Парадокс множественных районов

Собственность избирательных систем

Система голосования удовлетворяет критерию согласованности (также называемому критерием подкрепления ), если объединение двух наборов голосов, оба избирающих A над B , всегда приводит к объединенному электорату, который ранжирует A над B. [1] Это более сильная форма критерия участия . Системы, которые не соответствуют критерию согласованности (например, голосование по ранжированному выбору или методы Кондорсе ), подвержены парадоксу множественных округов , который допускает особенно вопиющий вид джерримендеринга : можно провести границы таким образом, что кандидат, победивший на общих выборах, не сможет победить даже в одном избирательном округе . [1]

Существует три варианта согласованности соединений:

  1. Последовательность победителей: если два округа выбирают одного и того же победителя А , то А также побеждает в объединенном округе.
  2. Согласованность рейтинга: если два округа ранжируют набор кандидатов совершенно одинаково, то объединенный округ возвращает тот же рейтинг всех кандидатов.
  3. Последовательность оценок: если два разных округа присваивают кандидату одинаковую общую оценку , общая оценка кандидата все равно должна быть одинаковой.

Система голосования является последовательной по отношению к победителю, если и только если она является методом суммирования баллов; другими словами, это должна быть позиционная система голосования или голосование по баллам (включая одобрительное голосование ). [2] [3]

Как показано ниже в разделе Кемени-Янга, то, пройдет ли система подкрепление, может зависеть от того, выберут ли выборы одного победителя или полный рейтинг кандидатов (иногда это называется согласованностью рейтинга): в некоторых методах два электората с одним и тем же победителем, но разными рейтингами могут, будучи сложены вместе, привести к другому победителю. Кемени-Янг — единственный метод Кондорсе, согласованный по рейтингу, и ни один метод Кондорсе не может быть согласованным по победителю. [3]

Примеры

Коупленд

Этот пример показывает, что метод Коупленда нарушает критерий согласованности. Предположим, что есть пять кандидатов A, B, C, D и E с 27 избирателями со следующими предпочтениями:

ПредпочтенияИзбиратели
А > Г > Б > Д > В3
А > Г > Д > С > Б2
Б > А > В > Г > Д3
С > Г > Б > Д > А3
Э > С > Б > А > Г3
А > Г > В > Д > Б3
А > Г > Д > Б > В1
Б > Г > В > Д > А3
С > А > Б > Г > Д3
Э > Б > В > А > Г3

Теперь множество всех избирателей разделено на две группы у жирной линии. Избиратели за линией — это первая группа избирателей; остальные — это вторая группа избирателей.

Первая группа избирателей

Далее определяется победитель конкурса «Коупленд» для первой группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Г > Б > Д > В3
А > Г > Д > С > Б2
Б > А > В > Г > Д3
С > Г > Б > Д > А3
Э > С > Б > А > Г3

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Парные предпочтения
X [примечание 1]
Y [примечание 2]
АБСДЭ
А
9
5
6
8
3
11
6
8
Б
5
9
8
6
8
6
5
9
С
8
6
6
8
5
9
8
6
Д
11
3
6
8
9
5
3
11
Э
8
6
9
5
6
8
11
3
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
3–0–12–0–22–0–22–0–21–0–3
  1. ^ указывает избирателей, которые предпочли кандидата, указанного в заголовке столбца, кандидату, указанному в заголовке строки.
  2. ^ указывает избирателей, которые предпочли кандидата, указанного в заголовке строки, кандидату, указанному в заголовке столбца.

Результат : С голосами первой группы избирателей, A может победить трех из четырех оппонентов, тогда как ни один другой кандидат не победит против более чем двух оппонентов. Таким образом, A избирается победителем Copeland первой группой избирателей.

Вторая группа избирателей

Теперь определился победитель Коупленда для второй группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Г > В > Д > Б3
А > Г > Д > Б > В1
Б > Г > В > Д > А3
С > А > Б > Г > Д3
Э > Б > В > А > Г3

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Результаты парных выборов
Х
И
АБСДЭ
А
6
7
9
4
3
10
6
7
Б
7
6
6
7
4
9
7
6
С
4
9
7
6
7
6
4
9
Д
10
3
9
4
6
7
3
10
Э
7
6
6
7
9
4
10
3
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
3–0–12–0–22–0–22–0–21–0–3

Результат : Принимая во внимание только голоса второй группы, снова, A может победить трех из четырех оппонентов, тогда как ни один другой кандидат не победит более чем у двух оппонентов. Таким образом, A избирается победителем Copeland второй группой избирателей.

