셸링의 분리 모델

Schelling's model of segregation

셸링의 분리 모델경제학자 토머스 셸링이 개발한 에이전트 기반 모델이다.[1][2] 셸링의 모델에는 미국의 짐 크로와 같은 요원들에게 분리하도록 압력을 가하는 외부 요인들이 포함되어 있지 않지만, 셸링의 연구는 그룹 내 선호도가 "미건한" 사람들을 그들 자신의 그룹에 대한 "미건한" 사람들이 사실상의 분리를 통해 여전히 고도로 분리되는 사회로 이어질 수 있다는 것을 보여준다.[3][4][5]

모델

모델의 시뮬레이션. Agents will move at each step until the fraction of neighbors that are from their own group is greater than or equal to . For equal sized populations, leads to the groups segregating themselves.

원래 모델은 그리드에 설정된다. 에이전트는 두 그룹으로 나뉘어 그리드의 공간을 차지하고 한 번에 하나의 에이전트만 공간을 차지할 수 있다. 에이전트는 자신의 동네(이 경우 주변의 8개 인접 에이전트로 정의됨)의 분수 가 같은 그룹 출신이었으면 한다. 을(를) 늘리는 것은 외부인에 대한 에이전트의 편협성을 증가시키는 것과 일치한다.

만약 B<>B가{\displaystyle B< 각 라운드 요원들의 이웃 B{B\displaystyle}의 그들의 group—ignoring 빈 spaces—is과 일치하는 보다거나 같음 B가{\displaystyle B_{\textrm{}}더 알아보기 위해 동네를 확인하고}. 오빠.B_{\textrm{}}} 다음 에이전트인 va.로 이전하도록 선택할 것 이(가) 있는 위치를 찾을 수 없음 이것은 모든 대리인이 만족할 때까지 계속된다. 모든 에이전트가 만족한다고 보장되지 않으며, 이러한 경우 에이전트 역학의 패턴(있는 경우)을 연구하는 것이 관심이다.

반면 동일한 크기의 두 그룹의 개체 수 역학 공부를 하고, 셸링 문턱 Bseg{\displaystyle B_{\textrm{인종 차별 주의자}}}가 B가<>B({\displaystyle B_{\textrm{}}<>를 발견했다.B_{\textrm{인종 차별 주의자}}}는 임의 교배 집단 구성과 B가 ≥ B({\displaystyle B_{\textrm{}}\ge으로 이어진다.은(는) 분리 인구를 이끈다. 의 값은 약 1 이는 소그룹 내 선호도조차 있는 개인이 어떻게 분리 사회를 형성할 수 있는지를 가리킨다. 모델에는 서로 다른 매개변수와 변형이 있으며, 시뮬레이션에서 다양한 분리 이벤트가 발생할 임계값을 탐색할 수 있도록 '통합' 접근방식이 제시된다.

물리적 모델 유사점

그 작용제의 근본적 역학이 강자성의 이싱 모델에서 사용되는 역학을 닮았다는 관찰이 있었다.[7][8][9][10] 이는 주로 점유된 각 그리드 위치가 인접한 그리드 셀의 유사성에 기초하여 집계 측정값을 계산하는 유사한 성질에 의존한다. 각 대리인이 [, ] 로 동음이의 만족도 임계치에 기초하여 만족도를 생성하는 경우, 이러한 값의 합계는 자성 물질에서 정렬된 스핀들의 군집화와 유사한 상태 분리에 대한 지표를 제공할 수 있다. 각 셀이 그룹 , 2, m m y 의 멤버인 경우, 로컬 동질성은 다음을 통해 확인할 수 있다

where the 1-d position of can be translated into i,j coordinates of ni,nj. 그런 다음 m{\이 임의로 비어 있는 그리드 셀 위치로 이동하는지 또는 '리메인스'의 상태는 다음과 같이 정의된다.

