Közgazdaságtudomány (Bölcsészet- és Társadalomtudományok Kollégiuma)
50 %
Ortelius tudományág: Mikroökonómia
Operációkutatás (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)
25 %
Ortelius tudományág: Operációkutatás
Számítástudomány (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)
25 %
zsűri
Gazdaság
Kutatóhely
ADATELEMZÉS ÉS INFORMATIKA INTÉZET (Budapesti Corvinus Egyetem)
résztvevők
Bednay Dezső Burka Dávid Nagy Balázs Szakál Szilvia
projekt kezdete
2015-01-01
projekt vége
2019-12-31
aktuális összeg (MFt)
19.412
FTE (kutatóév egyenérték)
9.02
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. Választási rendszerek három jól megkülönböztethető számítási eljárása (a választókerület-szabdalás, a mandátumszámítás és a szavazási eljárások) kiválóan alkalmasak a normatív (axiomatikus) elemzésre. Az egyes eljárások számítási bonyolultságukat tekintve jelentősen különböznek.
Mind elméleti és gyakorlati szempontból komoly kihívást jelent a pártos választókerület-szabdalást gátló objektív megközelítések kidolgozása. Az egy, illetve többfős választókerületekkel rendelkező választási rendszerekben a választókerületek újraszabdalása állandó konfliktusforrás. Az újraszabdalást a lakosság területi egységenkénti eltérő növekedési üteme és a migráció teszi szükségessé. A választókerület-szabdalásra, illetve újraszabdalásra egy az axiomatikus tárgyalásra alkalmas modellkeretet kívánunk kidolgozni, amely az összes part számára egy elfogadható megoldást szolgáltat, vagy rámutat lehetetlenségi tételek segítségével a probléma komplexitására. A választókerület-szabdalást hierarchikus képviseleti modellekben is vizsgáljuk.
A szavazási, illetve mandátumszámítási eljárások terén az axiomatikus megközelítési módnak jelentős hagyománya van. A mandátumszámítás terén az új Magyar választási rendszer axiomatikus elemzését kívánjuk végrehajtani és megvizsgáljuk a biproporcionális eljárások hazai alkalmazási lehetőségét. A szavazási eljárások terén lágy számítási módszerek segítségével vizsgáljuk a szavazatok aggregálását.
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 választókerület-szabdalási problémára máig nem született elfogadható megoldás. Az axiomatikus megközelítés egy elfogadhatóbb megoldáshoz vezethet, vagy matematikailag rámutathat a probléma nehézségének gyökerére egy lehetetlenségi tételen keresztül. Az utóbbi esetben a probléma egy pragmatikus megoldásával kell megelégednünk, amilyen például egy status quot fenntartó újraszabdalás lehet. A status quot megőrző újraszabdalás kérdése érdekes számítástudományi és matematikai problémákat vet fel.
Az új Magyar választási rendszer mandátumszámítási eljárásának érdekessége az egyéni mandátumokat nem eredményező szavazatok országos listára történő átvezetése és a kisebbségi képviselők választásának módja. E két új elem indokolja az eljárás axiomatikus vizsgálatát. A régi választási rendszerünk axiomatikus hiányosságait az elterjedőben lévő biproporcionális eljárások segítségével is fel lehetett volna oldani.
Borda és Condorcet több mint két évszázados vitája máig nyitott, mivel nem létezik az összes elvárható tulajdonságnak eleget tevő eljárás. Kiinduló pontunk, hogy létezése esetén mindenképpen a Condorcet-győztes választandó. E természetes, mások által is alkalmazott kiinduló pont számos preferenciaprofil esetén meghatározza a közösségi döntést. Épp ezen adathalmazt választjuk az ellenőrzött tanulás modellkeretében tanulási halmaznak, majd különböző lágy számítási módszerek (pl. neurális hálók) segítségével meghatározzuk a közösségi döntést. A betanult eljárás hasonlósága ismert választási eljárásokkal statisztikailag tesztelhető.