Все избиратели

Наконец, определяется победитель Коупленда среди всех избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Г > Б > Д > В3
А > Г > В > Д > Б3
А > Г > Д > Б > В1
А > Г > Д > С > Б2
Б > А > В > Г > Д3
Б > Г > В > Д > А3
С > А > Б > Г > Д3
С > Г > Б > Д > А3
Э > Б > В > А > Г3
Э > С > Б > А > Г3

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Результаты парных выборов
Х
И
АБСДЭ
А
15
12
15
12
6
21
12
15
Б
12
15
14
13
12
15
12
15
С
12
15
13
14
12
15
12
15
Д
21
6
15
12
15
12
6
21
Э
15
12
15
12
15
12
21
6
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
2–0–23–0–14–0–01–0–30–0–4

Результат : C — победитель Кондорсе, поэтому Коупленд выбирает C в качестве победителя.

Голосование по мгновенному второму туру

Этот пример показывает, что голосование с мгновенным повторением выборов нарушает критерий согласованности. Предположим, что есть три кандидата A, B и C и 23 избирателя со следующими предпочтениями:

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В4
Б > А > С2
С > Б > А4
А > Б > В4
Б > А > С6
С > А > Б3

Теперь множество всех избирателей разделено на две группы у жирной линии. Избиратели за линией — это первая группа избирателей; остальные — это вторая группа избирателей.

Первая группа избирателей

Далее определяется победитель второго тура для первой группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В4
Б > А > С2
С > Б > А4

У B всего 2 голоса, и он выбывает первым. Его голоса передаются A. Теперь у A 6 голосов, и он побеждает C с 4 голосами.

КандидатГолоса в туре
1-й2-й
А46
Б2
С44

Результат : A побеждает C после того, как B выбывает.

Вторая группа избирателей

Теперь определяется победитель второго тура для второй группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В4
Б > А > С6
С > А > Б3

У C меньше всего голосов, 3, и он выбывает. A получает от этого выгоду, забирая все голоса у C. Теперь, имея 7 голосов, A побеждает B с 6 голосами.

КандидатГолоса в туре
1-й2-й
А47
Б66
С3

Результат : A побеждает B после того, как C выбывает.

Все избиратели

Наконец, определяется победитель второго тура среди всех избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В8
Б > А > С8
С > А > Б3
С > Б > А4

У C наименьшее количество первых предпочтений, поэтому он выбывает первым, его голоса разделяются: 4 передаются B и 3 — A. Таким образом, B побеждает с 12 голосами против 11 голосов A.

КандидатГолоса в туре
1-й2-й
А811
Б812
С7

Результат : B побеждает A после того, как C выбывает.

Заключение

A — победитель мгновенного второго тура в первой группе избирателей, а также во второй группе избирателей. Однако обе группы вместе выбирают B как победителя мгновенного второго тура. Таким образом, голосование мгновенного второго тура не соответствует критерию согласованности.

Метод Кемени-Янга

Этот пример показывает, что метод Кемени–Янга нарушает критерий согласованности. Предположим, что есть три кандидата A, B и C и 38 избирателей со следующими предпочтениями:

ГруппаПредпочтенияИзбиратели
1-йА > Б > В7
Б > С > А6
С > А > Б3
2-йА > С > Б8
Б > А > С7
С > Б > А7

Теперь множество всех избирателей разделено на две группы у жирной линии. Избиратели за линией — это первая группа избирателей; остальные — это вторая группа избирателей.

Первая группа избирателей

Далее определяется победитель по версии Кемени-Янга для первой группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В7
Б > С > А6
С > А > Б3

Метод Кемени–Янга упорядочивает результаты попарных сравнений в следующей таблице:

Пары вариантовИзбиратели, которые предпочитают
ХИX над YНи одинY над X
АБ1006
АС709
БС1303

Рейтинговые баллы всех возможных рейтингов следующие:

Предпочтения1 против 21 против 32 против 3Общий
А > Б > В1071330
А > С > Б710320
Б > А > С613726
Б > С > А136928
С > А > Б931022
С > Б > А39618

Результат : Рейтинг A > B > C имеет наивысший рейтинговый балл. Таким образом, A выигрывает, опережая B и C.

