:
در دنیای امروز، سیستم‌هایی وجود دارد که در آنها انسان و روابط بین انسان‌ها نقش اصلی را دارند. چون رقابت بین افراد و قوانین حاکم بر روابط انسان‌ها همواره در حال تغییر است، باعث می‌شود که این سیستمها پیچیده‌تر شده و تجزیه و تحلیل آنها مشکل‌تر شود. برای بررسی، تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده می‌توان از مدلهای مبتنی برعامل استفاده كرد و سیستم پیچیده را یك سیستم چندعاملی در نظر گرفت كه عامل‌های آن، در حال رقابت یا همكاری هستند. یکی از این سیستمها که در آن انسان و روابط بین انسان‌ها نقش اصلی را دارد، اقتصاد و جولانگاه آن یعنی بازار می‌باشد. اقتصاد یك سیستم پیچیده است كه حاصل تعاملات بسیاری از عامل‌ها می‌باشد. عامل‌های این سیستم ناهمگون بوده و با گذشت زمان، رفتار عامل‌ها و در مقیاس بزرگ رفتار سیستم اقتصاد در حال تغییر خواهد بود.
با مطرح‌شدن شبیه‌سازی عامل‌محور بازارهای مالی که یکی از پیشگامان و معروفترین این مدلها، بازار شبیه‌سازی سانتافی می‌باشد، تجزیه و تحلیل این بازارها ساده‌تر شده ونتایج تحلیل‌ها، به واقعیت نزدیکتر می‌باشد. با ایجاد این شبیه‌سازی می‌توان عوامل مختلف و مؤثر بر روی این بازارها در مدل شبیه‌سازی اجرا و آزمایش کرده و تأثیرات آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و سپس با توجه به این تجزیه و تحلیل، تصمیمات لازم را در حالت واقعی به کار گرفت.
در این پایاننامه، از مدل سانتافی برای مدل‌سازی بازار بورس استفاده گردیده و با ایجاد تغییرات لازم از جمله تغییر قوانین یادگیری و به‌کارگیری از سه نوع عامل مجزا و استفاده از ترکیب‌های مختلف در مدل و همچنین استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان فرایند یادگیری عامل‌ها، بازار سهام مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که به کارگیری فرایند آموزش باعث می‌شود تا بازار با ثبات‌تری نسبت به بازار بدون آموزش ایجاد شود. همچنین نتایج آزمایشات دیگر نشان می‌دهد که با افزایش انواع عامل‌ها در بازار بورس، پیش‌بینی عامل‌ها تحت تاثیر عامل‌های دیگر قرار گرفته و باعث می‌شود که پیش‌بینی آنها دچار نوسان گردد به‌طوری‌که بازارهایی که با یک عامل شبیه‌سازی شده‌اند دارای بهترین عملکرد از لحاظ پیش‌بینی قیمت و سود دوره بعد میباشند.
1-1- پیشگفتار
در دنیای امروز، سیستم‌هایی وجود دارد که در آنها انسان و روابط بین انسان‌ها نقش اصلی را دارند. چون رقابت بین افراد و قوانین حاکم بر روابط انسان‌ها همواره در حال تغییر است، باعث می‌شود که این سیستمها پیچیده‌تر شده و تجزیه و تحلیل آنها مشکل‌تر شود. با تجزیه و تحلیل این سیستمها می‌توان به پیش‌بینی وقایع و رویدادهای آتی پرداخت و با تدبیر و اندیشه در سطح کلان از ایجاد بحران در سطح اجتماعی جلوگیری نمود. محققان بسیاری سعی نموده‌اند تا با مدل‌سازی ریاضی این سیستمها، روابط و قوانین حاکم بر آنها را کشف کنند. اما این مدلها هنوز تکامل‌های لازمه را در برخورد با بسیاری از مسائل عملی نیافته‌اند و تلاش در راه تکامل هر چه بیشتر آن ادامه دارد[1]. در سالیان اخیر مدلهای مبتنی بر عامل[1] موردتوجه بسیاری از محققان قرار‌گرفته‌است. این متدولوژی، ابتدا توسط دانشمندان فیزیک استفاده می‌شد که سیستمهای پیچیده ذرات واکنشی را شبیه‌سازی می‌کردند. در اقتصاد مالی، سرمایه‌گذاران مانند ذرات هستند که با سرمایه‌گذاران دیگر در حال کنش و واکنش هستند[2].
