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.     

个体与群体之间的一类博弈问题分析

分析个体与群体之间的一类博弈问题，构造一对多博弈模型。其同时具有Stackelberg模型、演化博弈模仿者动态模型的特点：在博弈的第一阶段，有限理性的群体参与者采取模仿者动态行为；在博弈的第二阶段，完全理性的个体参与者根据群体参与者的策略分布，确定自己的反应函数。博弈达到稳定状态后，群体参与者采取演化稳定策略，而个体参与者的风险占优策略将收敛于Nash均衡策略。讨论模型的一些性质：有限理性的群体在模仿过程中存在收益损失；老练的个体参与者存在欺骗行为；在个体参与者完全理性决策的带引下，可以解决多重Nash均衡的选择问题。     

具有联盟结构的限制合作博弈的限制Owen值

具有联盟结构的合作博弈中, 针对任意优先联盟不一定形成可行联盟的情况, 通过引入一种格结构, 研究了各优先联盟以优先约束形式进行合作时的收益分配问题. 首先, 将经典的Owen值满足的五个性质进行推广, 并通过两个阶段的分配方法给出了限制Owen值的定义, 说明限制Owen值满足可加性、有效性、联盟内部对称性、哑元性等性质. 最后通过算例, 对该模型的可行性进行分析.     

网络博弈合作剩余收益分配的协商方法

参与者在进行网络博弈时有机会与其相邻参与者签署协议进行合作,此时参与者之间的博弈关系构成了一个网络结构,并可以使用无向图来表示.参与者之间依据网络结构选择合作对象进行合作,进而产生剩余收益,而剩余收益通过协商的方式在两个参与者之间进行分配.本文依据协商理论与匹配理论,研究网络博弈环境下参与者之间如何签署协议进行合作,进而分配合作产生的剩余收益的问题,称为网络协商博弈,并给出基本的可行解的形式.通过限制参与者可以签署协议的数量,本文对网络协商博弈进行分类,使用协商与匹配方法研究每一类网络协商博弈的合理解的具体形式并设计求解方法.本文的结果表明:参与者之间的合作以及合作收益的分配不仅与网络博弈自身有关,而且与参与者能够签署的合作协议数量有关.研究拓展了协商方法在网络协商问题中的应用,为多边合作对象的选择以及合作剩余收益的分配提供了参考.     

基于演化博弈的住宅建筑企业技术合作创新机理

针对目前我国在建筑工业化进程中,以企业联盟形式进行技术合作创新面临的管理复杂性问题,运用演化博弈理论研究有限理性下住宅建筑企业间的技术合作创新机理。通过演化博弈模型,分析了演化路径、稳定均衡策略及其影响因素的作用机理,并对影响演化结果的参数变量进行了数值仿真。结果表明:住宅建筑企业间技术合作创新行为演化具有路径依赖性,存在均合作与均不合作2个演化稳定策略,企业合作创新的概率与技术的收益与成本、创新协同效应正相关,与创新溢出效应负相关;存在最优的创新超额收益与成本分配比例使企业合作的可能性最大化,关系专用性投资获得的经济租收益与协同效应强度正相关,合理的违约成本和政策激励有助于减少机会主义行为。     

无标度网络的群聚性对合作行为的影响

通过仿真实验分析囚徒困境博弈在群聚性可变的无标度网络上的演化,进而考察无标度网络的群聚性对合作行为的影响.实验结果表明,无标度网络的群聚性对合作行为的影响依赖于度量个体博弈收益的效用函数.一方面,当效用函数考虑关系成本并以平均收益度量个体的博弈收益时,无标度网络的群聚性抑制合作行为.另一方面,当效用函数同时考虑关系成本和无标度网络中hub节点所具有的资源优势,并以平均收益和累积收益的加权平均度量个体的博弈收益时,随着累积收益权重的增大,无标度网络的群聚性对合作行为的影响逐渐由抑制作用转变为促进作用.     

具有结盟限制的合作对策的加权Shapley值

现实生活中,联盟的形成通常是有约束的,而且可行联盟的结构是无规律的,此类问题可以用具有结盟限制的合作对策模型来描述.本文研究了结盟有限制而且局中人具有权重的合作对策的收益分配方案,并基于收益分配方案进行了联盟稳定性分析.因为联盟红利可以描述为联盟形成获得的额外收益,因此本文将联盟红利以局中人权重为比例进行分配,定义了加权Shapley值.然后,用两种公理体系,即分支有效性与比例公平性,有效性与加权平衡贡献性,刻画了该加权Shapley值,并讨论了各公理之间的关系.同时,基于加权Shapley值对联盟稳定性进行了分析并建立了数学模型,得到了一些有趣结论,并发现加权Shapley值满足非本质联盟可去性、无关支撑性和关联性.最后,以指派对策为例,表明具有结盟限制的合作对策模型的实用性以及其加权Shapley值的有效性.     

模糊联盟的Shapley值与稳定性

基于经典合作博弈Shapley值的概念及模糊合作博弈理论, 给出了具有模糊联盟的合作博弈个体理性及集体理性定义. 基于Butnariu提出的具有比例值的模糊博弈及Tsurumi提出的具有Choquet积分形式的模糊博弈, 结合 Li 提出的Shapley函数的简化表达式, 研究了模糊联盟的稳定性问题, 证明了一些相关结论.     

