Seats Allocation under Various Electoral Systems
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;; =================================== ;; 日本選挙学会2017年度大会@香川大学 ;; ;; 制度変化とその帰結のシミュレーション ;; ー異なる投票方法の下での議席配分 ;; ;; シミュレーション・ソースコード ;; ;; 報告者: 品田裕・Song Jaehyun ;; 作成者: Song Jaehyun ;; 作成日: 2017-01-06 ;; ;; 修正履歴 ;; 20170107 選挙サイクルの導入 ;; プロット機能の追加 ;; 20170108 選好をベータ分布へ変更 ;; 投票確率関数の修正 ;; =================================== ;;全域変数の宣言 globals [election_cycle ENC] ;;エージェントの定義 breed [voters voter] ;;有権者エージェント breed [candidates candidate] ;;候補者エージェント breed [v_counters v_counter] ;;得票数カウンター (今後、パッチ化する) breed [r_counters r_counter] ;;当選率カウンター (今後、パッチ化する) breed [w_counters w_counter] ;;当選回数カウンター (今後、パッチ化する) breed [l_counters l_counter] ;;連続敗北回数カウンター (今後、パッチ化する) ;;有権者の属性 voters-own [id ;; ID ideology] ;; イデオロギー (Beta(vAlpha, vBeta)の分布から生成) ;;候補者の属性 candidates-own [run_election ;;立候補時期 ideology ;;イデオロギー (Uniform(0, 1)の分布から生成) votes ;;現在の得票数 votes2 . ;;現在の得票数^2 rate ;;当選率 nWin ;;累積当選回数 prevLose ;;前回の選挙での敗北有無 nLose ;;連続敗北回数 plotColor] ;;Line Color in Plot ;;カウンターの属性 (今後、パッチ化する) v_counters-own [votes] ;;得票数 r_counters-own [rate] ;;得票数j順位 w_counters-own [nWin] ;;当選回数 l_counters-own [nLose] ;;連続敗北回数 to setup if (magnitude > nCandidates) [ error "Error! District Magnitude (magnitude) must be smaller than number of candidates (nCandidates)!" ] if (nBallot > nCandidates) [ error "Error! If number of ballots (nBallot) is bigger than number of candidates (nCandidates), elections are endless!" ] clear-all ;;全て初期化 random-seed seed ;;Set seed set election_cycle 1 ;;選挙回数の初期化 set ENC 0 create_candidates ;;候補者の生成 create_voters ;;有権者の生成 create-v_counter ;;得票数カウンターの生成 show-v_counter ;;得票数カウンターの表示 create-r_counter ;;当選率カウンターの生成 show-r_counter ;;当選率カウンターの表示 create-w_counter ;;当選回数カウンターの生成 show-w_counter ;;当選回数カウンターの表示 create-l_counter ;;連続敗北回数カウンターの生成 show-l_counter ;;連続敗北回数カウンターの表示 reset-ticks ;;時間(tick)の初期化 end to go cast-votes ;;投票行動 highlight-top-candidates ;;当選可能ライン候補者の得票数をハイライト highlight-top-candidates2 ;;当選回数上位の候補者の当選回数をハイライト highlight-top-candidates4 ;;連続敗北回数が1以上の候補者をハイライト end -cycle ;;全員投票済みの場合、1回分の選挙終了 if (election_cycle > Last-election) [ stop ] end ;;有権者生成プロシージャ to create_voters let counter 1 ;;臨時カウンターの初期化 loop [ if counter > nVoter [ stop ] ;;臨時カウンターが有権者数より小さい限り、反復 let temp_ideology rngBeta vAlpha vBeta ;;Beta(vAlpha, vBeta)からイデオロギーの生成 ;;有権者を票数だけ生成 create-voters nBallot [ set shape "square" ;;形は四角形 set color [255 0 0 15] ;;色は半透明な白 ifelse ((random-float 1) >= 0.5) [ ;;移動方向(左右)をランダムに割当 set heading 90 ] [ set heading 270 ] setxy (random 50) 5 ;;初期位置の指定 (横 = ランダム, 縦 = 3) set id counter ;;固有IDの割当 set ideology temp_ideology ;;イデオロギーの割当 ] set counter counter + 1 ;;カウンター++ ] end to create_candidates let counter 1 ;;臨時カウンターの初期化 loop[ if counter > nCandidates [ stop ] ;;臨時カウンターが候補者数より小さい限り、反復 create-candidates 1 [ set shape "person" ;;形は人間 set color red - 2 ;;色はちょっと暗い赤 set heading 180 ;;全員南向き set run_election election_cycle ;;最初に立候補した選挙は現在のelection_cycle ;;X座標は均等に並ぶように。