收益为区间值的双边链路形成策略优化非合作-合作两型博弈方法

网络经济下各实体或节点为了最大化自身收益(如信息流量),需要决定不同的链接形式,但链接形式的选择会受到联盟结构及收益分配的影响,同样联盟结构及收益分配也会根据链接形式的不同而发生变化.若单纯采用传统的非合作博弈无法解决这些网络外部性问题,传统的合作博弈又未涉及策略设计问题.同时,由于现实的不确定性和获得精准收益的数据比较困难,通常采用大致范围即区间表示联盟收益.为了有效解决区间型收益情形同时考虑链接形式选择和区间收益分配的双边链路问题,本文提出了一种新的基于区间Banzhaf值的区间非合作-合作两型博弈模型.该模型由局中人、策略、联盟形式及联盟收益四个基本元素构成,分为区间非合作博弈和区间合作博弈两部分.其中,区间非合作博弈的分配值并未直接给出,而是由区间合作博弈部分通过本文新定义的区间Banzhaf值分配确定,进而求解所构建的区间非合作博弈,得到纳什均衡解.这保证了区间非合作-合作两型博弈可以体现并追溯网络效率属性问题,也是与传统非合作博弈、合作博弈最大的本质区别.通过数值实例验证所建模型与方法的有效性、可应用性,可为解决复杂竞争与合作问题提供新途径.     

基于多线性扩展的模糊双合作博弈的支付分配策略模型

针对参与联盟的局中人具有一定参与度的情形,研究了具有模糊联盟的双合作博弈的支付分配问题.首先,给出双合作博弈支付分配方案的一般化形式;其次,提出一种由双合作博弈扩展到模糊双合作博弈的多线性扩展形式,进而给出模糊双合作博弈的支付分配策略,并说明该支付分配方案满足有效性、零元性、哑元性、联盟内部对称性、联盟间对称性和单调性;最后,通过成本分摊算例,验证了模糊双合作博弈支付分配模型的可行性.     

基于水资源合作的水资源短缺区域水资源优化配置

为提高水资源短缺区域的水资源利用效率，实现区域水资源初始配置后的有效再配置，提出三阶段水资源短缺区域水资源优化配置方法：阶段1，利用高效的“优先规则”构建部门间水资源合作清晰联盟的用水收益支付函数，对联盟成员水资源共用、获益方式进行了合理刻画；阶段2，基于Choquet积分形式的模糊合作博弈、阶段1中的清晰联盟支付函数，构建部门间水资源模糊联盟支付函数；阶段3，基于上述成果，构建水资源短缺区域水资源优化配置模型，求解得到用水部门最优水资源合作联盟，并将求得的最优模糊联盟视为大联盟，通过求解其核仁解获得最优模糊联盟的收益分配。以京津冀区域水资源优化配置问题为例，算例结果表明：①基于Choquet积分形式模糊合作博弈的三阶段水资源优化配置模型能够最大化区域整体用水收益水平，实现水资源短缺区域中的水资源优化配置，并使区域中用水部门有机会分得更多的获益；②本文模型无需引入模糊Shapley值等分配方法作为约束条件即可求得最优联盟，模型不影响不同收益分配方法分配结果的有效性；③采用将最优模糊水资源合作联盟视为大联盟，并求联盟收益的核仁解的方法分配最优联盟收益，无论最优联盟的核心是否为空，都能保证联盟收益分配结果满足个体理性和集体理性要求，即能保证最优联盟中各成员不会“叛逃”最优联盟、联盟稳定存在，且保证获得的分配方案为确定分配值而非分配区间。即本问题中该分配方法优于Shapley值、模糊最小核、弱最小核方法。所构建的水资源短缺区域水资源优化配置模型及最优水资源合作联盟收益分配方法对水资源短缺区域的水资源优化配置问题有较好的适用性，能够为我国京津冀区域等水资源短缺区域的水资源优化配置工作提供参考。     

网络资源并行分配的多目标优化博弈量子方法

针对复杂网络资源分配问题的求解极其困难等问题,借鉴量子场理论,提出了用于解决网络资源并行分配的多目标优化博弈量子方法.通过建立网络资源并行分配的博弈量子场数学模型,刻画了复杂网络中实体之间的交互行为(如竞争、合作、单向行为等),描述了随局势的变化各个实体采取的博弈策略和自治行为,博弈量子场中所有量子按数学模型中定义的规则运动直至达到稳定状态.利用量子博弈理论,还进一步分析了合作、竞争状态的演化动力学.提出的网络资源并行分配的多目标优化博弈量子算法具有高度的并行性、交互性和动态性,证明了多目标优化博弈量子模型的收敛性及其解的唯一性,给出了在宽带网络的带宽分配问题中的应用实例.     

