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Articulo de referencia

Mercado inteligente

Un mercado inteligente es una subasta periódica que se liquida mediante técnicas de investigación operativa de optimización matemática , como la programación lineal . El mercado...

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Un mercado inteligente es una subasta periódica que se liquida mediante técnicas de investigación operativa de optimización matemática , como la programación lineal . El mercado inteligente es gestionado por un administrador de mercado. Las transacciones no son bilaterales, entre pares de personas, sino que se realizan hacia o desde un fondo común. Un mercado inteligente puede facilitar la operación del mercado cuando las transacciones, de otro modo, tendrían costos de transacción o externalidades significativas .

La mayoría de los demás tipos de subastas se pueden resolver mediante un proceso sencillo de ordenar las ofertas de menor a mayor. Los bienes pueden ser divisibles, como la leche o la harina, o indivisibles, como los cuadros o las casas. Encontrar una asignación que equilibre el mercado equivale a resolver un problema sencillo de la mochila y no requiere muchos cálculos. Por el contrario, un mercado inteligente permite el equilibrio del mercado con restricciones arbitrarias. Durante el diseño del mercado, las restricciones se seleccionan para que coincidan con la física y la economía relevantes del problema de asignación. McCabe et al. (1991) ofrece una buena visión general. [ 1 ]

Las subastas combinatorias son mercados inteligentes en los que los bienes son indivisibles, [ 2 ] pero algunos mercados inteligentes asignan bienes divisibles como la electricidad y el gas natural.

En comparación con las estructuras de mercado tradicionales, un mercado inteligente reduce sustancialmente los costos de transacción, fomenta una competencia que de otro modo no sería posible y puede eliminar las externalidades. A pesar de las complejas limitaciones, un mercado inteligente ofrece las ventajas de un sistema de intercambio financiero moderno. El cumplimiento del contrato está respaldado por la bolsa; las partes suelen ser anónimas; el gestor del mercado aplica la regulación para garantizar la equidad y la transparencia; y los mercados se mantienen ordenados, especialmente en situaciones de estrés.

Un mercado inteligente puede ser una subasta unilateral en la que los participantes compran al gestor del mercado, una adquisición unilateral ( subasta inversa ) en la que los participantes venden al gestor del mercado, o bilateral, en la que el gestor del mercado equilibra a los participantes que ofrecen y a los que demandan. En un mercado inteligente bilateral, el gestor del mercado puede ser un vendedor neto, un comprador neto o simplemente un intermediario sin impacto en los ingresos.

Los mercados inteligentes son posibles gracias a una confluencia de tecnologías que lo hacen posible: internet para transmitir las ofertas de los usuarios y los precios y cantidades resultantes, una mayor capacidad de cálculo para ejecutar la simulación y el programa lineal, y la monitorización en tiempo real.

Ejemplos de mercados inteligentes

El término parece haber sido utilizado por primera vez por Rassenti, Smith y Bulfin en 1982. [ 3 ] Ese artículo proponía una subasta combinatoria para los espacios de despegue y aterrizaje de aviones. El gobierno de EE. UU. ahora busca implementar dicha subasta. [ 4 ]

El mercado eléctrico moderno es un ejemplo importante de un mercado inteligente bilateral. [ 5 ] [ 6 ] Los mercados eléctricos se liquidan cada pocos minutos y requieren coordinación para asegurar que la generación de energía coincida con la demanda y que los flujos de energía no superen la capacidad de las líneas de la red. Los generadores ofrecen suministrar tramos de energía a una gama de precios. Los distribuidores mayoristas de energía pujan para comprar tramos de energía a una gama de precios. Para liquidar el mercado, el gestor del mercado resuelve un programa lineal en el que las variables de decisión son cuánta energía aceptar de cada generador, el flujo de energía en cada línea y cuánta energía suministrar a cada distribuidor.

Tras la solución, las variables primarias determinan la distribución de la energía (es decir, cuánta energía debe producir cada generador). Las variables duales proporcionan los precios de equilibrio del mercado. Al equilibrar el mercado con base en los precios duales, a los participantes se les cobra en función de los valores marginales, en lugar de según la oferta. De este modo, se garantiza que cada vendedor reciba al menos lo que se ofreció, e incluso más. Se garantiza que cada comprador no pagará más de lo ofrecido, e incluso menos. Sin el mercado inteligente, el operador de la línea, todos los generadores y todos los distribuidores tendrían que formar parte de un monopolio para garantizar la coordinación del sistema.

Los mercados de gas natural a veces se liquidan mediante mercados inteligentes, [ 7 ] como en Australia.El operador del sistema actúa como gestor del mercado. El funcionamiento de la red de gasoductos requiere coordinación para asegurar que la oferta de gas se ajuste a la demanda y que los flujos no superen la capacidad de las tuberías. Los proveedores de gas ofrecen una variedad de cantidades a distintos precios. Los distribuidores pujan para comprar una variedad de cantidades a distintos precios. Para equilibrar el mercado, el gestor del mercado resuelve un programa lineal cuyas variables de decisión son la cantidad de gas que se acepta de cada proveedor, el flujo de gas en cada segmento de tubería y la cantidad de gas que se suministra a cada distribuidor. Al igual que en los mercados de electricidad, tras la resolución, las variables primarias determinan los flujos óptimos y las variables duales proporcionan los precios de equilibrio del mercado. El objetivo es minimizar el coste del suministro de energía.