企业合作R&D中资源投入的机会主义行为

以企业创新投入和内生技术溢出水平为企业合作RD的资源投入,建立并运用三阶段双寡头博弈模型来描述合作创新中的机会主义行为,明确了资源投入中机会主义的行为动机和行为影响刻画.研究结果表明:机会主义对企业合作RD打击巨大,然而多层次深度合作和关键资源投入阶段的机会主义行为防范有助于合作RD的稳定;机会主义动机会受到市场规模和创新水平的激励.政府应大力提倡企业间多层次深度的合作研发,而同时打击企业机会主义行为.     

合作联盟中的节点选择及功率优化方法

无线网络中节点的合作通过形成联盟可以有效增大系统的安全容量。现有研究只是解决了联盟自身收益最大化的局部优化问题,没有从全局考虑联盟之间存在的竞争和干扰问题。文章首先基于联盟博弈理论,提出了实现物理层安全性能最大的分布式中继选择方案;在此基础上,针对联盟之间存在的干扰和竞争问题,基于有代价的非合作博弈,提出联盟功率的优化方法;根据优化后的联盟功率,联盟内的节点依据信道增益分配联盟的最优功率。仿真分析和性能比较表明,所提出的方法不仅可以形成稳定的联盟,与只考虑局部最优的安全性能相比较,降低了联盟的功率消耗,且提高了联盟的安全收益。     

A Dynamic Bargaining Game with Externalities

Negotiation and bargaining are the common means of solving economic and political problems. In these problems, players often form coalitions for activities. In the environment with externalities, the worth of a coalition depends not only on itself, but also on the coalition structure of other players. This paper studies dynamic bargaining games with externalities and analyzes the effect of externality on the payoffs of players. Based on the Rubinstein’s two-person alternating-offer bargaining game, the authors study a two-person dynamic game with externalities and extend it to the case of n players. The research shows that externality affects the results of this bargaining game, and coalition structures affect the payoffs of players. Players in this bargaining game can always form grand coalition if an allocation is effective, but some coalition structures may not be formed under some certain conditions.     

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。     

M-限制合作对策的最小二乘解

在经典合作对策中,最小二乘解是使得联盟分配值与联盟收益的期望偏差最小的分配方案,众多单值解可以看作它的特例.为了拓展最小二乘解的适用范围,本文公理化研究M-限制合作对策的最小二乘解,这类对策的联盟收益是否已知仅与联盟中局中人的个数有关.首先,基于经典合作对策的最小二乘解定义了M-限制合作对策的最小二乘解.然后,利用拉格朗日乘子法得到了该最小二乘解的具体表达式及其等价形式,并以此重新解释了最小二乘解的现实意义.最后,为了说明最小二乘解的公平合理性,根据该值与ESL值的关系提出了它的公理体系.第一种公理体系是有效性、对称性、线性、非本质对策性、公平对待性.基于该公理体系,替换部分公理可得到其他的公理体系,比如:公平对待性可替换为联盟单调性或者联盟占优单调性;对称性可替换为基数无异性.另外,如果线性弱化为可加性且非本质对策性强化为策略等价性,则也可以公理化刻画最小二乘解.     

基于联盟结构合作博弈的Selectope解集

定义了基于联盟结构合作博弈的Selectope解集形式: 首先将大联盟的收益在结构联盟间进行支付; 其次在结构联盟内对局中人进行支付. 将定义的Selectope解集与Pulido定义在联盟结构上的Weber集进行了比较, 得出Weber集总是包含在定义的Selectope解集中, 而这一结论与定义在可行联盟上的Weber集和Selectope解集的关系是一致的; 最后, 证明了基于联盟结构博弈的Selectope解集等价于定义在一种特定的可行联盟结构上的Selectope解集形式.     

Cooperative games on convex geometries with a coalition structure

This paper is mainly to discuss cooperative games on convex geometries with a coalition structure,which can be seen as an extension of cooperative games with a coalition structure.For this kind of games,the cooperation among unions and within each union will be the convex sets,i.e., the feasible subsets of the coalition structure and that of each union belong to a convex geometry, respectively.The explicit form of the generalized Owen value for this kind of games is given,which can be seen as an extension of the Owen value.Furthermore,two special cases of this kind of games are researched.The corresponding payoff indices are also studied.Finally,an illustrative example is given.     

多目标合作博弈最小二乘预核仁与核仁解

在实际生活中,常常存在许多带有不对等的联盟和不止一个关联或无关目标的复杂博弈情景.对此,本文首先构建了带有与联盟、目标相关的综合权重的多目标合作博弈,并在此基础上提出含有关联目标与无关目标的混合多目标合作博弈最小二乘预核仁与核仁解求解模型.其次,我们将经典的合作博弈最小二乘预核仁求解方法与核仁解算法推广到多目标合作博弈中,利用拉格朗日乘子法与伪逆理论得到了多目标合作博弈的最小二乘预核仁的显性表达式与最小二乘核仁解算法,并通过凸函数的性质,重新证明了该算法的有效性.最后,利用水资源的数值算例,说明并验证了文中构建的模型的正确性与有效性,并通过对比可知所构建模型的优越性.     

带层次结构效用可转移合作对策的多步Shapley值

作为一种局中人结盟形式,层次结构比联盟结构更具一般性.本文致力于给出带层次结构效用可转移合作对策的多步Shapley值,具体给出了其分配过程及公理化刻画.另外,作为一个等价分配过程,本文还证明了它等价于一个特殊效用可转移合作对策的加权Shapley值.研究结果扩展了带联盟结构效用可转移合作对策的两步Shapley值,可为研究其它带结盟限制合作对策的解提供借鉴.