
- •Экономико-математические методы и модели в социально-экономических исследованиях
- •Экономико-математические методы и модели в социально-экономических исследованиях
- •Информационные ресурсы дисциплины
- •Модель границы производственных возможностей
- •Возможности и потребности. Модели и реальность
- •1.2. Альтернативная стоимость. Издержки и выбор
- •1.3. Экономический рост и эффективность
- •Графы, сети и их применение в экономике
- •Основные определения и характеристики графов. Плоские графы
- •2.2. Ориентированные графы. Построение минимального остовного дерева сети
- •2.3. Задача нахождения кратчайшего пути. Дерево решений
- •2.4. Сетевые графики
- •3. Управление запасами
- •3.1. Вводные замечания и основная модель
- •3.2. Модель производственных поставок. Модель поставок со скидкой
- •3.3. Модель управления запасами, включающая штрафы
- •3.4. Обобщенная модель определения оптимального размера партии
- •4. Распределение ресурсов
- •4.1. Постановка задачи распределения ресурсов. Механизм прямых приоритетов
- •4.2. Механизм обратных приоритетов. Конкурсный механизм
- •4.3. Механизм открытого управления
- •4.4. Открытое управление и экспертный опрос
- •5. Математические модели в финансовых операциях
- •5.1. Простые проценты. Сложные проценты
- •5.2 Начисление процентов в условиях инфляции.
- •5.3. Погашение кредита. Балансовое равенство
- •5.4. Балансовое уравнение
- •Иерархии и приоритеты
- •6.1. Приоритеты. Измерения и согласованность. Идеальные измерения
- •6.2. Обратно-симметричные и согласованные матрицы. Индекс согласованности
- •6.3. Вычисление собственных характеристик обратно-симметричной матрицы
- •6.4. Проблема сравнения. Построение шкал. Иерархии
- •7. Методы прогнозирования
- •7.1. Анализ временных рядов. Метод подвижного (скользящего) среднего.
- •7.2. Метод проецирования тренда
- •7.3. Прогнозирование с учетом сезонной вариации. Аддитивная модель
- •7.4. Мультипликативная модель. Каузальные методы прогнозирования. Качественные методы прогнозирования
- •8. Основы управления рисками в экономике
- •8.1. Риски в экономике. Оптимизация портфелей банка
- •8.2. Диверсификация портфеля
- •8.3. Достижимое и эффективное множества
- •8.4. Выбор оптимального портфеля
- •9. Динамические модели
- •9.1. Модель народонаселения
- •9.2. Модель мобилизации
- •9.3. Модель гонки вооружений
- •9.4. Модель хищник – жертва
- •Глоссарий
- •Библиографический список
- •Порядковые номера дней в невисокосном году
- •Порядковые номера дней в високосном году
- •Предметный указатель
- •Оглавление
9.3. Модель гонки вооружений
Рассмотрим конфликтную ситуацию, в которой могут оказаться две соседние страны, для определенности названные странами X и Y.
Обозначим через x = x(t) расходы на вооружение страны X и через y = y(t) расходы на вооружение страны Y в момент времени t 0.
Предположение 1
Страна X вооружается, опасаясь потенциальной угрозы войны со стороны страны Y, которая в свою очередь, зная о росте затрат на вооружение страны X, также увеличивает свои расходы на вооружение. Каждая страна изменяет скорость роста (или сокращения) вооружений пропорционально уровню затрат другой. В простейшем случае это можно описать так:
=
αу,
=
βx,
(9.20)
где α и β – положительные постоянные.
Однако написанные уравнения имеют очевидный недостаток — уровень вооружения ничем не лимитируется. Поэтому правые части этих уравнений нуждаются в естественной корректировке.
Предположение 2
Чем больше текущий уровень расходов страны на оборону, тем меньше скорость его роста. Это позволяет внести в предыдущую систему следующие изменения:
= αу − γx,
= βx − δy, (9.21)
где γ и δ – положительные постоянные.
Предположение 3
Каждая страна наращивает вооружение, руководствуясь своими державными притязаниями и враждебностью к соседней стране, даже если эта страна не угрожает существованию данной. Обозначим соответствующие претензии через а и b (а и b — положительные постоянные). В случае если постоянные а и b отрицательны, их можно назвать коэффициентами доброй воли.
Основываясь на всех трех предположениях, в результате получаем следующую систему уравнений:
= αу − γx + a,
= βx − δy + b. (9.22)
Модель гонки вооружений построена. Эту модель также называют моделью Ричардсона, по имени ее создателя.
Решением полученной системы являются функции x(t) и y(t), определяемые для данных начальных условий х0 0 и y0 0 (начального состояния гонки вооружений).
Проанализируем полученную систему, предполагая, что уровни затрат обеих стран на вооружение не зависят от времени (являются стационарными). Это означает, что
= 0, = 0,
или иначе:
αу − γx + a = 0
βx − δy + b = 0 (9.23)
Рассмотрим конкретный пример.
Пример 9.1. Пусть система уравнений гонки вооружений имеет следующий вид:
= 4у − 6x + 11,
= 4x − 5y + 9.
Если скорости изменения величин х и у равны нулю, то эти величины с необходимостью связаны условиями:
а). 4у − 6x + 11 = 0,
б). 4х − 5у + 9 = 0.
