Nosso estudo foi elaborado a partir de uma analogia do modelo de Ising em duas dimensões para analisar a influência que a rede de contatos e as forças externas podem exercer no indivíduo para que ele tenha ou não a intenção de agir licitamente. Esse estudo teve como inspiração o modelo proposto no artigo Analysing Tax Evasion Dynamics Via The Ising Model (ZAKLAN; WESTERHOFF; STAUFFER, 2009), porém, com ênfase à intenção dos agentes, que precede a conduta delituosa, e não ao cometimento do crime em si, quando já ocorreu o dano à sociedade. A analogia e inclusão de algumas variáveis ao referido modelo nos possibilitou estudar, de acordo com cada cenário, formas de manter ou reduzir os índices criminais, prever possíveis situações de histerese, suas consequências e possíveis custos para a sociedade e para o governo. / Our study was drawn from an analogy of the Ising model in two dimensions to analyze the influence that the network and the external forces can exert on the individual so that whether or not he intends to act lawfully. This study was inspired by that proposed in the article \"Analysing Tax Evasion Dynamics Via The Ising Model\" (ZAKLAN; WESTERHOFF; STAUFFER, 2009) model, but with emphasis on the intention of the agents, which precedes the criminal conduct, not to the commission of the crime itself, when the damage has already occurred to society. The analogy is the inclusion of some variables that model allowed us to study, according to each scenario, ways to maintain or reduce crime rates, predict possible situations hysteresis, their consequences and potential costs to society and the government.

Neste trabalho são estudados os efeitos, causados por variações na topologia de rede, no comportamento de quatro modelos de dinâmica de opinião: o Modelo Votante, o Modelo Confiança Limitada, o Modelo da Regra da Maioria e o Modelo CODA. Primeiramente estes modelos são utilizados em simulações que usam uma série de diversas redes sociais complexas, geradas para apresentar diferentes combinações de valores de certas propriedades chave, como aglomeração, conectividade, assortatividade e distâncias internas. Em seguida, são realizados experimentos que mostram como a topologia influencia os resultados na modelagem de cenários de debates públicos, onde duas opiniões rivais, A e B, disputam sob condições desiguais o consenso de uma população simulada. / This work studies the effects caused by variations in network topology in the behavior of four different models of opinion dynamics: the Voter Model, Bounded Confidence Model, the Majority Rule Model and the CODA Model. First, these models are used in simulations over a number of different complex social networks, generated to show sereval combinations of key properties such as clustering, connectivity, assortativity and path distances. Then, we perform experiments that show how the topology influences the results in modeling scenarios of public debates, where two rival opinions, A and B, compete under unequal conditions for the consensus of a simulated population.

Nos últimos anos a preocupação com uma possível elevação da desigualdade social aumentou consideravelmente, principalmente por conta da obra de Piketty intitulada O Capital no século XXI. Para Piketty a diminuição da natalidade entre os ricos será um dos pontos cruciais para este aumento. As previsões contidas no livro são avassaladoras, se nada for feito a desigualdade aumentará a ponto de ameaçar a democracia e os sistemas políticos e sociais vigentes. Porém, alguns economistas, como por exemplo: Matthew Rognlie, não concordam com esta tese e apontam supostos erros e falhas cometidos pelo economista francês. O intuito deste trabalho é tentar um caminho diferente do trilhado por Piketty, utilizando outros meios e técnicas, este trabalho se propõem a analisar a questão da desigualdade causada pela herança dos bens. Para tanto, foi implementado e adaptado o algoritmo descrito no artigo A family-network model for wealth distribution in societies para analisar esta questão à luz de técnicas e métodos como: monte carlo, grafos e simulações computacionais. O resultado obtido vai ao encontro dos resultados obtidos por Piketty / In recent years a concern for a possible rise in social inequality has increased considerably, especially on account of Piketty\'s work entitled \"Capital in the 21st Century.\" For a small reduction in the birth rate among the rich, it will be one of the crucial points for this increase. As predictions contained in the book are overwhelming, there is nothing for an inequality will increase a threatening point to democracy and existing political and social systems. However, some economists, such as Matthew Rognlie, do not agree with this article and point out supposed errors and failures committed by the French economist. The purpose of this paper is to try a different path from Piketty, using other means and techniques, this work is useful for an analysis of the issue of inequality caused by the inheritance of goods. A model of family network for the distribution of wealth in societies \"to a model of family network for the distribution of wealth in societies. The result obtained is in line with the results obtained by Piketty