این مدلها بر تعاملات پویای تصمیمات عامل‌ها بر روی همدیگر متمرکز می‌شوند. در این مدلها، رفتار عامل‌ها براساس درکشان از محیط و عملکرد سایر عامل‌ها صورت می‌گیرد اما رفتار سیستم را نمی‌توان از روی رفتار تک‌تک عامل‌ها پیش‌بینی کرد. بلکه این رفتار یک رفتار برآیندی بوده که معمولاً رابطه خطی با رفتار هیچ یک از عامل‌ها ندارد. یکی از مزیت‌های مهم این مدلها این است که می‌توان فرضیات محدودکننده‌ای را که در مدلهای تحلیلی برای سادگی استفاده می‌شود را حذف‌نمود. برای نمونه، کلیه سرمایه‌گذاران می‌توانند با توجه به ترجیحات و استراتژی‌های تجاریشان، به صورت ناهمگن مدل‌بندی شوند[2].
کاربرد مدلهای عامل‌محور می‌تواند به سه طبقه کلی تقسیم شود[5] :
1) عامل‌های هم‌کار که در این سیستمها، عامل‌ها متعهد به جمع‌آوری اطلاعات یا اجرای معامله از طرف عامل انسانی در اینترنت میباشند.
2) سیستمهای تصمیم‌گیری چندعامله که عامل‌ها در این سیستم باید با هم یک تصمیم مشترک بسازند.
3) سیستمهای شبیه‌سازی چندعامله، که سیستم چندعاملی برای شبیه‌سازی یک پدیده در جهان واقعی استفاده می‌شود که در اینجا سیستم استفاده شده پایاننامه در ناحیه سوم قرار می‌گیرد. یکی از رشته‌های تحقیقاتی این سیستمها، شبیه‌سازی عامل‌محور پدیده‌های اجتماعی می‌باشد که در آن سه رشته علمی استفاده می‌شوند که عبارتند از: محاسبات، علوم اجتماعی و شبیه‌سازی کامپیوتری که می‌توان این‌گونه تعریف کرد:
بررسی پدیده‌های اجتماعی با استفاده از تکنولوژی عامل و شبیه‌سازی آن در کامپیوتر.
پس باید ابتدا محیطی را که می‌خواهیم در آن کار کنیم را بشناسیم و این دارای اهمیت زیادی است زیرا محقق را در درک بیشتر رفتار عامل یاری می‌دهد و به واقعیت نزدیکتر می‌سازد.
در دنیای امروز، اقتصاد و جولانگاه آن یعنی بازار و عنصر جدایی ناپذیر این عرصه، یعنی معامله، ماهیت مدرنیزه یافته و پابه‌پای دیگر شئون زندگی انسان‌ها در چرخه پیشرفت و تکامل، ابعاد تازه‌ای به خود‌گرفته و روز‌به‌روز بر پیچیدگی‌های آن افزوده می‌شود.
عملاً اقتصاد را می‌توان یک سیستم پیچیده[2] دانست، زیرا با رفتار روانی و اعمال انسان‌ها سروکار دارد. با این حال از دو دیدگاه فیزیکی و روانشناختی می‌توان به اقتصاد نگریست. دیدگاه فیزیکی شامل فعالیت‌ها، تکنولوژی‌هاو… می‌باشد و دیدگاه روانشناختی که شامل انتظارات، باورها، فرضیه‌ها و تفاسیر عامل‌های اقتصادی از محیط می‌باشد.
