El método de Schulze utiliza papeletas clasificadas en las que se permiten puntuaciones iguales. Existen dos descripciones comunes (equivalentes) del método de Schulze.
Explicación de Beatpath
La idea detrás del método de Schulze es que si Alice derrota a Bob y Bob derrota a Charlie, entonces Alice derrota "indirectamente" a Charlie. Estas secuencias encadenadas de "ritmos" se denominan "ritmos rítmicos".
A cada beatpath se le asigna una fuerza particular . La fuerza de un beatpath de un solo paso desde Alice hasta Bob es simplemente la cantidad de votantes que clasifican a Alice por sobre Bob. Para un beatpath más largo, que consta de múltiples beatpaths, un beatpath es tan fuerte como su eslabón más débil (es decir, el beatpath con la menor cantidad de votos ganadores).
Decimos que Alice tiene una "victoria por beatpath" sobre Bob si su beatpath más fuerte hacia Bob es más fuerte que todos los beatpath más fuertes de Bob hacia Alice. El ganador es el candidato que tiene una victoria por beatpath sobre todos los demás candidatos.
Markus Schulze demostró que esta definición de una victoria por camino de ritmo es transitiva : en otras palabras, si Alice tiene una victoria por camino de ritmo sobre Bob, y Bob tiene una victoria por camino de ritmo sobre Charlie, Alice tiene una victoria por camino de ritmo sobre Charlie. [1] : §4.1 Como resultado, el método de Schulze es un método de Condorcet , que proporciona una extensión completa de la regla de la mayoría a cualquier conjunto de papeletas.
Descripción iterativa
El ganador de Schulze también se puede construir de forma iterativa, utilizando un método de eliminación de derrotas:
Dibuje un gráfico dirigido con todos los candidatos como nodos; etiquete los bordes con el número de votos que apoyan al ganador.
Si queda más de un candidato:
Comprobar si hay algún candidato empatado (y si es así, desempatar mediante votación aleatoria ).
Borra el borde que esté más próximo a estar atado.
El ganador es el único candidato que queda al final del procedimiento.
Ejemplo
En el siguiente ejemplo, 45 votantes clasifican a 5 candidatos.
Primero se deben calcular las preferencias por pares. Por ejemplo, al comparar A y B por pares, hay 5+5+3+7=20 votantes que prefieren A a B y 8+2+7+8=25 votantes que prefieren B a A. Por lo tanto , y . El conjunto completo de preferencias por pares es:
]
Las celdas para d[X, Y] tienen un fondo verde claro si d[X, Y] > d[Y, X]; de lo contrario, el fondo es rojo claro. No hay un ganador indiscutible si solo se observan las diferencias por pares.
Ahora hay que identificar los caminos más fuertes. Para ayudar a visualizar los caminos más fuertes, el conjunto de preferencias por pares se representa en el diagrama de la derecha en forma de un gráfico dirigido . Una flecha desde el nodo que representa un candidato X hasta el que representa un candidato Y se etiqueta con d[X, Y]. Para evitar saturar el diagrama, solo se ha dibujado una flecha de X a Y cuando d[X, Y] > d[Y, X] (es decir, las celdas de la tabla con fondo verde claro), omitiendo la que va en la dirección opuesta (las celdas de la tabla con fondo rojo claro).
Un ejemplo de cálculo de la fuerza de la ruta más fuerte es p[B, D] = 33: la ruta más fuerte de B a D es la ruta directa (B, D) que tiene una fuerza de 33. Pero al calcular p[A, C], la ruta más fuerte de A a C no es la ruta directa (A, C) de fuerza 26, sino que la ruta más fuerte es la ruta indirecta (A, D, C) que tiene una fuerza min(30, 28) = 28. La fuerza de una ruta es la fuerza de su eslabón más débil.
Para cada par de candidatos X e Y, la siguiente tabla muestra el camino más fuerte del candidato X al candidato Y en rojo, con el vínculo más débil subrayado.
Ahora se puede determinar el resultado del método Schulze. Por ejemplo, al comparar A y B , dado que , para el método Schulze el candidato A es mejor que el candidato B . Otro ejemplo es que , por lo que el candidato E es mejor que el candidato D. Continuando de esta manera, el resultado es que la clasificación de Schulze es , y E gana. En otras palabras, E gana ya que para todos los demás candidatos X.
Implementación
El único paso difícil en la implementación del método Schulze es calcular las intensidades de las trayectorias más fuertes. Sin embargo, este es un problema bien conocido en la teoría de grafos, a veces llamado el problema de la trayectoria más amplia . Por lo tanto, una forma sencilla de calcular las intensidades es una variante del algoritmo Floyd-Warshall . El siguiente pseudocódigo ilustra el algoritmo.