As crises financeiras são processos de perdas decorrentes do mecanismo do mercado financeiro. Elas afetam as instituições do sistema financeiro e por meio do processo de contágio se espalham por ele, algumas vezes analogamente ao efeito dominó. Este processo pode levar muitas instituições financeiras saudáveis a se tornarem insolventes. Isso acontece porque os agentes econômicos estão interligados por meio de relações contratuais e se tornam dependentes uns aos outros. O risco sistêmico pode ser entendido como o risco de uma grande perda em um sistema. O presente trabalho tem como objetivo utilizar as propriedades de um modelo de contágio, proposto para estudar os efeitos da propagação de crises financeiras, bem como a mensuração do risco sistêmico no sistema interbancário. Este problema foi investigado considerando três diferentes topologias de rede: Erdös-Rényi, Livre de Escala (ou Scale-Free) e Interbancária Empírica. A escolha destas topologias foi pelo fato de que duas delas - Livre de Escala e Interbancária Empírica - podem emular o sistema bancário real e a de Erdös-Rényi ter sido utilizada em diversos modelos da literatura. Cada nó representa um banco que possui balanço patrimonial constituído de passivos (patrimônio líquido, empréstimos e depósitos) e ativos (empréstimos, títulos e valores mobiliários). Foi analisada a influência da alavancagem do sistema, da probabilidade inicial de default e do número de clusters da rede Interbancária Empírica. O risco sistêmico foi medido utilizando o Indicador de Risco Sistêmico, o Índice de Risco Sistêmico e o VaR Sistêmico. Mostrou-se que as redes Livres de Escala são mais robustas em relação aos ataques aleatórios evitando o aumento da inadimplência. O aumento abrupto do impacto causados pela crise acontece devido ao aumento do grau de alavancagem do sistema. O número de clusters da rede Interbancária Empírica impacta a robustez do sistema. O modelo reproduz o resultado conhecido como Muito Interconectado para Falhar, que é quando bancos mais interconectados oferecem maior risco ao sistema. / The financial crises are processes of losses arising from financial market mechanism. They affect the institutions of the financial system by the process of contagion. Sometimes it is equal to the domino effect. This process can make many healthy financial institutions become insolvents. It happens because economic agents are interconnected through contractual relations and become dependent on each other. Systemic risk can be understood as the risk of a huge loss in a system. The present work aims to study the properties of a contagion model proposed to study the effects of the spread of financial crises, as well as the measurement of systemic risk in the interbank system. This problem was investigated considering three different network topologies: Erdös-Rényi, Scale-Free and Empirical Interbank. The choice of these topologies was made by the fact that two of them - Scale-Free and Empirical Interbank - may emulate the real banking system and Erdös-Rényi has been used in several models in the literature. Each node is a bank and consists on a balance sheet split as liabilities (equity, borrowings and deposits) and assets (lendings, bonds and securities). It was analyzed the influence of the coefficient of leverage, the influence of the initial probability of default and the influence of the number of clusters on the Empirical Interbank. The systemic risk was measured using the Systemic Risk Indicator, Systemic Index and Systemic Value at Risk. It was shown that Scale-Free networks are more robust against random attacks, avoiding increases in the number of defaults. The abrupt increase in the impact caused by the crisis happens due to the increase in coefficient of leverage. The number of clusters on Empirical Interbank network impacts the robustness of the system. The model reproduces the result known as Too Interconnected to Fail, that is, banks more interconnected offer higher risk to the system.