دیدگاه روانشناختی از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد زیرا تصمیم عامل‌ها براین مبنا صورت می‌گیرد به طوری‌که هر عامل با شناخت ویژگی‌های محیط و عامل‌های دیگر برای خود فرضیه‌هایی ایجاد می‌کند[6]. بازارها نیز که وظیفه هدایت قسمت عمده‌ی فعالیت‌های اقتصادی یک جامعه را دارند، یک سیستم مبادله کالا میباشند. قیمت‌ها در داخل بازار شکل می‌گیرد که براساس عرضه و تقاضا می‌باشد. اگر بازار رقابت کامل باشد، هم مقدار تقاضا و هم مقدار عرضه تابع قیمت می‌باشد و لذا همواره تعادل وجود دارد و در یک قیمت تعادلی، مازاد یا کمبود چه از طرف عرضه و چه از طرف تقاضا وجود ندارد. توجه به بازار از این لحاظ اهمیت دارد که تعیین‌کننده قیمت میباشند. چگونگی تعیین میزان قیمت تحت تأثیر عوامل روانی، سیاسی و اجتماعی می‌باشد که باید تشریح گردد. برای تجزیه و تحلیل بازار، باید به اشکال مختلف بازارها، اهداف و نحوه رفتار گوناگون عرضه‌کننده و تقاضاکننده توجه شود[7].
یکی از بازارهای مالی مهم، بازار بورس می‌باشد. بی‌تردید امروزه بیشترین مقدار سرمایه از طریق بازارهای بورس در تمام جهان مبادله می‌شود. اقتصادهای ملی به شدت متأثر از عملکرد بازار بورس است. به‌علاوه بازار بورس به‌عنوان یک ابزار سرمایه‌گذاری در‌دسترس، هم برای سرمایه‌گذاران کلان و هم برای عموم مردم تبدیل شده‌است. بازارهای بورس نه تنها از پارامترهای کلان، بلکه از هزاران عامل دیگر نیز متأثر می‌شوند. تعداد زیاد و ناشناخته بودن عوامل مؤثر بر بازار بورس، موجب عدم اطمینان در زمینه سرمایه‌گذاری شده‌است.
به همین دلیل تجزیه و تحلیل این بازار بسیار مهم بوده و باید از مدل‌‌هایی استفاده کرد که بتوان این پارامترهای کلان و خرد را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
با مطرح‌شدن شبیه‌سازی عامل‌محور[3] بازارهای بورس که یکی از پیشگامان و معروفترین این مدلها، بازار شبیه‌سازی سانتافی[4] می‌باشد، تجزیه و تحلیل این بازارها ساده‌تر شده و به واقعیت نزدیکتر می‌باشد. با ایجاد این شبیه‌سازی می‌توان عوامل مختلف و مؤثر بر این بازارها را ابتدا در مدل شبیه‌سازی، اجرا و آزمایش کرده و تأثیرات آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و سپس با توجه به این تجزیه و تحلیل، تصمیمات لازم را در حالت واقعی به‌کار‌گرفت. در سال‌های اخیر، تجزیه و تحلیل‌های مختلفی با استفاده از این مدلها روی این بازارها صورت گرفته است که در فصل بعد به کارهای انجام‌شده در این زمینه اشاره می‌شود.
2-1- اهداف تحقیق
تحلیل سیستمهای پیچیده در میان محققان سیستمها، اهمیت زیادی یافته است. از جمله این مدلهای تحلیلی، مدلهای مبتنی بر عامل میباشند. با مطرح شدن شبیه‌سازی عامل‌محور بازارهای بورس که یکی از پیشگامان و معروفترین این مدلها، بازار شبیه‌سازی سانتافی می‌باشد، تجزیه و تحلیل این بازارها ساده‌تر شده و به واقعیت نزدیکتر می‌باشد. با ایجاد این شبیه‌سازی می‌توان عوامل مختلف و مؤثر بر روی این بازارها را در مدل شبیه‌سازی اجراوآزمایش کرده و تأثیرات آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و سپس با توجه به این تجزیه و تحلیل، تصمیمات لازم را در حالت واقعی به کار‌گرفت.
