We study the dynamics of simple congestion games with two resources where a continuum of agents behaves according to a version of Experience-Weighted Attraction (EWA) algorithm. The dynamics is characterized by two parameters: the (population) intensity of choice $a>0$ capturing the economic rationality of the total population of agents and a discount factor $\sigma\in [0,1]$ capturing a type of memory loss where past outcomes matter exponentially less than the recent ones. Finally, our system adds a third parameter $b \in (0,1)$, which captures the asymmetry of the cost functions of the two resources. It is the proportion of the agents using the first resource at Nash equilibrium, with $b=1/2$ capturing a symmetric network. Within this simple framework, we show a plethora of bifurcation phenomena where behavioral dynamics destabilize from global convergence to equilibrium, to limit cycles or even (formally proven) chaos as a function of the parameters $a$, $b$ and $\sigma$. Specifically, we show that for any discount factor $\sigma$ the system will be destabilized for a sufficiently large intensity of choice $a$. Although for discount factor $\sigma=0$ almost always (i.e., $b \neq 1/2$) the system will become chaotic, as $\sigma$ increases the chaotic regime will give place to the attracting periodic orbit of period 2. Therefore, memory loss can simplify game dynamics and make the system predictable. We complement our theoretical analysis with simulations and several bifurcation diagrams that showcase the unyielding complexity of the population dynamics (e.g., attracting periodic orbits of different lengths) even in the simplest possible potential games.
翻译:我们用两种资源来研究简单的拥堵游戏的动态, 两种资源中, 代理商的连续体按照经验- 加权吸引算法( EWA) 的版本行事。 动态的特征有两个参数: 选择的( 人口) 密度 $>0 代表物剂总数的经济理性, 折扣系数 $\ sigma\ in [ 0, 1] 代表一种记忆损失类型, 而过去的结果比最近的结果要少得多。 最后, 我们的系统增加了第三个参数 $b = in ( 0, 1) 美元, 它反映了两种资源的成本功能的不对称性。 这是在纳什平衡使用第一个资源 的代理商比例, $= 1/2 美元 代表着一个对称的网络。 在这个简单的框架内, 我们展示了太多的两重调现象, 行为动力从全球的趋同到平衡, 以限制周期周期性或甚至( 正式证明) 混乱作为参数的函数, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元 美元 美元 和 美元 美元 。 具体而言, 我们显示对于任何贴值 美元, 系统的 美元, 将使得这个系统的系统将变得 以 以 美元 以 美元 美元 以 美元 固定 的 的 的 的 以 的 以 以 的 美元 美元 货币 货币 货币 的 以 的 货币 的 的 的 的 以 的 的 的 的 的 货币 货币为 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 的 以 以 以 以 以 以 以 以 的 的 的 的 的 的 的 以 以 以 以 以 以 的 的 以 的 的 的 的 以 以 以 以 以 以 以 的 以 以 以 以 以 以 以 的 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以