Desde os primeiros anos do século XXI mais da metade da população mundial passou a habitar em regiões urbanas. Este processo de urbanização, acelerado a partir da revolução industrial, trouxe consigo benefícios inegáveis à humanidade, mas também possui externalidades evidentes como o congestionamento, a violência e a segregação. Preocupada com estes problemas, surge a ciência do planejamento urbano, ora atuando na antecipação dos fatos, ora remediando os problemas existentes, utilizando as mais variadas propostas que partem de correntes de pensamento compostas por estudiosos das cidades que, nesta difícil tarefa, procuram embasamento em experiências anteriores ou em estudos que invariavelmente envolvem outras áreas de conhecimento, como sociologia, economia e engenharia. Paralelamente a estes esforços, surge nos últimos 40 anos, outra área de conhecimento, denominada Sistemas Complexos, para estudar fenômenos físicos, biológicos, econômicos e sociais, entre outros, utilizando as técnicas provenientes da dinâmica não linear, da física estatística e da computação baseada em agentes, e que vem sendo progressivamente aplicada ao estudo das cidades. Neste trabalho é realizada uma breve revisão da história do surgimento e da evolução das cidades, apresentada na seção 2, e em seguida, na seção 3, é apresentada a teoria dos sistemas complexos, descrevendo as principais características dos sistemas que podem ser analisados à ótica desta área de conhecimento. Na seção 4 é exposto o embasamento teórico e empírico que permite a fusão entre as duas ciências (Planejamento Urbano e Sistemas Complexos). Na seção 5 são reproduzidos alguns estudos computacionais da expansão urbana, consolidados na literatura científica que utilizam técnicas inerentes à ótica de sistemas complexos. Na seção 6 é proposto um modelo computacional simplificado que permite a visualização, extração de dados e análise da ocupação territorial com ênfase no estudo do custo de deslocamento no interior de um centro urbano, permitindo a conclusão, apresentada na seção 7, de que a cidade é um sistema complexo e que a abordagem através da união das áreas de conhecimento é promissora quando trata de assuntos relativos à expansão urbana, podendo ser de grande valor na elaboração de propostas que visem a amenização ou eliminação das externalidades que há tempo têm sido motivo de preocupação para os habitantes dos centros urbanos. / Since the beginning of the XXI century, more than half of the world population lives in urban areas. This process, accelerated with the industrial revolution, brought undeniable advantages, but also several handicaps, externalities such as traffic jams, violence and segregation. Concerned with these problems, a Urban Planning science is developed, acting in the effects as well as in the causes of the problems. In this task, the scientists use tools originated in several fields, such as economy, sociology and engineering. Meanwhile, in the last four decades, a different approach appears. It is called Complex Systems theory, targeted to deal with complex physical, biological, economical and social phenomena, utilizing techniques borrowed from the Non-linear dynamics, from the Statistical physics and from the Agent based models. It has been progressively applied to the Urban Planning science. This work reviews the appearance and development of the cities in the section 2, and in the section 3, the principles of Complex Systems theory are presented. In the section 4 it is showed that the Urban Planning science can profit from the Complex Systems approach. Section 5 reproduces some previous early computational models from the literature. This work contribution is presented next, in the section 6, a simplified model, based on Complex System approach, which allows visualization and urban occupation analyses in function of the transportation costs. The last section concludes that the view of the city as a complex system has many advantages when dealing with the urban expansions and the externalities arising from this process.

