Kooperáció externáliák mellett - elmélet és alkalmazások
Title in English
Cooperation with Externalities - Theory and Applications
Keywords in Hungarian
játékelmélet, externáliák
Keywords in English
game theory, externalities
Discipline
Economics (Council of Humanities and Social Sciences)
100 %
Ortelius classification: Microeconomics
Panel
Economics
Department or equivalent
INSTITUTE OF ECONOMICS (Corvinus University of Budapest)
Starting date
2015-01-01
Closing date
2019-12-31
Funding (in million HUF)
5.814
FTE (full time equivalent)
1.77
state
closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. A kutatás középpontjában az externáliákat tartalmazó kooperatív játékelméleti modellek továbbfejlesztése áll. Először is elengedhetetlen a már létező mag koncepciók alapos feltárása ahhoz, hogy megérthessük ezek kapcsolatát. Ez után lehetséges a modell további kiterjesztése a bizonytalanság bevezetésével, ami egy olyan új megoldáshoz vezet, melynek számos valós alkalmazása van. Végül, megvizsgáljuk az externáliák hatását a hozzárendelési játékokban; elemezzük a stabilt megoldás létezésének feltételeit és annak tulajdonságait.
Mi a kutatás alapkérdése? Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek. A kutatás fő célja annak vizsgálata, hogy hogyan lehet megfelelően kezelni az externáliákat a kooperatív elméletben, továbbá, hogy ez a vizsgálat hogyan használható olyan helyzetekben, amikor az externáliák és a bizonytalanság egyszerre hatnak. Végül azt kívánjuk elemezni, hogy a hozzárendelési játékok stabil megoldásainak tulajdonságai hogyan változnak externáliák jelenlétében.
Mi a kutatás jelentősége? Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának! Az elméleti modellek és a gyakorlati alkalmazások közötti szakadék csökkentése alapvető fontosságú. A kooperatív játékok externálákkal való kibővítése ezért elengedhetetlen. Ez a lépés lehetőséget teremtene olyan új megoldás koncepciók megalkotására, melyek majd alkalmazhatóak lennének számos valós szituációban; a nemzetközi környezetvédelmi megállapodásoktól a kartellek kialakulásáig.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára. A kooperatív játékelmélet azt vizsgálja, hogy egy közös projekt hasznait és költségeit hogy kell felosztani a résztvevő felek vagy „koalíciók” között. A klasszikus elmélet feltételezi, hogy ezen koalíciók értéke független a többi résztvevő viselkedésétől. Ez a feltevés természetesen számos alkalmazásban túl erős lehet. Ezen pályázat célja a kooperatív játékelmélet alkalmazhatóbbá tétele, a fenti korlát feloldásával. Ennek eredményeképpen egy sor gyakorlati probléma megoldására tehetünk javaslatot. Például: „Hogyan osztandók fel az európai villamosenergia-hálózat fejlesztésének költségei?” Az elmélet útmutatásul szolgálhat olyan kérdésekben, mint a kartellek kialakulása, a munkaerő piac stabilitása, a nemzetközi környezetvédelmi megállapodások, stb.
Summary
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. The focus of this research is the improvement of cooperative game theoretical models involving externalities. First, a thorough survey of the existing core concepts is inevitable to be able to understand the relationship of these notions. Based on these findings we can extend the model further by including uncertainty, thereby providing a new solution concept to many real applications. Finally, the effect of externalities is examined in assignment games; conditions for existence of stable outcomes, and their characterization is analyzed.
What is the major research question? Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments. The central question of the project is how to properly introduce externalities into the cooperative theory. Furthermore, how could we use this knowledge to handle situations with uncertainty and externalities at the same time. Finally we wish to examine how the properties of stable outcomes change in an assignment game in the presence of externalities.
What is the significance of the research? Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field. It is fundamental to decrease the gap between theoretical models and real applications. The introduction of externalities into cooperative games is thus essential. This step would open the possibility for defining new solution concepts, which in turn could be applied to many real life situations; from international environmental agreements till cartel formation.
