МЕТОД РАСЧЕТА СТАЦИОНАРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ В ЦЕПИ МАРКОВА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Е.В. Кулигин
Новосибирский государственный университет экономики и управления "НИНХ", Новосибирск, Российская Федерация e.v.kuligin@edu.nsuem.ru
Ключевые слова: цепи Маркова, стационарное распределение вероятностей, сложность алгоритма, характеристическое уравнение, линейное программирование, симплекс-метод
Страницы: 134-145
Аннотация
В настоящей статье предложен алгоритм расчета вектора стационарного распределения вероятностей для цепи Маркова. Марковские цепи эффективны для моделирования сложных систем в динамике, в том числе социально-экономических процессов, поскольку вместо детерминированных уравнений и зависимостей учитываются различные варианты развития событий. При этом с увеличением числа вариантов резко возрастает сложность решения задачи о нахождении стационарного распределения вероятностей. Идея алгоритма заключается в замене задачи решения характеристического уравнения n-й степени для матрицы вероятностных переходов задачей линейного программирования. Сформулирована математическая постановка задачи, включая определение независимых переменных, нахождение вида целевой функции, ограничений в виде равенств. Для проведения расчетов создана программа на алгоритмическом языке Python. В целях верификации и доказательства ее эффективности проведены расчеты как для типовых задач общего характера, так и для конкретных социально-экономических кейсов. Полученные результаты полностью совпали с тестовыми и показали, что сложность алгоритма составляет O(n). Разработанная методика позволяет шире применять марковские цепи при изучении социально-экономических процессов и получать более достоверные результаты за счет увеличения числа вероятностных состояний системы.
DOI: 10.34020/2073-6495-2024-3-134-145 |