Вторая группа избирателей

Теперь определился победитель по версии Кемени-Янга для второй группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > С > Б8
Б > А > С7
С > Б > А7

Метод Кемени–Янга упорядочивает результаты попарных сравнений в следующей таблице:

Пары вариантовИзбиратели, которые предпочитают
ХИX над YНи одинY над X
АБ8014
АС1507
БС7015

Рейтинговые баллы всех возможных рейтингов следующие:

Предпочтения1 против 21 против 32 против 3Общий
А > Б > В815730
А > С > Б1581538
Б > А > С1471536
Б > С > А714728
С > А > Б715830
С > Б > А1571436

Результат : Рейтинг A > C > B имеет самый высокий рейтинговый балл. Следовательно, A выигрывает, опережая C и B.

Все избиратели

Наконец, определяется победитель по версии Кемени-Янга среди всех избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В7
А > С > Б8
Б > А > С7
Б > С > А6
С > А > Б3
С > Б > А7

Метод Кемени–Янга упорядочивает результаты попарных сравнений в следующей таблице:

Пары вариантовИзбиратели, которые предпочитают
ХИX над YНи одинY над X
АБ18020
АС22016
БС20018

Рейтинговые баллы всех возможных рейтингов следующие:

Предпочтения1 против 21 против 32 против 3Общий
А > Б > В18222060
А > С > Б22181858
Б > А > С20202262
Б > С > А20201656
С > А > Б16181852
С > Б > А18162054

Результат : Рейтинг B > A > C имеет наивысший рейтинговый балл. Таким образом, B выигрывает, опережая A и C.

Заключение

A является победителем Кемени-Янга в первой группе избирателей, а также во второй группе избирателей. Однако обе группы вместе выбирают B победителем Кемени-Янга. Таким образом, метод Кемени-Янга не удовлетворяет критерию подкрепления.

Последовательность рейтинга

Метод Кемени-Янга удовлетворяет согласованности ранжирования; то есть, если электорат произвольно разделен на две части и отдельные выборы в каждой части приводят к выбору одного и того же ранга, выборы всего электората также выбирают этот ранг. Фактически, это единственный метод Кондорсе , который удовлетворяет согласованности ранжирования.

Неформальное доказательство

Оценка Кемени-Янга для рейтинга вычисляется путем суммирования количества парных сравнений в каждом бюллетене, которые соответствуют рейтингу . Таким образом, оценка Кемени-Янга для электората может быть вычислена путем разделения электората на непересекающиеся подмножества (с ), вычисления оценок Кемени-Янга для этих подмножеств и их сложения: R {\displaystyle {\mathcal {R}}} R {\displaystyle {\mathcal {R}}} s V ( R ) {\displaystyle s_{V}({\mathcal {R}})} V {\displaystyle V} V = V 1 V 2 {\displaystyle V=V_{1}\cup V_{2}} V 1 V 2 = {\displaystyle V_{1}\cap V_{2}=\emptyset }

(I) s V ( R ) = s V 1 ( R ) + s V 2 ( R ) {\displaystyle {\text{(I)}}\quad s_{V}({\mathcal {R}})=s_{V_{1}}({\mathcal {R}})+s_{V_{2}}({\mathcal {R}})} .

Теперь рассмотрим выборы с электоратом . Предпосылка подкрепления — разделить электорат произвольно на две части , и в каждой части выбирается один и тот же рейтинг . Это означает, что оценка Кемени-Янга для рейтинга в каждом электорате больше, чем для любого другого рейтинга : V {\displaystyle V} V = V 1 V 2 {\displaystyle V=V_{1}\cup V_{2}} R {\displaystyle {\mathcal {R}}} R {\displaystyle {\mathcal {R}}} R {\displaystyle {\mathcal {R}}'}

(II) R : s V 1 ( R ) > s V 1 ( R ) (III) R : s V 2 ( R ) > s V 2 ( R ) {\displaystyle {\begin{aligned}{\text{(II)}}\quad \forall {\mathcal {R}}':{}&s_{V_{1}}({\mathcal {R}})>s_{V_{1}}({\mathcal {R}}')\\{\text{(III)}}\quad \forall {\mathcal {R}}':{}&s_{V_{2}}({\mathcal {R}})>s_{V_{2}}({\mathcal {R}}')\end{aligned}}}