La subasta de espectro es un mercado inteligente unilateral que se liquida mediante un programa entero. [ 8 ] Los participantes compran espectro radioeléctrico al gobierno. Estas subastas combinatorias se liquidan según las ofertas, en lugar de a precios basados ​​en variables duales. Recientemente, los investigadores han encontrado métodos robustos para obtener variables duales a partir de programas enteros . [ 9 ]

Las empresas y los gobiernos a veces utilizan mercados inteligentes en las adquisiciones, como en el caso de los servicios de transporte . El gobierno chileno, por ejemplo, utiliza un mercado inteligente para seleccionar proveedores de servicios de alimentación escolar. [ 10 ] La Escuela de Negocios Booth de la Universidad de Chicago utiliza un mercado inteligente para la inscripción a cursos. El sistema garantiza que los cupos se asignen a los estudiantes que más los desean, al tiempo que asegura que el número de estudiantes en cada clase se mantenga dentro de la capacidad del aula. [ 11 ]

Ahora se proponen mercados inteligentes para los servicios ambientales, incluido el agua. [ 12 ] [ 13 ] Los diseños más sofisticados se basan en la optimización hidrológica [ 14 ] y en modelos de escorrentía hidrológica.

Formulaciones

Una formulación de mercado inteligente puede escribirse como un fondo neto, en el que las variables de decisión calculan explícitamente las compras y ventas, y el modelo de mercado liquida solo esas cantidades. El mercado de fondo neto puede ser matemáticamente inviable si los participantes no están dispuestos a negociar cantidades suficientes para permitir la viabilidad. Alternativamente, la formulación puede ser un fondo bruto, en el que las variables de decisión determinan las cantidades totales que recibe cada participante; el gestor del mercado calcula las ventas netas después de la solución del modelo, basándose en las tenencias iniciales de los participantes. El mercado de fondo bruto tenderá a ser matemáticamente viable, pero podría tener un coste inaceptablemente alto en el valor objetivo óptimo, si las ofertas (de compra) son demasiado bajas en comparación con las ofertas (de venta). La diferencia entre estas dos formulaciones es solo técnica, ya que los diseños de mercado son económicamente equivalentes según el teorema de Coase .

Véase también

Referencias

  1. ↑ McCabe, Kevin, Stephen Rassenti y Vernon Smith (1991). Mercados inteligentes asistidos por computadora. Science. 254 534-538.
  2. ↑ Pekec, Aleksandar y Michael H. Rothkopf (2003), Diseño de subastas combinatorias, MANAGEMENT SCIENCE, Vol. 49, No. 11, noviembre de 2003, pp. 1485-1503.
  3. ↑ Rassenti, SJ, VL Smith y RL Bluffing (1982). “Un mecanismo de subasta combinatoria para la asignación de franjas horarias en aeropuertos”, Bell J. of Economics, vol. 13, págs. 402-417.
  4. ↑ Wald, Matthew L.; Belson, Ken (4 de diciembre de 2008). "EE. UU. subastará pronto franjas horarias en los aeropuertos de la ciudad de Nueva York" . NY Times.
  5. ↑ Alvey T., Goodwin D., Xingwang M., Streiffert D. y Sun D. (1998). Un sistema de liquidación de ofertas con restricciones de seguridad para el mercado mayorista de electricidad de Nueva Zelanda. IEEE Trans. Power Systems, 13(2), 340-346.
  6. ↑ Hogan WW, Read EG y Ring BJ (1996). Uso de la programación matemática para la fijación de precios spot de electricidad. Int'l Trans. in Operations Research, 3, (3-4), 243-253.
  7. ↑ McCabe, Kevin, Stephen Rasenti y Vernon Smith (1990). Diseño de subastas para bienes compuestos: la industria del gas natural, J. of Economic Behavior and Organization, septiembre, 127-149.
  8. ↑ Chakravorti, B., WW Sharkey, Y. Spiegel y S. Wilkie (1995). Subasta de las ondas: La competencia por el espectro PCS de banda ancha, J. Econ. & Mgt Strategy, 4(2), 267-343.
  9. ↑ O'Neill, RP, PM Sotkiewicz, BF Hobbs, MH Rothkopf, WR Stewart (2005). Precios efectivos de equilibrio de mercado en mercados con no convexidades. European Journal of Operational Research. 164 269-285.
  10. ↑ Epstein, Rafael, Lysette Henriquez, Jaime Catalán, Gabriel Y. Weintraub, Cristián Martinez, “Una subasta combinatoria mejora la alimentación escolar en Chile”, Interfaces, vol. 32, núm. 6, noviembre-diciembre de 2002, págs. 1-14.
  11. ↑ Graves, RL, J. Sankaran y L. Schrage (1993). Un método de subasta para la inscripción en cursos, Interfaces, 23(5).
  12. ↑ Murphy, JJ, A. Dinar, et al. (2000). El diseño de instituciones de mercado de agua "inteligentes" mediante experimentos de laboratorio. Env and Resource Economics 17(4), 375-394.
  13. ↑ Raffensperger, JF; Milke, M (2017). Mercados inteligentes para los recursos hídricos: un manual para su implementación . Springer Publishing.
  14. ↑ Ahlfeld, D., Barlow, P., y Mulligan, A. (2005). GWM: un proceso de gestión de aguas subterráneas para el modelo modular de aguas subterráneas del USGS (MODFLOW-2000), Informe de archivo abierto del Servicio Geológico de los Estados Unidos 2005-1072.