Simulationsbasierte Optimierung einer agentenbasierten Simulation mit Anwendungen zur Preisoptimierung im Mobilfunk:
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2012
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2
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 5
1.1. FORSCHUNGSGEGENSTAND 6
1.2. FORSCHUNGSZIEL UND-FRAGEN 7
1.3. AUFBAU DER ARBEIT 8
2. PREISGESTALTUNG IM MOBILFUNK 10
2.1. BESCHREIBVING DES MOBILFUNKMARKTES 10
2.1.1. ANBIETER 11
2.1.2. TARIFE 17
2.1.3. NUTZUNGS- U N D TARIFWAHLVERHALTEN DER KUNDEN 20
2.1.4. BESONDERHEIT IM MARKT: NETZWERKEFFEKTE 27
2.2. STRATEGIEN UND STEUERUNGSMECHANISMEN DER PREISGESTALTUNG IM
MOBILFUNK 29
2.3. ZIELE U N D MECHANISMEN DER PREISOPTIMIERUNG 31
2.4. BISHERIGE ANSAETZE ZUR PREISOPTIMIERIMG IN DER TELEKOMMUNIKATION 32
2.4.1. KLASSISCHE OPTIMIERUNGSANSAETZE 33
2.4.2. SIMULATIONSBASIERTE ANSAETZE 34
2.4.3. ABGRENZUNG DER VORLIEGENDEN ARBEIT 35
3. GRUNDLAGEN UND ANWENDUNGEN DER AGENTENBASIERTEN SIMULATION 37
3.1. AGENTENBASIERTE SIMULATION 37
3.1.1. EINORDNIMG U N D ABGRENZUNG ZU KLASSISCHEN SIMULATIONSBASIERTEN
ANSAETZEN .38
3.1.2. AGENTEN U N D DEREN VERHALTEN 40
3.1.3. EIGNUNG UND ANWENDUNGSFELDER 42
3.2. BEISPIELE BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHER ANWENDUNGEN 43
3.2.1. SYSTEMATIK DER KLASSIFIKATION 44
3.2.2. PRAXISBEISPIELE BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHER ANWENDUNGEN 44
3.2.3. BEURTEILUNG DER PRAXISANWENDUNGEN 57
3.3. ANWENDUNGSPROZESS 58
3.3.1. PROBLEMANALYSE UND -SPEZIFIKATION 59
3.3.2. MODELLIERUNG 59
3.3.3. IMPLEMENTIERUNG U N D TEST 63
3.3.4. PARAMETRISIERUNG U N D ABLAUF DER SIMULATION 65
3.3.5. ANALYSE U N D AUFBEREITUNG DER ERGEBNISSE 66
3.4. ZUSAMMENFASSUNG U N D AUSBLICK 66
4. AGENTENBASIERTE MODELLIERUNG U N D SIMULATION EINES MOBILFUNKMARKTES
67
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS 3
4.1. SIMULATIONSMODELL UND -KOMPONENTEN 67
4.2. MODELLIERUNG DER ANBIETER U N D TARIFE 70
4.3. MODELLIERUNG DER KUNDEN 72
4.3.1. ENTSCHEIDUNGSMODELL DER AGENTEN 73
4.3.2. NETZWERK DER SOZIALEN INTERAKTION 78
4.3.3. NACHFRAGE- U N D PRAEFERENZSTRUKTUR DER AGENTEN 80
4.4. SIMULATIONSABLAUF UND -VISUALISIERUNG 81
4.5. PROTOTYPISCHE PARAMETRISIERUNG DES SIMULATIONSMODELLS 85
4.6. IMPLEMENTIERUNG DES PROTOTYPS IN DER SIMULATIONSUMGEBUNG ANYLOGIC
90
4.7. DISKUSSION, ANWENDUNG U N D MOEGLICHE ERWEITERUNG 92
5. GRUNDLAGEN DER SIMULATIONSBASIERTEN OPTIMIERUNG 95
5.1. BETRACHTETES GRUNDPROBLEM 96
5.1.1. ALLOKATION VON REPLIKATIONEN 98
5.1.2. SEQUENZIELLE OPTIMIERUNG 100
5.2. ANWENDUNGSBEZOGENE EINORDNIMG VON STANDARDANSAETZEN 107
5.2.1. OPTIMIERUNG AUF ERSATZMODEILEN 110
5.2.2. OPTIMIERIMG MIT GRADIENTENVERFAHREN 111
5.2.3. OPTIMIERUNG MIT METAHEURISTIKEN 113
5.2.4. OPTIMIERUNG DURCH ZUFAELLIGE SUCHE 116
5.2.5. INDUSTRIELOESUNGEN ZUR OPTIMIERUNG 116
6. SIMULATIONSBASIERTE OPTIMIERUNG DER PARAMETER EINER AGENTENBASIERTEN
SIMULATION...118
6.1. SPEZIELLE PROBLEMSTELLUNG IM KONTEXT EINER AGENTENBASIERTEN
SIMULATION 119
6.2. AUSGEWAEHLTE VERFAHREN 123
6.2.1. GLOBAL RANDOM SEARCH (GRS) 125
6.2.2. OPTQUEST 127
6.2.3. SIMULTANEOUS PERTURBATION STOCHASTIC APPROXIMATION (SPSA) 128
6.2.4. EVOLUTIONAERER ALGORITHMUS NELS 133
6.2.5. HYBRIDALGORITHMUS AUS NELS UND SPSA 138
6.3. DEMONSTRATION DER VERFAHREN 141
7. EXPERIMENTELLER VERGLEICH DER VERFAHREN ZUR SIMULATIONSBASIERTEN
OPTIMIERUNG 145
7.1. VERSUCHSAUFBAU 145
7.2. TYPISCHE OPTIMIERUNGSVERLAEUFE 150
7.3. VERGLEICHSKRITERIEN U N D -MASSSTAEBE 152
. 7.4. VERGLEICHSDURCHFUEHRUNG U N D -ERGEBNISSE 153
7.5. AUSBLICK AUF WEITERE EFFIZIENZSTEIGERUNG 159
8. EXPERIMENTELLE FALLSTUDIEN 163
8.1. FALLSTUDIE ZUR SIMULATION 164
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS 4
8.2. FALLSTUDIEN ZUR OPTIMIERUNG 168
8.2.1. EINFACHER FALL OHNE KONKURRENZREAKTIONEN 169
8.2.2. ITERATIVE OPTIMIERUNG MIT KONKURRENZREAKTIONEN 171
8.2.3. PARALLELE OPTIMIERUNG MIT KONKURRENZREAKTIONEN 174
8.3. DISKUSSION DER FALLSTUDIEN 177
9. SCHLUSSBETRACHTUNG 179
9.1. ANSATZ U N D METHODIK 179
9.2. IMPLIKATIONEN FUER DIE ANBIETER IM MOBILFUNKMARKT 181
9.3. AUSBLICK FUER WEITERE FORSCHUNG 182
10. LITERATURVERZEICHNIS 184
11. LEBENSLAUF 202
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