Ao longo da história, diversas foram as tentativas da ciência em sistematizar o conhecimento sobre as cidades. Um conjunto de recentes descobertas empíricas deu início a uma nova ciência urbana, fundamentada nos sistemas complexos( BATTY , 2013). Uma das raízes empíricos dessa ciência está nas análises de escalamento entre diversas variáveis urbanas com a população das cidades. Como hipótese fundamental, propõe-se que por mais diferentes que sejam, parece existir um padrão muito claro de escalamento entre a população dos centros urbanos com variáveis de produção socioeconômica (superlinear) e variáveis infraestruturais (sublinear). Um modelo de campo médio proposto por Bettencourt( BETTENCOURT , 2013) parece apresentar uma prossível explicação para a origem dessas leis de escala nas interações sociais. Essa hipótese ainda carece, entretanto, de maiores comprovações empíricas e de maiores explorações do modelo proposto. O presente trabalho apresenta os resultados de uma exploração das leis de escala entre as cidades brasileiras e uma tradução do modelo de Bettencourt em uma estrutura de modelagem por agentes. Os padrões de escalamento das cidades brasileiras parecem seguir aqueles encontrados em outras cidades do mundo com certa robustez. Escalamentos de variáveis de arrecadação e de despesas foram estudados e as cidades brasileiras parecem otimizá-los a medida que crescem. O modelo se mostrou coerente com os fatos observados empiricamente e indicou que cidades muito desiguais tendem a ter menores produções socioeconômicas e que áreas de interações maiores e custos de transporte menores tendem a produzir mais interações socioeconômicas / Throughout history science has tried in many ways to sistematyze the knowledge about cities. Recent empirical discoveries started a new urban science, based on complex systems and data science( BATTY , 2013). One of the empirical foundation of this science is the scaling laws of diferent urban variables in relation to the urban population size. As a main hypothesis, it is sugested that as diferent as cities may be, there seems to be an evident scaling pattern between population size and socioeconomic production (superlinear) and infrastrufture variables (sublinear). A mean field model proposed by Bettencourt( BETTENCOURT , 2013) appears to present a plausible explanation for the origin of scaling laws in social interactions. However, this hypothesis still lacks more concluding empirical proof and further study of the model itself. This paper presents the results of an exploration of the scaling laws among Brazilian cities and a translation of Bettencourts model in a ABM framework. The scaling patterns of Brazilian cities appear to follow those found in other cities in the world with a certain robustness. Tax revenues and costs scaling were studied and Brazilian cities seem to optimize them as they grow. The model proved to be consistent with the facts observed empirically and indicated that very unequal city tend to have lower socioeconomic productions and greater areas of interactions and lower transportation costs tends to imply greater socioeconomic productions

O presente trabalho tem como objetivo analisar a dinâmica da transmissão da política monetária através dos canais de crédito (Canal de Empréstimo Bancário e Canal dos Balanços Patrimoniais), utilizando conceitos e ferramentas da área de Sistemas Complexos para simular uma economia representada por diferentes setores em que os agentes estão interconectados através de relacionamentos de crédito. O presente modelo baseia-se no trabalho de Gatti et al. (2009). A novidade foi introduzir um mecanismo de transmissão da política monetária através de um mercado interbancário e de uma taxa básica de juros permitindo analisar os impactos na economia através dos canais de crédito. O resultado da simulação mostra que o impacto das políticas monetárias no âmbito microeconômico podem se desenvolver como resultado da interação complexa desses agentes heterogêneos através de relacionamentos de crédito ao longo do tempo, e as variáveis no âmbito macroeconômico, como a taxa básica de juros, afetam o próprio sistema através de um processo de retroalimentação ou feedback. / This study aims to analyze the dynamics of the monetary policy transmission through the credit channels (Bank Lending Channel and Balance Sheets Channel), using concepts and tools from the Complex Systems field to simulate an economy represented by different sectors in which agents are interconnected via credit relationships. This model is based on the work of Gatti et al. (2009) that used agent-based modeling. The novelty was to introduce a transmission mechanism of monetary policy through an interbank market and a primary interest rate, allowing the analysis of the impacts on the economy through the credit channels. The simulation results show that the impact of monetary policy on microeconomic level can be developed as a result of the complex interaction of these heterogeneous agents via credit relationships over time, and the variables in the macroeconomic context, such as the primary interest rate, affect the system through a feedback process.