Теперь необходимо показать, что показатель Кемени-Янга рейтинга по всему электорату выше, чем показатель Кемени-Янга любого другого рейтинга : R {\displaystyle {\mathcal {R}}} R {\displaystyle {\mathcal {R}}'}

s V ( R )   = ( I )   s V 1 ( R ) + s V 2 ( R )   > ( I I )   s V 1 ( R ) + s V 2 ( R )   > ( I I I )   s V 1 ( R ) + s V 2 ( R )   = ( I )   s V ( R ) q . e . d . {\displaystyle s_{V}({\mathcal {R}})\ {\stackrel {(I)}{=}}\ s_{V_{1}}({\mathcal {R}})+s_{V_{2}}({\mathcal {R}})\ {\stackrel {(II)}{>}}\ s_{V_{1}}({\mathcal {R}}')+s_{V_{2}}({\mathcal {R}})\ {\stackrel {(III)}{>}}\ s_{V_{1}}({\mathcal {R}}')+s_{V_{2}}({\mathcal {R}}')\ {\stackrel {(I)}{=}}\ s_{V}({\mathcal {R}}')\quad q.e.d.}

Таким образом, метод Кемени-Янга является последовательным в отношении полных рейтингов.

Решение большинства

Этот пример показывает, что суждение большинства нарушает подкрепление. Предположим, что есть два кандидата A и B и 10 избирателей со следующими рейтингами:

КандидатИзбиратели
АБ
ОтличныйСправедливый3
БедныйСправедливый2
СправедливыйБедный3
БедныйСправедливый2

Теперь множество всех избирателей разделено на две группы у жирной линии. Избиратели за линией — это первая группа избирателей; остальные — это вторая группа избирателей.

Первая группа избирателей

Далее определяется победитель большинства голосов для первой группы избирателей.

КандидатыИзбиратели
АБ
ОтличныйСправедливый3
БедныйСправедливый2

Рейтинги будут отсортированы следующим образом:

Кандидат   
 Срединная точка
А
 
Б
 
  
 

  Отличный  Хороший  Справедливый  Бедный

Результат : С голосами первой группы избирателей, A имеет средний рейтинг «Отлично», а B имеет средний рейтинг «Удовлетворительно». Таким образом, A избирается победителем по решению большинства первой группы избирателей.

Вторая группа избирателей

Теперь определяется победитель большинства голосов для второй группы избирателей.

КандидатыИзбиратели
АБ
СправедливыйБедный3
БедныйСправедливый2

Рейтинги будут отсортированы следующим образом:

Кандидат   
 Срединная точка
А
 
Б
 
  
 

  Отличный  Хороший  Справедливый  Бедный

Результат : Принимая во внимание только голоса второй группы, A имеет средний рейтинг «удовлетворительно», а B — средний рейтинг «плохо». Таким образом, A избирается победителем по решению большинства второй группы избирателей.

Все избиратели

Наконец, определяется победитель по решению большинства голосов всех избирателей.

КандидатыИзбиратели
АБ
ОтличныйСправедливый3
СправедливыйБедный3
БедныйСправедливый4

Рейтинги будут отсортированы следующим образом:

Кандидат   
 Срединная точка
А
  
Б
 
  
 

  Отличный  Хороший  Справедливый  Бедный

Медианные рейтинги для A и B оба "Fair". Поскольку есть ничья, рейтинги "Fair" удаляются из обоих, пока их медианы не станут разными. После удаления 20% рейтингов "Fair" из голосов каждого, отсортированные рейтинги теперь следующие:

Кандидат   
 Срединная точка
А
   
Б
 

Результат : Теперь медианная оценка A — «Плохо», а медианная оценка B — «Удовлетворительно». Таким образом, B избирается победителем по решению большинства.

Заключение

A — победитель большинства в первой группе избирателей, а также во второй группе избирателей. Однако обе группы вместе выбирают B как победителя большинства. Таким образом, большинство не соответствует критерию согласованности.

Ранжированные пары

Этот пример показывает, что метод ранжированных пар нарушает критерий согласованности. Предположим, что есть три кандидата A, B и C с 39 избирателями со следующими предпочтениями:

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В7
Б > С > А6
С > А > Б3
А > С > Б9
Б > А > С8
С > Б > А6

Теперь множество всех избирателей разделено на две группы у жирной линии. Избиратели за линией — это первая группа избирателей; остальные — это вторая группа избирателей.