국소 동질성 제약이 있는 에이전트는 반복 사이의 해당 위치에서 을(를) 만족시켰다. 그리드의 은(는) 평균 500회 이상의 시뮬레이션으로 표시된다.

각 에이전트는 2진수 값을 생성하기 때문에, 두 그룹의 에이전트의 각 그리드 구성에 대해 만족도 또는 만족도 때문에 잔류 벡터가 생성될 수 있다. 모든 에이전트의 잔류 상태에 대한 전반적인 만족도는 계산될 수 R = = r ( n) {\R=\n

다음 R R은 그리드의 동질성(분리) 양에 대한 측정을 제공하며, 에서 수행되는 움직임의 시뮬레이션에 대한 분리의 '밀도'로서 가능한 최대 값(에이전트 총합)과 함께 사용할 수 있다.[6][11] 이후[9]R{R\displaystyle}의 접근은 macrostate의 밀도 Ω{\displaystyle \Omega}은 몬테카를로 방법을 통해 그리드의 임의 initialisations은 엔트로피의 계산을 생산하고 격자 공간 샘플링으로 추정될 수 있으나 S)kBln Ω(R).{\textstyle S=k_{B}{해석될 수 있다.\t 이를 통해 다른 물리적 시스템에서 수행되는 것처럼 시뮬레이션의 반복에 걸쳐 엔트로피의 추적을 계산할 수 있다.

보다 광범위한 모델 고려사항

표준 셸링 모델은 그리드에서 위치를 재배치하는 에이전트의 능력에 영향을 미칠 수 있는 변수를 고려하지 않는다. 이동하기 위해 에이전트에서 이용할 수 있는 효용이 이 작용을 지배하는 모델 확장을 조사하는 작업. 그것은 단일 지역이 높은 수요의 결과로 발생하는 금융 장벽으로 인해 집단이 분리되지 않는 일부 패턴을 설명할 수 있다. 재정적인 측면에 대한 고려도 안팎으로 조사된다.[13] 이 작업은 의사결정에서 화폐 요소의 중요성에 대한 개념을 더욱 발전시키고, 움직임이 있을 때마다 대리인이 소득 저장소를 방사하는 듀얼 다이내믹으로 모델을 확장하는 데 사용한다. 이것은 또한 엔트로피의 흔적이 감소하지 않는 보다 완전한 모델을 생산하기 위한 수단을 제공하며 사회 시스템이 열역학 제2법칙을 준수한다는 지지를 추가한다.[14]

셸링의 모델도 게임 이데올로기적 관점에서 연구되었다. 셸링 게임에서 에이전트는 같은 그룹의 인접 에이전트 중 가장 비중이 높은 위치로 이동함으로써 유틸리티를 극대화하기 위해 전략적으로 노력한다.[15][16]