براساس آنچه گفته شد، در این تحقیق اهدافی دنبال می‌شود كه عبارتنداز:
– بررسی بازار سهام به‌عنوان یک سیستم پیچیده و مدل‌بندی آن براساس سیستمهای عامل‌محور.
– مروری بر مطالعات و توسعههای انجام‌شده بر روی بازارهای مالی مصنوعی.
– به‌كارگیری الگوریتم ژنتیک به‌عنوان فرایند یادگیری عامل‌ها
– بررسی تاثیرات پارامترهای مختلف در بازار بورس مصنوعی
3-1- فرضیات تحقیق
فرضیاتی که در این تحقیق وجود دارند به صورت زیر می‌باشد:
– عامل‌ها نقش تاجران را در بورس ایفا می‌کنند و به دادوستد می‌پردازند.
– هوش عامل‌ها در ابتدا صفر است و با استفاده از یک فرایند یادگیری، هوشمند می‌شوند.
– در بازار دو راه سرمایه‌گذاری وجود دارد: 1- اوراق قرضه بدون ریسک با نرخ سود ثابت و عرضه نامحدود 2- سهام
– قیمت‌ها در داخل بازار و براساس عرضه و تقاضا شکل می‌گیرد.
– تعداد سهام‌ها و تعداد تاجران، محدود است.
– عامل‌ها دارای یک تابع مطلوبیت هستند.
4-1- پرسش تحقیق
همانطور كه گفته شد در این تحقیق، از سیستمهای چندعاملی برای شبیه‌سازی بازار بورس مصنوعی استفاده می‌شود و حال این سوال مطرح است که آیا در این شبیه‌سازی می‌توان اثرات و پارامترهای موثر در بورس‌های واقعی را مورد ارزیابی قرار داد و اینکه این اثرات تا چه اندازه با اثرات دنیای واقعی مطابقت دارد؟
5-1- مراحل تحقیق
دانش پایهای این پایاننامه شامل سیستمهای پیچیده، هوش مصنوعی و مطالعات موجود در این زمینه، و بررسی مقالات و پژوهش‌های صورت‌گرفته در این زمینه می‌باشد. سپس در این تحقیق، بازار بورس با فرضیات موجود ساخته شده و عامل‌ها به‌عنوان تاجر ( خریدار و فروشنده ) وارد این بازار می شوند. این عامل‌ها با استفاده از قوانین مختلف و با استفاده از الگوریتم ژنتیک وارد یک فرایند یادگیری شده و سپس براساس آن تصمیم به خرید و فروش می‌کنند. بعد از ایجاد بازار بورس، به بررسی تاثیر عوامل مختلف در این بازار پرداخته می‌شود و نتایج بدست‌آمده مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرد. این شبیه‌سازی با زبان برنامه‌نویسی مت‌لب[1] انجام می‌شود.
6-1- ساختار تحقیق
براساس آنچه گفته شد، در این پایاننامه، در فصل دوم مفاهیمی چون عامل، سیستمهای چندعاملی، انواع استدلال، سیستمهای پیچیده و مشخصات این سیستمها، بازارهای مالی و اهمیت آنها و همچنین الگوریتم ژنتیک مطرح می‌گردد تا نقش و اهمیت عامل‌ها در تحلیل سیستمهای پیچیده درک گردد. در فصل سوم، ساختار بازار بورس براساس فرضیات مطرح‌شده ساخته می‌شود و تک‌تک مراحل بازار فرموله می‌گردد. همچنین در این فصل، فرایند یادگیری عامل‌ها مورد بررسی قرار‌گرفته و فرموله می‌گردد. در فصل چهار، نتایج شبیه‌سازی، مطرح‌شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد و در نهایت در فصل پنج، نتیجه‌گیری و پیشنهادات برای مطالعات آتی بیان می‌شود.
[1] Matlab
[1] Agent
[2] Complex System
[3] Agent – Base
[4] Santa Fe
