S。;Vandin,A.,MultiVeStA:离散事件模拟器的统计模型检查,第七届国际性能评估方法和工具会议,ValueTools’13,意大利都灵,2013年12月10日至12日,310-315(2013)
[98] 塞奇,D。;Seri,R.,《控制基于代理的模型中的假阴性:组织研究中的权力分析综述》,计算数学器官理论,23,1,94-121(2017)
[99] Sen,K。;维斯瓦纳坦,M。;Agha,G.,黑盒概率系统的统计模型检验,CAV 2004,202-215(2004),Springer·Zbl 1103.68639号
[100] 1-1
[101] 塞里,R。;马提诺利,M。;塞奇,D。;Centorrino,S.,通过置信集进行模型校准和验证,计量经济学和统计学,20,62-86(2021)
[102] 塞里,R。;塞奇,D.,一个人应该运行多少次计算模拟?,《模拟社会复杂性》,229-251(2017),施普林格出版社
[103] 新墨西哥州斯泰格。;拉达,E.K。;Wilson,J.R。;Joines,J.A。;Alexopoulos,C。;Goldsman,D.,Asap3:稳态仿真分析的批平均程序,ACM建模与计算机仿真汇刊(TOMACS),15,1,39-73(2005)·Zbl 1478.62244号
[104] 新墨西哥州斯泰格。;Wilson,J.R.,模拟输出分析的批平均值方法的收敛性,INFORMS J Compute,13,4,277-293(2001)
[105] Stuart,A。;Ord,J.K.,Kendalls高级统计理论,第1卷:分布理论(1994)·Zbl 0880.62012号
[106] Sun,W。;Tony Cai,T.,《依赖性下的大尺度多重检验》,《皇家统计学会杂志:B辑(统计方法)》,第71、2、393-424页(2009年)·Zbl 1248.62005号
[107] 塔法佐利,A。;Wilson,J.R。;英国拉达。;Steiger,N.M.,《skart的性能:模拟分析的偏度和自回归调整批平均值程序》,《信息计算杂志》,23,2,297-314(2011)
[108] Tesfatsion,L。;Judd,K.L.,《计算经济学手册:基于代理的计算经济学》(2006),爱思唯尔·Zbl 1143.91300号
[109] Thiele,J.C。;Kurth,W。;Grimm,V.,RNETLOGO:一个用于运行和探索NETLOGO中实现的基于个体的模型的r包,Methods Ecol。演变。,3, 3, 480-483 (2012)
[110] Valente,M.,模拟开发实验室:Lsd,技术报告(2008),LEM工作文件系列
[111] van der Hoog,S.,《基于代理模型中的代理建模:一个角度》,计算经济学,53,3,1245-1263(2019)
[112] Vandin,A.等人。;ter Beek,M.H。;Legay,A。;Lluch-Lafuente,A.,《QFLan:高度可重构系统定量分析工具》,(Havelund,K.;Peleska,J.;Roscoe,B.;de Vink,E.P.,《形式方法-第22届国际研讨会》,FM 2018,作为联邦逻辑会议的一部分,2018年7月15日至17日,英国牛津,2018,Proceedings(2018),Springer,329-337
[113] http://www.jstor.org/stable/2235872
[114] Welch,B.L.,《当涉及几个不同的人口差异时学生问题的概括》,《生物特征》,34,1/2,28-35(1947)·Zbl 0029.40802号
[115] Welch,P.D.,《模拟结果的统计分析》,《计算机性能建模手册》,22268-328(1983)
[116] Whitt,W.,《稳态模拟中一次长期运行与独立复制的效率》,《管理科学》,37,6,645-666(1991)·Zbl 0746.65105号
[117] Wilensky,U.,1999年。NetLogo。http://ccl.northwesth.edu/netlogo/。伊利诺伊州埃文斯顿西北大学互联学习和计算机建模中心。
[118] 温德鲁姆,P。;法焦洛,G。;Moneta,A.,《基于主体模型的实证验证:替代方案和前景》,《人工社会与社会模拟杂志》,2007年第10、2、8期
[119] Winker,P。;Gilli,M。;Jeleskovic,V.,《基于模拟的汇率数据推断的目标函数》,《经济互动与协调杂志》,第2期,第125-145页(2007年)
[120] Younes,H.L.,黑匣子系统的概率验证,CAV 2015,253-265(2005),Springer·Zbl 1081.68641号
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