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! Legfőbb kutatási célunk a választókerület-szabdalás konfliktusos problémájának egy objektív vizsgálata. Nyilván egy a problémát teljes körűen megoldó eljárás megadása egy túlzottan ambiciózus cél, de legalább egy olyan eljárás találása, amely a lehető legnagyobb valószínűséggel eredményez egy az összes part számára elfogadható megoldást, már egy realisztikus célkitűzés. A modell hierarchikus kiterjesztésével a képviseleti demokráciákra vonatkozó ismereteinket bővíthetjük. Megvizsgálandó, hogy hierarchikus szintek számának növelésével érzékenyebbé válik-e a rendszer egyéni manipulációkra, vagy a képviselők felelősségre vonása könnyebbé válik. A hierarchikus modellek egyszerre választókerület-szabdalási és szavazási modellek.
Az új Magyar választási rendszer axiomatikus vizsgálata nemcsak logikai jelentőségű, hanem átfogó jelentőségű, mivel a kisebbségi képviselők bevezetésének módja miatt mások számára is mintául szolgálhat a jövőben.
A szavazási paradoxonok és a közösségi döntések szavazáson keresztüli meghozatala miatt a szavazáselméletet egy máig népszerű kutatási terület. A szavazási problémának a mesterséges intelligenciában alkalmazott módszerek segítségével történő megközelítése új fényt vethet e klasszikus terület problémáira.
Egy ambiciózusabb célunk a választókerület-szabdalás, a mandátumszámítás és a szavazás egységes elméleti keretben történő tárgyalása. Reményeink szerint ilyen irányú eredményekkel is tudunk szolgálni a kutatási projektünk vége felé.
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 választási rendszerekben a szavazási eljárások, a mandátumszámítási eljárások, és a választókerület-szabdalási eljárások három jól elkülönülő komponenst jelentenek. A három eljárástípus nemcsak a választási rendszereken belül, hanem a közgazdaság-tudományban és általában a társadalomtudományokban is a problémák szélesebb köréhez köthető. A szavazási eljárások közösségi döntéshozatalkor, a mandátumszámítási eljárások elosztási problémák megoldásában (pl. örökség örökösök közötti felosztása) és a választókerület-szabdalás pl. kórházak által kiszolgálandó lakóterületek kijelölésekor bizonyulhatnak hasznosnak.
A választókerületek "igazságos" meghatározásának a kérdése a politikusok és az érdeklődő állampolgárok körében egy vitatott kérdés, mivel a választókerületek meghatározása jelentősen befolyásolhatja a választások kimenetelét. A kérdés egy objektívabb, legalább részleges megválaszolása csökkentheti a képviselők és a szavazók "igazságérzetét sértő" szabdalások mértékét, és "felesleges" politikai csatározásoktól kímélhetné meg a szereplőket.
A mandátumszámítási eljárások esetleges logikai hiányosságai kevésbé zavarják a választópolgárokat. Azonban a képviseleti demokráciában oly fontos szavazók egyenlőségének elve alapvető követelmény.
Szavazási eljárásokat számos területen alkalmazzunk. Pl. egy családfő a nyári úti célt szavazás útján is kijelölhetné, vagy csak egyszerűen információt gyűjtve egy nem meghatározott eljárás alapján hozza meg a döntését. Előbbi esetben hasznos lehet a szavazási eljárások tulajdonságainak ismerete, míg utóbbi esetben a döntését egy az agy működését leképező, mesterséges intelligenciában meghonosodott eljárás jelezhetné előre.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Considering electoral systems, we distinguish between three major components (districting procedures, apportioning methods and voting rules), which can be fruitfully analyzed from a normative (axiomatic) viewpoint and are related to computational problems of various difficulty.
From a theoretical and also practical point of view our main goal is to develop new approaches to the districting problem in order to overcome gerrymandering. Electoral systems having singe-member or multi-member districts suffers from the problem of redistricting, which has to be carried out regularly to prevent malapportionment caused by migration and different growth rates in district sizes (measured in the number of voters). We want to develop an adequate framework for the axiomatic analysis of the political districting problem, propose solutions acceptable to parties and citizens, and also take the inherent computational complexity of the problem into account. We will also investigate a model with multiple hierarchical levels of districting.