참고 항목

참조

  1. ^ 토마스 C. 셸링 (1978) 마이크로모티브와 매크로브이브, 노턴. 설명, 미리 보기.
  2. ^ Schelling, Thomas C. (1971). "Dynamic models of segregation". The Journal of Mathematical Sociology. Informa UK Limited. 1 (2): 143–186. doi:10.1080/0022250x.1971.9989794. ISSN 0022-250X.
  3. ^ a b Hatna, Erez; Benenson, Itzhak (2012). "The Schelling Model of Ethnic Residential Dynamics: Beyond the Integrated - Segregated Dichotomy of Patterns". Journal of Artificial Societies and Social Simulation. 15 (1): 6. doi:10.18564/jasss.1873. ISSN 1460-7425.
  4. ^ Vinkovic, D.; Kirman, A. (2006-12-06). "A physical analogue of the Schelling model". Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (51): 19261–19265. Bibcode:2006PNAS..10319261V. doi:10.1073/pnas.0609371103. ISSN 0027-8424. PMC 1748214. PMID 17151197.
  5. ^ Zhang, Junfu (2011). "Tipping and residential segregation: a unified Schelling model". Journal of Regional Science. Wiley. 51 (1): 167–193. doi:10.1111/j.1467-9787.2010.00671.x. hdl:10419/36217. ISSN 0022-4146. S2CID 17624822.
  6. ^ a b Rogers, Tim; McKane, Alan J (2011-07-12). "A unified framework for Schelling's model of segregation". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment. IOP Publishing. 2011 (7): P07006. arXiv:1104.1971. Bibcode:2011JSMTE..07..006R. doi:10.1088/1742-5468/2011/07/p07006. ISSN 1742-5468. S2CID 14701950.
  7. ^ Stauffer, D.; Solomon, S. (2007). "Ising, Schelling and self-organising segregation". The European Physical Journal B. Springer Science and Business Media LLC. 57 (4): 473–479. arXiv:physics/0701051. Bibcode:2007EPJB...57..473S. doi:10.1140/epjb/e2007-00181-8. ISSN 1434-6028. S2CID 119519603.
  8. ^ Ódor, Géza (2008). "Self-organizing, two-temperature Ising model describing human segregation". International Journal of Modern Physics C. 19 (3): 393–398. arXiv:0710.1496. Bibcode:2008IJMPC..19..393O. doi:10.1142/s0129183108012212. ISSN 0129-1831. S2CID 18016863.
  9. ^ a b Mantzaris, Alexander; Marich, John; Halfman, Tristin (2018-08-21). "Examining the Schelling Model Simulation through an Estimation of Its Entropy". Entropy. MDPI AG. 20 (9): 623. Bibcode:2018Entrp..20..623M. doi:10.3390/e20090623. ISSN 1099-4300. PMC 7513139. PMID 33265712.
  10. ^ a b Mantzaris, Alexander V. (2020-10-12). "Incorporating a monetary variable into the Schelling model addresses the issue of a decreasing entropy trace". Scientific Reports. Springer Science and Business Media LLC. 10 (1): 17005. Bibcode:2020NatSR..1017005M. doi:10.1038/s41598-020-74125-6. ISSN 2045-2322. PMC 7552411. PMID 33046767.
  11. ^ Nielsen, Alexander Valentin; Gade, Annika Lund; Juul, Jeppe; Strandkvist, Charlotte (2015-11-04). "Schelling model of cell segregation based only on local information". Physical Review E. American Physical Society (APS). 92 (5): 052705. Bibcode:2015PhRvE..92e2705N. doi:10.1103/physreve.92.052705. ISSN 1539-3755. PMID 26651721.
  12. ^ Hatna, Erez; Benenson, Itzhak, eds. (2012-03-12). "Geosimulation of Income-Based Urban Residential Patterns". Advanced Geo-simulation Models. BENTHAM SCIENCE PUBLISHERS. pp. 111–125. doi:10.2174/978160805222611101010111. ISBN 978-1-60805-222-6.
  13. ^ Benenson, Itzhak; Hatna, Erez; Or, Ehud (2009-04-16). "From Schelling to Spatially Explicit Modeling of Urban Ethnic and Economic Residential Dynamics". Sociological Methods & Research. SAGE Publications. 37 (4): 463–497. doi:10.1177/0049124109334792. ISSN 0049-1241. S2CID 120002044.
  14. ^ Bailey, Kenneth D. (1997). "System entropy analysis". Kybernetes. Emerald. 26 (6/7): 674–688. doi:10.1108/03684929710169852. ISSN 0368-492X.
  15. ^ Chauhan, Ankit; Lenzner, Pascal; Molitor, Louise (2018). Schelling Segregation with Strategic Agents. Proceedings of the 11th International Symposium on Algorithmic Game Theory. pp. 137–149. doi:10.1007/978-3-319-99660-8_13.
  16. ^ Elkind, Edith; Gan, Jiarui; Igarashi, Ayumi; Suksompong, Warut; Voudouris, Alexandros A. (2019). Schelling Games on Graphs. Proceedings of the 28th International Joint Conference on Artificial Intelligence. pp. 266–272.