Nos últimos 60 anos, os modelos de difusão de produtos e de inovações tiveram penetração tão ampla nos mais diversos campos de investigação científica que se tornaram ubíquos, sendo empregados em contextos diversos como no marketing, na Medicina, na Antropologia, na Geografia, por exemplo. Essa abrangência é devido ao papel vital que produtos, inovações e novas tecnologias têm na vida dos indivíduos e no impacto que exercem nas dinâmicas e no desenvolvimento de comunidades, países e de suas economias. Porém, após os grandes saltos dados nas décadas de 1960 e 1970, os estudos em difusão de bens de consumo duráveis deram lugar a pesquisas em sistemas de inovação nas duas décadas seguintes, só voltando a gerar maior interesse acadêmico a partir da década de 2000, com o surgimento dos sistemas de Gestão de Relacionamento com Clientes Customer Relationship Management (CRM) , que tornou disponível um enorme volume de dados; e, também, com o desenvolvimento de novas técnicas de análise, como a modelagem de sistemas complexos. Tendo em vista a carência de estudos integrando modelos de difusão competitiva com modelos de redes usando topologias de redes parcialmente conectadas (small world e livres de escala), este estudo tem como objetivo geral caracterizar a dinâmica da difusão competitiva proposta em redes small world do tipo Watts-Strogatz. Foram realizadas simulações tanto da formulação clássica do modelo de difusão de produtos e de inovações, proposto por Bass (1969), como de proposições mais modernas para difusão competitiva, como os propostos por Libai, Muller e Peres (2009a; 2009b; 2009c) e por Peres, Muller e Mahajan (2010), além de desenvolver um novo modelo incorporando ao de Libai, Muller e Peres (2009c) a topologia de redes de pequeno mundo e outras características de difusão competitiva não presentes na formulação original , permitindo fazer inferências sobre o comportamento da difusão em diversos cenários que não são explicitamente previstos nas formulações clássicas. Por sua lógica intuitiva e simples, o modelo proposto neste trabalho é de valor significativo para o ensino e para a pesquisa da difusão competitiva / In the last 60 years, product and innovation models were so widespread in so many fields of study that they became ubiquitous, being employed in such diverse backgrounds like marketing, medicine, anthropology and geography. Such widespread influence arises from the fact that products, innovations and Technologies have a big role in any individuals daily lives and a huge impact on the development and dynamics of communities, countries and its economies. After huge leaps on this field of research during the 1960s and 1970s, its study faded away from mainstream research in the following two decades. Only regaining widespread academic interest in the beginning of 21st century, with the advent of Customer Relationship Management systems, which made available huge amounts of data, other factors that contributed to this resurgence in diffusion literature were the advancements on new tools for research, notably the developments in complex systems theory and network theory. In the view of the still small, but rapidly increasing, number of studies integrating competitive diffusion and network models of partially connected networks (such as small world networks and scale-free networks), this study aims to characterize the dynamics of competitive diffusion in small world networks with the Watts-Strogatz topology. For its intended purpose, simulations were created, both for the classical formulation of the Bass Diffusion Model, as well as more modern approaches for competitive diffusion, such as the models proposed by Libai, Muller and Peres and Peres, Muller and Mahajan. A new model was developed in order expand the model proposed by Libai et al (2009c) in order incorporate the small world network topology and other characteristics associated to competition that were not explicitly represented. Allowing the inference of behaviors in various scenarios that are not explicitly covered in the classical formulations. For intuitive logic and simplicity, it is believed that this model is of significant value for teaching and for the study of competitive diffusion

No estudo de sistemas complexos interessa capturar a evolução do seu comportamento emergente segundo um conjunto de regras cujas soluções descrevem o seu estado ao longo do tempo. Uma classe particular de modelos matemáticos e computacionais que permite realizar essa investigação são os autômatos celulares. O comportamento global deles é definido apenas por regras locais, o que os tornam um modelo exemplar para estudos de sistemas complexos. Estamos interessados em um tipo especial de autômato celular: os classificadores de densidade unidimensionais. Este tipo de autômato celular está relacionado com o problema da maioria que consiste em fazer convergir uma cadeia de símbolos aleatoriamente distribuídos em um reticulado, para uma cadeia homogênea com um único símbolo final (consenso global), aquele de maioria inicial. Este consenso deve ser obtido exclusivamente a partir de interações locais entre os sítios sem a instância de um controle central. Nesta pesquisa, realizamos alguns experimentos para caracterizar um autômato celular classificador de quatro estados proposto em Gács, Kurdyumov e Levin (1978). Embora seja um classificador imperfeito, este autômato celular é significativamente tolerante a falhas quando o submetemos a