The axiomatic analysis of voting rules and apportioning methods have a long tradition since Arrow (1951) and Balinski and Young (1982). In case of apportioning methods we would focus on the axiomatic analysis of the new Hungarian Electoral System and carry out research on biproportional apportioning methods.
Concerning voting rules, we would like to develop alternative methods to choose between the most prominent voting rules or propose new solutions to the problem employing soft computing methods such as neural networks.
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 problem of political redistricting has not yet been solved satisfactorily. The axiomatic approach might deliver a more acceptable solution or confirm the inherent difficulty of the underlying problem by an impossibility theorem. In the latter case pragmatic solutions to the problem have to be found. A possible goal could be the determination of a status quo preserving redistricting, which leads to many challenging computational and mathematical problems.
The apportionment method of the new Hungarian Electoral System by the introduction of minority representatives and the still existing transfer of "wasted" votes from single-member districts to the nationwide proportional list deserves an axiomatic analysis. Moreover, biproportional apportioning methods as a possible alternative should be considered.
The debate between Borda and Condorcet was not solved for more than two centuries because none of the prominent voting methods satisfy all plausible properties. We assume that if a Condorcet-winner (i.e. an alternative that beats all alternatives in case of pair wise comparisons) exists, it should be chosen. Based on this assumption we can determine the socially desirable outcome for many preference profiles (a sequence of possible individual rankings). By employing evolutionary methods developed for supervised learning we can also choose an outcome. An interesting question is whether some of the approaches (e.g. neural network) resemble a well-known voting method or not. Obtaining analytical results in these directions, appear to be very difficult; however, many hypotheses can be tested for a relatively small number of alternatives by sampling and simulations.
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. Our most important research goal is to give a meaningful answer to the political conflict situations repeatedly caused by the unavoidable redistricting process. Clearly, a complete solution, resolving the political conflict solutions, of the problem would be a very ambitious goal. However, reducing the probability in which a solution acceptable to all parties does not exist, seems to be a realistic goal. Our analysis on multiple-hierarchical levels of representative democracies will enhance our understanding of democratic systems. Questions like the vulnerability of a system or the accountability of representatives in function of the number of levels can be addressed by these hierarchical models. These models simultaneously take voting and districting into account.
The axiomatic investigation of the apportionment method employed in the new Hungarian Electoral System is not only of local importance, since the novel introduction of minority representatives might be copied by other countries in the future.
Voting paradoxes and the requirement of making collective choices keeps the analysis of voting rules a still vivid research area. Our approach by employing learning methods from the artificial intelligence literature could shed new light on the problem.
A more ambitious task would be to provide a unified framework for districting, apportioning and voting. We hope to achieve results in this direction by the end of the research project.
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. Three key ingredients of electoral systems are voting rules, apportioning methods and districting procedures. These three kinds of methods are widely used in economics or more generally in social sciences. Voting rules are employed in collective decision making, apportionment methods are also special kind of division rules (e.g. division of an inheritance between heirs), and districting procedures are also capable of partitioning an area served by a company or organization into zones assigned to serving units (e.g. warehouses and hospitals).
The determination of a districting map is hotly debated question among politician and interested citizens, since the chosen districting can severely influence the outcome of an election. Debates about an actual districting allegedly or really favoring the governing party might be a topic in electoral campaigns. Giving even a partial answer to the problem, could lead to a better (in the sense of fairness) outcome and the parties could save their energies on more important questions such as choosing a better policy.
Logical flaws of apportionment methods are less noticed by citizens. However, the ideal of one man one vote is an aim to strive for if one takes representative democracies seriously.
