title: Agent-based models in econophysics
Creators: name: Poledna, Sebastian
Publisher: name: :none
Year: 2011

description: Econophysics ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, in dem Methoden aus der Physik, insbesondere aus der statistischen Mechanik, angewandt werden um Probleme im Finanzwesen und in der Ökonomie zu analysieren. Agenten-basierte Modelle (ABM), welche zur Untersuchung von komplexen Systemen verwendet werden können, sind eine Erweiterung des bekannten Ising-Modells, einem Modell des Ferromagnetismus in der statistischen Mechanik. Sie sind eine Klasse von Computermodellen zur Simulation von Aktionen und Interaktionen autonomer Agenten, die eingesetzt werden, um deren Auswirkungen auf das System als Ganzes zu studieren. Mit dem zunehmendem Gewinn an Popularität in den letzten zwei Jahrzehnten sind ABMs dabei, zu einem akzeptierten Instrument für die Analyse von wirtschaftlichen Problemen zu werden. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein Überblick über ABMs im Finanzwesen und in der Ökonomie gegeben, insbesondere werden verschiedene Designs künstlicher Märkte diskutiert. Im zweiten Teil wird ein ABM als Spielzeug-Modell des Finanzmarktes genutzt, um die Effizienz und die Gefahren von Bankenregulierungssystemen für das Kreditwesen zu testen. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Basel-Regulierungsvorschriften gut in Situationen mit geringem leverage im Finanzsystem funktionieren. In Szenarien mit einem realistischeren leverage level haben sie aber destabilisierende Auswirkungen. Außerdem wurde eine "ideale Welt", wo alle durch leverage hervorgerufenen Risiken mit Optionen abgesichert werden, entwickelt. Selbst unter der Annahme, dass Optionsaussteller nie zahlungsunfähig werden, stellte sich heraus, dass durch die Einführung einer vollständigen Absicherung das System nicht systemisch sicherer wird.
description: Econophysics is an interdisciplinary research area using methods from physics, in particular from statistical mechanics, in order to analyze problems in economics and finance. Agent-based models (ABM), which can be used to study complex systems, are an extension of the famous Ising model, a model of ferromagnetism in statistical mechanics. They are a class of computational models simulating actions and interactions of autonomous agents, which are employed to study their effects on the system as a whole. With ABMs gaining increasing popularity over the last two decades, they are about to become an accepted tool for the analysis of economic problems. In the first part of this work, an overview of ABMs in finance and economics is presented, in particular different designs of artificial markets are discussed. In the second part an ABM is used as a toy model of the financial market to test the efficiency and dangers of credit regulation schemes. The simulation results showed that Basle-type regulation works fine in situations of low leverage levels in the financial system, however they become destabilizing in scenarios with realistic leverage level. Furthermore an "ideal world", where all leverage introduced risk is hedged with options was designed. Even by assuming that option writers never default, it turned out that introducing the heavy requirement of complete hedging does not make the system systemically more secure.