níveis de ruídos não nulos. Os resultados corroboram com outros estudos que investigam a robustez deste tipo de autômato celular e lançam luz sobre o entendimento da origem da coordenação global de sistemas que exibem as características aqui descritas / In the study of complex systems we are interested in capturing their evolution of its emergent behavior under a set of rules whose solutions describe the state of the system over time. A particular class of mathematical and computational model to perform this kind of research is the cellular automaton (CA). Its global behavior is defined by local rules, which makes it an exemplary model to study complex systems. Here, we are interested in a particular type of CA: one-dimensional CA that classifies densities. This kind of CA is related to the problem of the majority task that consists of converging an array of symbols, initially randomly distributed, to a single symbol, the more frequent one in the initial configuration of the array (global consensus). This consensus must be obtained solely out of local interactions, without the instance of a central control. In this research, we conducted some experiments to characterize a four-state CA classifier proposed in Gács, Kurdyumov e Levin (1978). While it is an imperfect classifier, this CA is significantly fault tolerant when submitted to the levels of non-zero noise. Our results corroborate other studies that had investigated the robustness of this type of CA, and shed light on the understanding of the origin of global coordinated systems that exhibit the characteristics described here

Um dos objetivos das próximas gerações dos sistemas de comunicação é permitir que os usuários acessem e distribuam um ou mais serviços a qualquer hora, em qualquer lugar, independentemente do tipo de terminal (telefone convencional, telefone celular, assistentes pessoais digitais, notebooks, dentre outros) ou da tecnologia da rede de acesso utilizados. Esse cenário é denominado convergência de serviços utilizando-se redes heterogêneas, e em tal realidade, as arquiteturas de qualidade de serviço existentes em cada uma das tecnologias dos sistemas de comunicação não oferecem mecanismos de interoperabilidade e em diversos casos não há controle sob os fluxos de dados uma vez admitido na infraestrutura do sistema de comunicação, assim como questões de handover heterogêneo não são tratadas. A tese propõe uma arquitetura para controle de Qualidade de Serviço para um ambiente heterogêneo composto de backbones IP e redes de acesso de diversas tecnologias, sendo tal arquitetura composta de agentes autônomos e distribuídos nos equipamentos de um sistema de comunicação; assim como.controles baseados no comportamento de uma região de um sistema de comunicação e apoiados na teoria e princípios de sistemas complexos. Os agentes da arquitetura proposta utilizando o princípio de preferential attachment mostraram-se eficientes na determinação do caminho de melhor condição de qualidade de serviços. Os componentes da arquitetura proposta estão localizados em cada equipamento de comunicação, desde o dispositivo do usuário até o provedor de serviços. As medições realizadas pelos agentes e utilizando um algoritmo baseado no conceito de preferential attachment permitiram ao agente alterar o caminho de um fluxo de dados durante sua transmissão para outros caminhos que apresentaram condições mais adequadas de acordo com os parâmetros de QoS. A decisão é baseada no contrato de qualidade de serviço especificado entre usuário e provedor de serviço e, considerando sob controle todos os elementos envolvidos na comunicação; tem-se controle distribuído de qualidade de serviço fim a fim. / One of the targets of the next generation communication systems is to provide access to any service, to any user, anytime, anywhere, regardless the access network technology or type of user device (mobile phone, PDA, personal computer, and so on). This scenario is called convergence of services by heterogeneous networks, and in such scenario quality of service mechanisms presented in legacy communication systems do not provide mechanisms for interoperability between communication systems nor control data flows after control admission in the border of the communication systems. The heterogeneous handover is also not handled by such QoS architectures. This thesis proposes a QoS control architecture for an heterogeneous communication systems composed by IP backbones and several access networks for several kind of technologies. This architecture is composed by a multiagent system and has controls based on the local behavior of the communication system and supported by complex systems theory. The agent decision algorithm is based on preferential attachment concept and the experimentation results indicate that agents could identify a better path to handle a data flow according to QoS parameters. The agents decided to change the path used to transmit the flow data autonomously and according to quality of service contract between user and service provider. The measurements in the test based on preferential attachment algorithm was useful in order agent change flow data path during data flow transmission to other paths with better conditions according to QoS requisites. The agent decision is based on the parameter values defined between end user and service provider. Considering the control elements from proposed architecture it was achieved end-to-end distributed control.