Первая группа избирателей

Далее определяется победитель рейтинга пар для первой группы голосующих.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В7
Б > С > А6
С > А > Б3

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Результаты парных выборов
Х
И
АБС
А
6
10
9
7
Б
10
6
3
13
С
7
9
13
3
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
1–0–11–0–11–0–1

Отсортированный список побед будет выглядеть так:

ПараПобедитель
Б (13) против С (3)Б 13
А (10) против Б (6)А 10
А (7) против С (9)С 9

Результат : B > C и A > B фиксируются первыми (и C > A не может быть зафиксировано после этого), поэтому полный рейтинг выглядит так: A > B > C. Таким образом, победителем среди ранжированных пар первой группой избирателей избирается A.

Вторая группа избирателей

Теперь определяется победитель рейтинга пар для второй группы избирателей.

ПредпочтенияИзбиратели
А > С > Б9
Б > А > С8
С > Б > А6

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Результаты парных выборов
Х
И
АБС
А
14
9
6
17
Б
9
14
15
8
С
17
6
8
15
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
1–0–11–0–11–0–1

Отсортированный список побед будет выглядеть так:

ПараПобедитель
А (17) против С (6)А 17
Б (8) против С (15)С 15
А (9) против Б (14)Б 14

Результат : Принимая во внимание только голоса второй группы, A > C и C > B фиксируются на первом месте (и B > A не может быть зафиксировано после этого), поэтому полный рейтинг выглядит так: A > C > B. Таким образом, A избирается победителем парного рейтинга второй группой избирателей.

Все избиратели

Наконец, определяется победитель среди всех проголосовавших пар.

ПредпочтенияИзбиратели
А > Б > В7
А > С > Б9
Б > А > С8
Б > С > А6
С > А > Б3
С > Б > А6

Результаты будут представлены в следующей таблице:

Результаты парных выборов
Х
И
АБС
А
20
19
15
24
Б
19
20
18
21
С
24
15
21
18
Результаты парных выборов
(победа-ничья-проигрыш)
1–0–12–0–00–0–2

Отсортированный список побед будет выглядеть так:

ПараПобедитель
А (25) против С (15)А 24
Б (21) против С (18)Б 21
А (19) против Б (20)Б 20

Результат : Теперь все три пары (A > C, B > C и B > A) можно заблокировать без цикла. Полный рейтинг: B > A > C. Таким образом, ранжированные пары выбирают победителем B , который является победителем по Кондорсе из-за отсутствия цикла.

Заключение

A — победитель ранжированных пар в первой группе избирателей, а также во второй группе избирателей. Однако обе группы вместе выбирают B в качестве победителя ранжированных пар. Таким образом, метод ранжированных пар не соответствует критерию согласованности.

Ссылки

  1. ^ Франческини, Фиоренцо; Майзано, Доменико А. (2022-06-01). «Анализ парадоксов в проектных решениях: случай парадокса «множества районов»». Международный журнал по интерактивному проектированию и производству (IJIDeM) . 16 (2): 677–689. doi : 10.1007/s12008-022-00860-x . ISSN  1955-2505.
  2. ^ Балинский, Мишель; Лараки, Рида (28 января 2011 г.). Решение большинства. Массачусетский технологический институт Пресс. doi : 10.7551/mitpress/9780262015134.001.0001. ISBN 978-0-262-01513-4.
  3. ^ ab Young, HP; Levenglick, A. (1978). "Последовательное расширение принципа выборов Кондорсе" (PDF) . SIAM Journal on Applied Mathematics . 35 (2): 285–300. doi :10.1137/0135023. ISSN  0036-1399. JSTOR  2100667.
  1. ^ Джон Х. Смит , «Агрегирование предпочтений при переменном электорате», Econometrica , т. 41 (1973), стр. 1027–1041.
  2. ^ DR Woodall , «Свойства правил преференциальных выборов», Voting questions , выпуск 3 (декабрь 1994 г.), стр. 8–15.
  3. ^ HP Young , «Функции оценки социального выбора», Журнал SIAM по прикладной математике, т. 28, № 4 (1975), стр. 824–838.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Multiple_districts_paradox&oldid=1253068458"