# Entrada: d[i,j], el número de votantes que prefieren al candidato i al candidato j.# Salida: p[i,j], la fuerza de la ruta más fuerte del candidato i al candidato j.para i de 1 a C para j de 1 a C Si i ≠ j entonces si d[i,j] > d[j,i] entonces p[i,j] := d[i,j] demás p[i,j] := 0para i de 1 a C para j de 1 a C Si i ≠ j entonces para k de 1 a C Si i ≠ k y j ≠ k entonces p[j,k] := máx (p[j,k], mín (p[j,i], p[i,k]))
Al permitir que los usuarios tengan vínculos en sus preferencias, el resultado del método Schulze depende naturalmente de cómo se interpreten estos vínculos al definir d[*,*]. Dos opciones naturales son que d[A, B] represente el número de votantes que estrictamente prefieren A a B (A>B), o el margen de (votantes con A>B) menos (votantes con B>A). Pero no importa cómo se definan las d , la clasificación de Schulze no tiene ciclos, y suponiendo que las d son únicas, no tiene vínculos. [2]
Aunque es poco probable que haya empates en la clasificación de Schulze, es posible que ocurran. El documento original de Schulze recomendaba resolver los empates mediante una votación aleatoria . [2]
Existe otra forma alternativa de demostrar quién es el ganador del método Schulze. Este método es equivalente a los otros que se describen aquí, pero la presentación está optimizada para que los pasos sean visibles a simple vista , no para que los calcule un ser humano.
Construya la tabla de resultados, llamada "matriz de preferencias por pares", como la que se utilizó anteriormente en el ejemplo. Luego, cada número positivo representa una victoria por pares para el candidato en esa fila (y está marcado en verde), los empates son ceros y las derrotas son negativas (marcadas en rojo). Ordene a los candidatos según el tiempo que duren en la eliminación.
Si hay un candidato que no tiene rojo en su línea, gana.
De lo contrario, dibuje un recuadro alrededor del conjunto de Schwartz en la esquina superior izquierda. Se puede describir como el "círculo de ganadores" mínimo de candidatos que no pierden contra nadie fuera del círculo. Observe que a la derecha del recuadro no hay rojo, lo que significa que es un círculo de ganadores, y observe que dentro del recuadro no es posible reordenarlo para producir un círculo de ganadores más pequeño.
Recorta cada parte de la mesa fuera de la caja.
Si todavía no hay ningún candidato que no tenga rojo en su línea, es necesario llegar a un acuerdo: todos los candidatos perdieron alguna contienda, y la derrota que mejor toleramos es aquella en la que el perdedor obtuvo más votos. Por lo tanto, tome la celda roja con el número más alto (si se va por márgenes, la menos negativa), conviértala en verde (o en cualquier otro color que no sea rojo) y vuelva al paso 2.
A continuación se muestra una tabla de márgenes elaborada a partir del ejemplo anterior. Observe el cambio de orden utilizado con fines de demostración.
La primera caída (la derrota de los A ante los E por 1 voto) no ayuda a reducir el conjunto de Schwartz.
Así que llegamos directamente a la segunda caída (la derrota de E ante C por 3 votos), y eso nos muestra al ganador, E, con su fila clara.
Este método también se puede utilizar para calcular un resultado, si la tabla se rehace de tal manera que se pueda reorganizar de manera conveniente y confiable el orden de los candidatos tanto en la fila como en la columna, con el mismo orden utilizado en ambas en todo momento.
Criterios satisfechos y no satisfechos
Criterios satisfechos
El método Schulze satisface los siguientes criterios:
La siguiente tabla compara el método Schulze con otros métodos electorales con ganador único:
Diferencia con los pares clasificados
Los pares clasificados son otro método de Condorcet que es muy similar a la regla de Schulze y que generalmente produce el mismo resultado. Sin embargo, existen ligeras diferencias. La principal diferencia entre el método beatpath y los pares clasificados es que Schulze mantiene un comportamiento más cercano a minimax . Digamos que la puntuación minimax de un conjunto X de candidatos es la fuerza de la victoria por pares más fuerte de un candidato A ∉ X contra un candidato B ∈ X . Entonces el método de Schulze, pero no los pares clasificados, garantiza que el ganador siempre sea un candidato del conjunto con la puntuación minimax mínima. [2] : §4.8 Este es el sentido en el que el método de Schulze minimiza la mayoría más grande que debe revertirse al determinar el ganador.
Por otra parte, el método de pares clasificados minimiza la mayoría más grande que debe revertirse para determinar el orden de finalización. [5] En otras palabras, cuando el método de pares clasificados y el método de Schulze producen diferentes órdenes de finalización, para las mayorías en las que los dos órdenes de finalización no están de acuerdo, el orden de Schulze revierte una mayoría más grande que el orden de pares clasificados.
Historia
El método Schulze fue desarrollado por Markus Schulze en 1997. Se discutió por primera vez en listas de correo públicas en 1997-1998 [6] y en 2000. [7] En 2011, Schulze publicó el método en la revista académica Social Choice and Welfare . [2]
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Enlaces externos
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