基于核子解的最终交叉效率权系数确定方法

介绍了交叉效率评价方法,分析了利用最终平均交叉效率值来对DMU进行评价时所存在的诸多缺陷,结合合作博弈理论,放松最终确定效率值的平均化假设,把需要作评价的各个决策单元作为合作博弈的局中人,并定义了包含所有局中人在内的联盟博弈及其各种子联盟的特征函数值,在分析各种联盟博弈解优劣的基础上,选择核子作为联盟博弈的解,并通过遗传算法求解出该博弈的核子解,从而确定了最终交叉效率的权系数.最后通过一个算例说明该方法的有效性.     

面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度

当非常规突发事件发生后,根据灾区灾情的严重情况,往往需要同时联合使用多种运输方式将应急资源快速高效地调度到灾区,由此设计了应急资源调度的多模式分层网络.在此基础上,以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的应急资源调度模型与求解算法.在该调度模型中,把不同的运输方式映射为博弈模型的局中人,可能的资源调度方式组合方案映射为策略集,不同的运输方式调度应急资源所造成的损失映射为效用函数,将应急资源的合理调度问题转化为对合作博弈调度模型的核心求解问题.接着介绍了一种求解核心的Shapley 值法.通过应急资源调度的算例对比分析,验证了所建模型的可行性和求解结果作为调度策略的优越性.     

联合订货区间值EOQ模型及成本分摊合作博弈方法

针对含有单个供应商和多个销售商的供应链中销售商企业联合订货的情形,研究需求为区间值的不允许缺货的销售商企业联合订货区间值EOQ模型,求解出各销售商企业的区间值订货量及联合订货联盟的区间值库存成本.构建相应的区间值库存成本分摊合作博弈,提出区间值比例剩余分配值作为成本分摊方案,给出求解一大类具有类联盟单调性的区间值库存成本分摊合作博弈的区间值比例剩余分配值的一种简便算法.利用该算法,区间值比例剩余分配值可直接利用联盟库存成本区间值的左、右端点值计算得到.通过一个实例说明了文中算法的有效性及可应用性.本文可为解决复杂库存成本分摊问题提供理论与方法支持.     

基于旁支付的虚拟企业收益分配博弈

收益分配是虚拟企业发展形成的关键因素,合作剩余的公平分配是合作博弈成败的基础。本文运用收益分配模型与博弈论的相关方法,设计了基于旁支付的激励机制模型。研究结果表明,在旁支付激励机制下,成员企业的努力水平与虚拟企业期望总收益均得到了一定的提升,说明了该机制的有效性;随后,应用博弈论的分配理论与Nash讨价还价方法设计了利润分配模型,在满足个体理性与集体理性的条件下,将合作博弈产生的合作剩余进行了分配,得到了可行的分配方案。     

一类基于进化博弈的多主多从Stackelberg对策算法

当Stackelberg对策具有多主者多从者时，传统的Stackelberg模型求解算法从方法上将面临困难，因而文章着重研究了多主多从Stackelberg对策的算法．建立了具有多主多从的Stackelberg对策模型，给出了基于进化博弈论的模型求解算法．同时，考虑到成员之间可能存在合作关系，对联盟利益分配问题进行了初步探讨．最后，给出了一个两主两从Stackelberg对策算例，应用所提方法进行了分析，结果表明两主者合作时对从者不利，而从者是能从主者非合作竞争中渔利的．     

有限理性下的演化博弈与合作机制研究

指出了以Nash为代表的经典博弈论及其纳什均衡解在完全理性假设下的理论缺陷,从而引入有限理性下的演化博弈论.介绍了演化博弈论中策略进化的思想,提出有限理性的实质是怎么去学习,进而探讨了演化博弈中的各种学习模型.介绍了基于个体的学习模型和网络上的演化博弈研究进展;提出了用演化博弈去解释现实复杂网络的设想;分析了网络结构和博弈策略的互演化思想.讨论了演化博弈框架下合作的进化及合作机制的研究进展.最后,对演化博弈今后的发展趋势和研究方向给出了评述.     

信息不完全下联盟结构合作对策的比例Owen解

不完全信息下联盟结构合作对策(简称不完全信息对策)是指特征函数中部分联盟价值缺失的联盟结构合作对策.Owen值应用前提是可行联盟的特征函数完全已知,因此Owen值不适用于求解不完全信息对策.根据不完全信息对策中已知可行联盟的特征函数,定义了比例Owen值.比例Owen值按照"二步法"对合作收益值进行两个层次的分配:一是优先联盟之间,二是优先联盟内部.与Owen值不同的是,在优先联盟内部比例Owen值依据每个成员对所在优先联盟的贡献率切割优先联盟的所得收益.比例Owen值满足一定的个体理性,并且通过公理化证明可知:比例Owen值是满足有效性、线性、零元联盟性和比例性等性质的唯一解,具有一定优良的性质.最后,将比例Owen值应用到一带一路背景下供应链中局中人作为整体参与合作的问题中,作为不完全信息下多层次合作的一种分配方案.     