Y座標は4 setxy (((50 / nCandidates) / 2) + ((counter - 1) * (50 / nCandidates)) - 0.5) 4 set ideology (rngBeta cAlpha cBeta) ;;イデオロギーはBeta(cAlpha, cBeta)からランダムに生成 set votes 0 ;;得票数の初期化 set votes2 0 ;;得票数^2の初期化 set rate 0 ;;当選率の初期化 set nWin 0 ;;当選回数の初期化 set nLose 0 ;;連続敗北回数の初期化 set prevLose 0 ;;前回選挙敗北有無の初期化 set plotColor random 145 set label precision ideology 2 ;;ラベルはイデオロギーで ] set counter counter + 1 ;;カウンターを増やす ] end ;;得票数カウンターの生成 to create-v_counter let counter 1 ;;臨時カウンターの初期化 loop[ ;;候補者の数だけ繰り返し if counter > nCandidates [ stop ] create-v_counters 1 [ ;;得票数カウンターの生成 set shape "wolf" ;;どうせ透明だから形はどうでもいい set color [0 0 0 0] ;;色は透明 ;;X座標は候補者と同じ、Y座標は候補者の座標 - 1 setxy (((50 / nCandidates) / 2) + ((counter - 1) * (50 / nCandidates)) - 0.5) 3 set votes 0 ;;得票数の初期化 ] set counter counter + 1 ;;臨時カウンター++ ] end to show-v_counter ask v_counters [ set label votes ] end to create-r_counter let counter 1 loop[ if counter > nCandidates [ stop ] create-r_counters 1 [ set shape "wolf" set color [0 0 0 0] setxy (((50 / nCandidates) / 2) + ((counter - 1) * (50 / nCandidates)) - 0.5) 2 set rate 0 ] set counter counter + 1 ] end to show-r_counter ask r_counters [ set label round rate ] end to create-w_counter let counter 1 loop[ if counter > nCandidates [ stop ] create-w_counters 1 [ set shape "wolf" set color [0 0 0 0] setxy (((50 / nCandidates) / 2) + ((counter - 1) * (50 / nCandidates)) - 0.5) 1 set nWin 0 ] set counter counter + 1 ] end to show-w_counter ask w_counters [ set label nWin ] end to create-l_counter let counter 1 loop[ if counter > nCandidates [ stop ] create-l_counters 1 [ set shape "wolf" set color [0 0 0 0] setxy (((50 / nCandidates) / 2) + ((counter - 1) * (50 / nCandidates)) - 0.5) 0 set nLose 0 ] set counter counter + 1 ] end to show-l_counter ask l_counters [ set label nLose ] end ;;移動方法 ;;forward 1のみなら別にプロシージャにする必要はないが、 ;;今後、より複雑な移動をする時のためにプロシージャ化しておく to normal_move forward 1 end ;;選挙一回分終了 to end-cycle ;;全ての有権者が投票済み (透明)なら if (count voters with [color != [0 0 0 0]] = 0) [ show_winner ;;当選者の表示 set ENC (calc-ENC) tick ask candidates [ ;;全ての高著者のの set votes 0 ;;得票数を0に戻す set votes2 0 ;;得票数^2を0に戻す let temp_rate ((nWin / (election_cycle - run_election + 1)) * 100) set rate temp_rate ask v_counters-at 0 -1 [ set votes 0 ] ask r_counters-at 0 -2 [ set rate temp_rate set label round rate ] ] retire-candidate set election_cycle election_cycle + 1 ;;election_cycleを1増やす ask voters [ ;;全ての有権者の set color [255 0 0 15] ;;色を元に戻す (= 復活させる) setxy (random 50) 5 ;;位置の初期化 ] ] end ;;当選者の表示 to show_winner ask max-n-of magnitude candidates [ votes ] [ set nWin nWin + 1 set prevLose 0 set nLose 0 ask w_counters-at 0 -3 [ set nWin nWin + 1 set label nWin ] ask l_counters-at 0 -4 [ set nLose 0 set label nLose ] ] ask min-n-of (nCandidates - magnitude) candidates [ votes ] [ set prevLose PrevLose + 1 ] ask candidates with [prevLose > 0] [ set nLose nLose + 1 ask l_counters-at 0 -4 [ set nLose nLose + 1 set label nLose ] ] end ;;retire-timingで指定した回数だけ連続敗北した候補者は引退 ;;引退と同時に、そのパッチに新人候補者を生成 ;;新人候補者のイデオロギーは同様にUniform(0, 1) to retire-candidate ;;連続敗北回数がretire-timing以上なら... ask candidates with [ nLose >= retire-timing ] [ ;;新しい候補者を孵化(?!)させる hatch-candidates 1 [ set shape "person" ;;形は同様に「人間」 set color red - 2 ;;色は暗い赤 set run_election election_cycle + 1 ;;立候補時期の記録 set ideology (rngBeta cAlpha cBeta) ;;イデオロギーの割当 set votes 0 ;;得票数 set votes2 0 ;;得票数^2 set rate 0 ;;Rate set nWin 0 ;;累積当選回数 set nLose 0 ;;連続敗北回数 set prevLose 0 ;;前回選挙での敗北有無 set plotColor random 145 set label precision ideology 2 ;;ラベルにイデオロギーを表示 ] ;;当選回数カウンターの初期化 ask v_counters-at 0 -1 [ set votes 0 set label votes ] ask r_counters-at 0 -2 [ set label round rate ] ask w_counters-at 0 -3 [ set nWin 0 set label nWin ] ask l_counters-at 0 -4 [ set nLose 0 set label nLose ] die ;;政治家は落ちたらただの人間...