We employ voting rules even in our everyday life. For instance, if a family member has to select a holiday destination, she or he can be employ a voting rule or can make the choice by just gathering information about individual preferences by her or his brain. In the former case learning about voting rules would be helpful, while in the latter case approaches from artificial intelligence might be able to predict the final decision.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A szavazási eljárásokat a diktatórikus eljárásoktól vett távolságuk alapján vizsgáltuk. A gyakorlati életben leggyakrabban alkalmazott többségi szavazás az összes diktátorhoz egyidejűleg legközelebbi eljárásnak bizonyult, így egyfajta kompromisszumos megoldásként is felfogható. Neurális hálókon a Borda-szavazás bizonyult a legkönnyebben, leggyorsabban megtanulhatónak.
A választókerület-szabdalást normatív úton elemeztük. A lehetetlenségi tételünk (mely szerint nincsen öt viszonylag átlátható tulajdonságot kielégítő eljárás) rámutat arra, hogy miért is nincsen elfogadható pártsemleges választókerület-szabdalási eljárás és miért konfliktusokkal teli probléma a gyakorlatban a választókerület-szabdalás. Megmutattuk, hogy sok választókerületre osztandó területi egységek esetén egy párt számára optimális választókerület-szabdalás meghatározása számítási nehézségekbe ütközik. Új módszert adtunk a választókerületek alakjának "ideálistól" való eltérésének mérésére. Megmutattuk, hogy hierarchikus választási rendszerekben a választókerület-szabdaló helyzete a szintek számának növekedésével egyre kedvezőbbé válik.
kutatási eredmények (angolul)
We investigated voting rules based on their distances to the dictatorial rules. We obtained the most wide-spread rule, the plurality rule as the one being the closest to all dictatorial rules simultaneously. Therefore, the plurality rule is a kind of compromise solution between all dictatorial rules. Considering neural networks, the Borda count turned out to be the easiest one to learn among the set of most common rules.
Based on our normative approach to the political districting problem we arrived to an impossibility theorem by imposing five reasonable assumptions on the districting rule, which reveals why the political districting problem is that hotly debated and an acceptable solution for all parties could not be found over more than two centuries. We showed that finding a party optimal solution is computationally intractable. We proposed a new circularity measure to describe the shape of districts. Finally, we found that increasing the hierarchical levels in an electoral system increases the power of a gerrymanderer.
Tasnádi A: Választókerület-szabdalással kapcsolatos bonyolultságelméleti kérdések, XXXI. Magyar Operációkutatási Konferencia, Cegléd, 2015. június 10-12., 2015
Burka D; Puppe C; Szepesváry L; Tasnádi A: Közösségi döntések neurális hálókkal, XXXI. Magyar Operációkutatási Konferencia, Cegléd, 2015. június 10-12., 2015
Burka D; Puppe C; Szepesváry L; Tasnádi A: Neural networks vote for the Borda count, Workshop on Game Theory and Social Choice (GAM-SOC 2015), Budapesti Corvinus Egyetem, 2015. december 11-12., 2015
Kobayashi K; Tasnádi A: The Multiple Hierarchical Legislatures in a Representative Democracy: Districting for Policy Implementation, Brown Bag Lunch Seminar, January 15, 2015, University of Innsbruck, Austria, 2015
Bednay D; Moskalenko A; Tasnádi A: Avoiding bad voting rules does not result in good ones, Magyar Közgazdaságtudományi Egyesület X. éves konferencia, Budapest, 2016. december 19-20. Közép-európai Egyetem (CEU), 2016
Tasnádi A: Választási rendszerek normatív elemzése, plenáris előadás, Magyar Közgazdaságtudományi Egyesület X. éves konferencia, Budapest, 2017. december 18-19. MTA KRTK Közgazdaságtudományi Intézet, 2017
Kobayashi K; Tasnádi A: Gerrymandering in a hierarchical legislature, THEORY AND DECISION: AN INTERNATIONAL JOURNAL FOR MULTIDISCIPLINARY ADVANCES IN DECISION SCIENCE 87: (2) 253-279, 2019
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: _KTK / Matematika Tanszék (Budapesti Corvinus Egyetem), Új kutatóhely: 2022_ADATELEMZÉS ÉS INFORMATIKA INTÉZET (Budapesti Corvinus Egyetem).