Каждое из этих уравнений описывает прямую на плоскости (х, у), и точка пересечения этих прямых
M* ( 6,5; 7)
лежит в первой четверти (рис. 9.9).
(+ +) (+) (−) (+) (− −) (−)
I II III IV |
Рис. 9.9 |
Прямая, заданная уравнением (а), разбивает плоскость, и начальная точка О (0,0) лежит в положительной полуплоскости. В рассматриваемом примере то же справедливо и для прямой, заданной уравнением (б) (рис. 9.9).
Так как всегда х 0 и у 0, то в анализе ситуации нас интересует первая четверть плоскости. Пересекающимися прямыми первая четверть разбивается на четыре области, которые удобно обозначить так:
I –
(+,+), II – (
,+),
III – (
),
IV – (+,
),
(рис. 9.9). Пусть начальное состояние (хо,уо) находится в области I. Тогда будут выполнены неравенства
(а) : 4у0 − 6x0 + 11 0,
(б) : 4х0 − 5у0 + 9 0.
Из неравенств
следует, что скорости
и
в этой точке положительны и, значит,
обе величины (х
и
у) должны возрастать. На рис. 9.10 стрелками
показано возрастание величин х
и
у, равнодействующая этих процессов –
суммарный вектор – показывает тенденцию
развития процесса. Таким образом, с
течением времени в области I
решение приходит в
точку равновесия.
Подобным же образом анализируя возможные расположения начального состояния в областях II, III и IV, получим в итоге, что стабильное состояние (баланс сил) достигается независимо от начальных уровней вооружения стран X и Y. Отличие состоит лишь в том, что если переход к стационарному состоянию из области I сопровождается одновременным увеличением уровней вооруженности, то из области III — их одновременным снижением; для областей II и IV иная ситуация — одна из сторон наращивает свое вооружение, в то время как другая разоружается.
I II III IV |
Рис. 9.10 |
Возможны и другие случаи. Пусть система уравнений Ричардсона имеет следующий вид:
= 5x − 3у – 11
= 4 y − 3x – 11.
Прямые, описываемые уравнениями
a) 5x − 3у – 11 = 0
b) 4y − 3x – 11 = 0
пересекаются в точке M* ( 7; 8), отмеченную на рис. 9.11.
Соответствующие четыре области в этом примере буду выглядеть так:
I – (–,–), II – ( +,–), III – (+,+), IV – (–,+),
M* I (–,–) II (+,–)
III(+,+)
IV (–,+)
|
Рис. 9.11 |
При начальных условиях во всех четырех областях решение будет стремиться сместиться от точки равновесия. Ситуация будет развиваться к конфликтной. Если система уравнений Ричардсона будет иметь следующий вид:
= 4 y − 3x – 11
= 5x − 3у – 11.
Здесь просто поменяли местами зависимости для и . То по-прежнему прямые описываются уравнениями:
a) 4 y − 3x – 11 = 0
b) 5x − 3у – 11 = 0,
и точка пересечения прямых M* (7;8). Но области графика будут выглядеть иначе:
I – (–,–), II – (–,+), III – (+,+), IV – (+,–).
Ситуация на соответствующем графике отразится следующим образом (Рис. 9.12).
M* I (–,–) III(+,+)
II (–,+)
IV (+,–)
|
Рис. 9.12 |
В областях I и III система будет стремиться в сторону от точки равновесия, а в областях II и IV система будет стремиться к точке равновесия. Эта модель была построена Ричардсоном уже после Второй Мировой войны, но возможности построенной модели проверялись на реальной ситуации, сложившейся до построения модели — гонке вооружений перед Первой мировой войной. Проведенные исследования показали, что, несмотря на свою простоту, эта модель достаточно достоверно описывает положение дел в Европе в 1909-1913 гг. На удивление оригинальная работа Ричардсона пребывала в безвестности в течение ряда десятилетий. Модель приобрела известность уже после смерти автора. В конце 50-х годов ее обнаружила и стала всячески рекламировать группа социологов из Чикагского и Мичиганского университетов. К началу 70-х годов модель была испробована уже сотни раз на самых разных вариантах гонки вооружений. Модель показала свою способность адекватно отражать реалии конкретного события гонки вооружений.
|
Рис. 9.13 |
Одной из важнейших характеристик модели Ричардсона является стабильность. Под стабильностью здесь понимается то, какими ускоренными или замедленными темпами происходит гонка вооружений. Стабильная гонка вооружений вернется к равновесию, а нестабильная будет удаляться от него. Такие ситуации мы разобрали на рис. 9.10 и 9.11.
На рис. 9.13. показаны два примера гонки вооружений, взятых из не такой уж давней истории: стабильной гонки вооружений между странами НАТО и ОВД и нестабильной между Ираном и Ираком. Эта схема взята из книги Дж.Б. Мангейма и Р.К. Рича «Политология: методы исследования». На обеих схемах размеры военных расходов приведены согласно данным ежегодников Международного института мирных исследований в Стокгольме (SIPRI). Как оказалось, модель Ричардсона умеет очень хорошо предсказывать войну, поскольку почти всем современным войнам предшествует нестабильная гонка вооружений. Ричардсон постулировал это в своей основополагающей работе, а впоследствии это было подтверждено другими, более детальными исследованиями.