一类优先联盟内有限制的具有联盟结构的合作对策

结合具有联盟结构的合作对策和具有权限结构的合作对策,考虑了一类优先联盟内有限制的合作对策.在这类合作对策中,局中人结成一些优先联盟参与合作,而各优先联盟内部具有层级组织结构,其中某些局中人对其他人的行动具有否决权.定义了这类合作对策的一个解,该解是Owen值的推广.证明了其公理化结论,最后通过一个算例说明这类合作对策在收益分配问题中的应用.     

基于博弈模型与NetLogo仿真的网络攻防态势研究

针对现有建模方法缺乏对攻防博弈行为与态势演化趋势的分析问题,从对抗角度出发分析网络攻防博弈特征;基于非合作不完全信息静态博弈理论建立网络攻防博弈模型,给出收益量化、博弈均衡计算和策略对抗结果判定方法;构建网络攻防博弈多Agent仿真模型;采用NetLogo开展局中人不同策略组合、不同初始数量等场景下的仿真实验,得出网络攻防态势随时间演化情况,通过对比分析仿真结果,给出扭转网络攻防态势的建议。     

基于深度随机博弈的近距空战机动决策

针对空战中作战信息复杂、难以快速准确地感知态势做出决策的问题,提出一种博弈论与深度强化学习相结合的算法。首先,依据一对一典型空战流程,以随机博弈为标准,构建近距空战中红蓝双方对抗条件下的双机多状态博弈模型。其次,利用深度Q网络(deep Q network, DQN)处理战机的连续无限状态空间。然后,使用Minimax算法构建线性规划来求解每个特定状态下阶段博弈的最优值函数,并训练网络逼近值函数。最后,训练完成后根据网络输出求得最优机动策略。空战仿真实验表明,该算法具有较好的适应性和智能性,能够有效地针对空战对手的行动策略实时选择有利的机动动作并占据优势地位。     

基于博弈论的逆向供应链定价策略分析

逆向供应链与传统供应链不同,传统供应链中的定价策略在逆向供应链中不再适用.为了解决该问题,基于单一制造商和单一零售商构成的逆向供应链系统,应用博弈理论对废旧产品回收的定价策略进行研究.分别得出了两个非合作博弈的均衡解(斯坦克尔伯格均衡和纳什均衡)和一个合作博弈的均衡解(联合定价),并进一步对各种定价策略的效率进行了分析.     

Game-theoretic approach to power and admission control in hierarchical wireless sensor networks

Power efficiency and link reliability are of great importance in hierarchical wireless sensor networks (HWSNs),especially at the key level,which consists of sensor nodes located only one hop away from the sink node called OHS.The power and admission control problem in HWSNs is comsidered to improve its power efficiency and link reliability.This problem is modeled as a non-cooperative game in which the active OHSs are considered as players.By applying a double-pricing scheme in the definition of OHSs’ utility function,a Nash Equilibrium solution with network properties is derived.Besides,a distributed algorithm is also proposed to show the dynamic processes to achieve Nash Equilibrium.Finally,the simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

Cooperation in two-stage games on undirected networks

In the paper, cooperative two-stage network games are studied. At the first stage of the game, players form a network, while at the second stage players choose their behaviors according to the network realized at the first stage. As a cooperative solution concept in the game, the core is considered. It is proved that some imputations from the core are time inconsistent, whereas one can design for them a time-consistent imputation distribution procedure. Moreover, the strong time consistency problem is also investigated.     

考虑撤单率的电商配送服务能力自建与外包博弈模型与求解

针对在线冷静期内产生消费者撤单行为情况下电商配送服务能力的自建与外包决策问题,引入撤单率,从是否进行合作的角度给出了完全合作博弈、完全非合作博弈和不完全非合作三种合作强度的动态博弈模型,并将其中两种情形划分为三阶段动态博弈过程,采用逆向递归法求解这两种情形下各子博弈均衡解,得到了在线购买环境下电商配送服务能力自建与外包的最优解集.进一步地,在第三种情形下设计了成本分担、利润分配以及风险规避三种子博弈模型,以增强模型的灵活性.数值算例与分析表明电商配送服务能力博弈中,电商决策者能够有效实现撤单行为与成本变动影响下动态博弈的帕累托优化.