情報伝達の観点から迫るエージェントモデルの構造と解析

• Project/Area Number: 17760067
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Engineering fundamentals
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐藤 彰洋 Kyoto University, 情報学研究科, 助教 (50335204)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 行動頻度 / 外国為替市場 / 高精度金融時系列 / スペクトル解析 / スペクトル距離 / エージェントモデル / 確率共鳴(共振) / 高頻度経済時系列 / 動的ネットワーク / ティック頻度

Research Abstract

エージェントの情報の知覚から行動に至る過程を心理学で提唱されているSatirの7段階モデルに基づきモデル化し、前年度に提案したN人の市場参加者がM種類の金融商品を交換する金融市場のエージェントモデルを説明能力の高まる方向に拡張した。そして、平成17年度と18年度に実施した実証分析から得られた観測事実と対比しながらモデルの数値分析および理論分析を行い以下の成果を得た:
1、行動頻度のスペクトル分析の結果得られた特徴的周期成分の周波数のグループ構造は市場参加者の情報の知覚と行動に関するグループ構造と関係する可能性がある。
2、エージェントの情報の知覚と行動を決定するパラメータの動的変化に応じて、行動頻度と注文価格の類似度の動的変化が生じており、エージェントのパラーメータ分布形状と行動頻度間の類似性との間の相関関係がある。
3、標準偏差の2倍以上の価格変動が生じうる理由は市場参加者の予測行動と関係する。
4、エージェントモデルの行動頻度と対数収益率に対応する変数に対して、平均場的な縮約近似を行うことによりエージェントのパラメータ変化に起因した時変パラメータを含む時変多変量自己回帰過程(時変VARモデル)を導出した。
エージェント集団に対して、行動頻度の周期的振る舞いの構造および、それらの類似性の時間変化を調べることにより、参加者集団の組織構造および参加者の内部状態を推定できる可能性を示した。このことは、エージェント集団の情報伝達の構造と内部状態を推定する方法として、行動頻度で観測される確率共鳴(共振)現象および行動頻度間の類似性構造を利用することに対する理論的根拠を与えた意義がある。また、本研究成果は、金融市場を含む人間の社会活動を、観測可能な行動の様子を網羅的に収集することにより、個人を特定することなく匿名性の高い状況で定量化・可視化するための基礎技術となり、重要な見地をもたらした。

Research Products

• [Journal Article] Application of spectral methods for high-frequency financial data to quantifying states of market participants (2008)
  • Author(s): A.-H. Sato
  • Journal Title: Physica A(2008年中掲載)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characteristic periodicities of collective behavior at the foreign exchange market (2008)
  • Author(s): A.-H. Sato, J.A. Holyst
  • Journal Title: The European Physical Journal B(2008年中掲載)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction of agents in financial markets and informational method to quantify it (2008)
  • Author(s): A.-H. Sato
  • Journal Title: Artificial Life nad Robotics 12 Pages: 176-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 外国為替市場における周期的集団行動間の関係性 (2008)
  • Author(s): A.-H. Sato, J.A. Holyst
  • Journal Title: 統計数理研究所共同研究リポート 209 Pages: 1-16
• [Journal Article] Frequency analysis of tick quotes on the foreign exchange market and agent-based modeling: A spectral distance approach (2007)
  • Author(s): A.-H. Sato
  • Journal Title: Physica A 396 Pages: 258-270
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ティック頻度情報に基づく外国為替市場構造の定量化 (2007)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用 48 Pages: 33-46
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3択行動エージェントによる金融市場のモデル化 (2007)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用 48・SIG2 Pages: 9-16
  • NAID: 110006207831
• [Journal Article] 外国為替市場の高頻度経済時系列を用いたティック頻度情報の分析 (2007)
  • Author(s): 佐藤彰洋, 大城純平, 新谷幸平
  • Journal Title: 統計数理研究所共同研究リポート 198 Pages: 43-60
• [Journal Article] Characteristic time scales of tick quotes on foreign exchange markets : an empirical study and agent-based model (2006)
  • Author(s): A.-H.Sato
  • Journal Title: The European Physical Journal B 50 Pages: 137-140
• [Journal Article] Frequency analysis of tick quotes on foreign currency markets and the double-threshold agent model (2006)
  • Author(s): A.-H.Sato
  • Journal Title: Physica A 369 Pages: 753-764
• [Journal Article] Quantifying similarity between markets with application to high frequency financial data (2006)
  • Author(s): A.-H.Sato, J.Oshiro
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan 75 Pages: 84005-84005
  • NAID: 110004799203
• [Journal Article] ティック頻度情報に基づいた外国為替市場構造の定量化 (2006)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会シンポジウムシリーズ 2006・10 Pages: 37-44
  • NAID: 110006533330
• [Journal Article] 3択行動エージェントシステムによる金融市場のモデル化 (2006)
  • Author(s): 佐藤彰洋, 小崎元也
  • Journal Title: 統計数理研究所共同研究レポート 187 Pages: 63-72
• [Journal Article] オープンマーケットのゆらぎ (2005)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 統計数理研究所共同研究レポート 177 Pages: 1-14
• [Journal Article] 決定論的ディーラーモデルによる市場価格変動のモデル化 (2005)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 2005・20 Pages: 13-16
  • NAID: 110002950928
• [Journal Article] 並列二閾値素子系による市場のモデル化とそのべき則性 (2005)
  • Author(s): 小崎元也, 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 2005・20 Pages: 9-12
• [Journal Article] 微視的視点からの市場価格変動のモデル化 (2005)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用 46・SIG17 Pages: 1-9
• [Journal Article] Phase transitions on an array of double-threshold noisy devices with a positive feedback of the mean output (2005)
  • Author(s): A.-H.Sato, K.Takeuchi, T.Hada
  • Journal Title: Physics Letters A 346 Pages: 27-32
• [Presentation] 複数資産が取引される金融市場のマルチエージェントシミュレーション (2008)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] 高頻度金融時系列を用いた外国為替市場の大規模分析 (2008)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Organizer: 情報処理学会数理モデル化と問題解決研究会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2008-03-06
• [Presentation] スペクトル情報に基づいた外国為替市場の状態定量化 (2007)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] 外国為替市場における周期的集団行動間の関係性 (2007)
  • Author(s): 佐藤彰洋
  • Organizer: 統計数理研究所研究会「経済物理学とその周辺」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-31
• [Presentation] Application of spectral methods for high-frequency financial data to quantifying states of market participants (2007)
  • Author(s): A.-H. Sato
  • Organizer: Application of Physics in Financial Analysis 6
  • Place of Presentation: ポルトガル(リスボン)
  • Year and Date: 2007-07-05
• [Remarks]
  • URL: http://amech.amp.i.kyoto-u.ac.jp/~aki/wiki/index.php?%B8%A6%B5%E6%C0%AE%B2%CC