Summary and aims of the research for the public Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others. Cooperative game theory studies how the gains and costs of a joint project should be divided among the participating parties or ‘coalitions’. Classical theory assumes that the value of such a coalition is independent of the actions of the rest of the participants. This assumption is of course too strong for many applications. The goal of this project is to increase the applicability of cooperative theory by relaxing this particular assumption. As a result, we can formulation suggestions for a wide range of practical problems; e.g. ’How to share the cost of the expansion of the European electricity grid?’ The theory can serve as guidelines in issues like cartel formation, labor market stability, international environmental agreements, etc.
Final report
Results in Hungarian
Kooperáció externáliák és bizonytalanság mellett
Bevezetjük a kooperatív játékelmélet egy olyan új játékosztályát, amelyben egy koalíció értéke függ a többi játékos viselkedésétől és a világállapottól is. Kiterjesztjük a klasszikus mag definícióját, definiáljuk a fenntartható magot.
Részletesen elemzünk egy fontos alkalmazást, amely az elektromos átviteli hálózatokat érinti. Megmutatjuk, hogy a rendszerbiztonsági feltétel biztosítható, ha egy fenntartható magbeli elemet választunk.
Hozzárendelési játékok externáliákkal
Egy kétoldalú hozzárendelési játékba bevezetjük az externáliákat úgy, hogy az egyes párok által elérhető értékek a többi pár viselkedésétől is függnek. A kooperatív játékokhoz hasonlóan, itt sem egyértelmű a stabilitás megfelelő definíciója; valószínűleg átváltás lesz megfigyelhető a stabil megoldások létezése illetve azok hatékonysága között. Megvizsgáljuk, hogy a megoldás tulajdonságait hogyan befolyásolja az externáliák jelenléte.
Önkikényszerítő vízelosztási megállapodások bizonytalanság mellett
A valós alkalmazhatóságra gondolva, feltesszük, hogy a vízhozam bizonytalan. A probléma természetes módon externáliákat is hordoz.
A vízeolsztás megoldására számos nemzetközi jogi alapelv ismert (pl. ATS, UTI,TIBS, stb.), melyek fenntartahtóságának vizsgálatára a fenti megoldás koncepció kiválóan alkalmas. A cikk fő eredménye, hogy pénz nélküli elosztási játékban (no side-payment) kizárólag az UTI elv megvalósítása fenntartható.
Results in English
1. Cooperation with Externalities and Uncertainty
We introduce a new class of cooperative games where the worth of a coalition depends on the behavior of other players and on the state of nature as well. The appropriate extension of the classical core concept, the Sustainable Core, is defined.
A prominent application, a game of consumers and generators on an electrical energy transmission network is examined in details. We show that fulfilling the safety requirement in a mutually acceptable way can be achieved by choosing an element in the Sustainable Core.
2. Assignment Games with Externalities
We introduce externalities into a two-sided, one-to-one assignment game by letting the values generated by pairs depend on the behavior of the other agents. Similarly to cooperative games, the proper definition of stability is not straightforward; probably there is a trade-off between stability and optimality.
3. Self-enforcing Water Allocation Under Uncertainty
We analyze the sharing a river problem applying cooperative game theoretic tools
in situations where the river flow is uncertain. Given the stochastic nature of the
problem, our focus is on agreements that are self-enforcing. We show that with no side-payments only the UTI principal leads to a stable outcome.
Habis H, Csercsik D: Cooperation with externalities and uncertainty, NETW SPAT ECON 15: (1) 1-16, 2015
Gudmundsson Jens, Habis Helga: Assignment games with externalities revisited, ECON THEOR 5: (2) 247-257, 2017
Habis H, Csercsik D: Cooperation with externalities and uncertainty, NETW SPAT ECON 15: (1) 1-16, 2015
Habis Helga: Self-enforcing Water Allocation Under Uncertainty, SING 15 Book of Abstracts, 2019
Events of the project
2020-02-12 17:32:18
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: _KTK / Mikroökonómia Tanszék (Budapesti Corvinus Egyetem), Új kutatóhely: Közgazdaságtani Intézet (Budapesti Corvinus Egyetem).