ではなく死体 ] end ;; 投票行動プロシージャ to cast-votes ;;まだ投票していない有権者のみ ask voters with [color != [0 0 0 0]] [ let didIvoted count voters-here with [ id = [id] of myself ] ;;自分より下のパッチに候補者がいたら ifelse any? candidates-at 0 -1 [ ifelse (didIvoted = 1) [ ;;投票確率計算のために必要な変数 let voter_ideology ideology ;;1. 有権者のイデオロギー let cand_ideology [ideology] of one-of candidates-on neighbors4 ;;2. 候補者のイデオロギー let cand_nWin [nWin] of one-of candidates-on neighbors4 ;;3. 候補者の当選回数 let cand_prev [prevLose] of one-of candidates-on neighbors4 ;;4. 候補者の当選回数 let cand_rate [rate] of one-of candidates-on neighbors4 ;;5. 候補者の当選Rate let vote_prob 0 ;;投票確率の宣言・初期化 set vote_prob (calc-voteProb cand_ideology voter_ideology cand_nWin cand_prev cand_rate) let vote_prob2 random-float 1 if vote_prob2 >= vote_prob [ normal_move ] if vote_prob2 < vote_prob [ set color [ 0 0 0 0 ] ;;投票した有権者を透明にする ask candidates-at 0 -1 [ set votes votes + 1 set votes2 ((votes / (nVoter * nBallot)) * (votes / (nVoter * nBallot))) ] ask v_counters-at 0 -2 [ set votes votes + 1 set label votes ] ] ] [ normal_move ] ] [ normal_move ] ] end ;;現在、上位M名候補者の得票数と当選回数をハイライト to highlight-top-candidates ask max-n-of magnitude candidates [ votes ] [ set color red + 2 ask v_counters-at 0 -1 [ set label-color yellow ] ] ask min-n-of (nCandidates - magnitude) candidates [ votes ] [ set color red - 2 ask v_counters-at 0 -1 [ set label-color white ] ] end to highlight-top-candidates2 ask max-n-of magnitude candidates [ rate ] [ ask r_counters-at 0 -2 [set label-color yellow] ] ask min-n-of (nCandidates - magnitude) candidates [ rate ] [ ask r_counters-at 0 -2 [set label-color white] ] end to highlight-top-candidates4 ask candidates [ ask l_counters-at 0 -4 [ ifelse (nLose >= 1) [ set label-color yellow ] [ set label-color white ] ] ] end ;;投票確率の計算 to-report calc-voteProb [candId voterId cand_nWin cand_prev cand_rate] let temp_nWin 1 let temp_incum 0 if ((incumbency_advantage?) and (cand_nWin >= 1) and (cand_prev = 0)) [ set temp_incum incumbency_discount ] if nWin_advantage? [ ;set temp_nWin (1 + (nWin_advantage_discount * (cand_rate * 0.01))) set temp_nWin (1 + (nWin_advantage_discount * (cand_nWin / (election_cycle)))) ] if (utility-function = "Simple") [ report (1 - (abs(candID - voterID)) * temp_nWin + temp_incum) ] if (utility-function = "Logistic") [ report (1 / (1 + exp(-(uBeta0 - uBeta1 * (abs(candID - voterID)))))) * temp_nWin + temp_incum ] end ;;ベータ分布から乱数生成レポーター ;;Beta(alpha, beta)からの乱数生成は ;;Gamma(alpha, 1) / (Gamma(alpha, 1) + Gamma(beta, 1)) ;;でもできる。 to-report rngBeta [alpha beta] let temp1 random-gamma alpha 1 let temp2 random-gamma beta 1 report (temp1 / (temp1 + temp2)) end to-report calc-ENC report (1 / sum([votes2] of candidates)) end
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Seats Allocation under Various Electoral Systems.png | preview | Preview for 'Seats Allocation under Various Electoral Systems' | over 7 years ago, by Jaehyun Song | Download |
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