基于CIS值的双边链路形成策略优化两型博弈方法

博弈论作为网络形成模型求解的主流工具,在该领域得到了广泛应用,但现有研究主要采用合作或非合作的单一博弈论方法对网络形成问题进行求解,未能很好地反映问题实质。对此,采用非合作-合作两型博弈方法,研究网络链路形成的策略优化问题,可以有效地结合非合作阶段的策略设计与合作阶段的联盟收益分配。首先,在非合作博弈阶段,进行策略设计并形成第二阶段合作博弈的竞争局势。其次,在合作博弈阶段,基于第一阶段非合作博弈的竞争局势,形成联盟及其合作博弈,并采用Semi-CIS值求解各个竞争局势下合作博弈的局中人(节点)分配值。然后,将得到的分配值作为第一阶段非合作博弈的局中人支付值,计算非合作博弈的纯策略纳什均衡解,进而得到双边链路形成的两型博弈模型的最优解(链路连接)。最后,通过数值实例验证了所建模型与方法的有效性和可用性，为研究更加复杂的网络形成问题提供了理论方法。     

集装箱班轮联盟间博弈模型与稳定性控制

构建班轮联盟间的博弈模型,并开展均衡状态及稳定性分析。以古诺博弈为基础,构建不同决策预期条件下的三寡头动态博弈模型,并引入动力学系统优化。根据不动点理论,运用MATLAB求解班轮博弈模型的系统动力学方程,求解系统均衡稳定点。再根据劳斯-赫尔维茨理论判定均衡状态的稳定区间。研究表明:假设预期条件下,三寡头班轮联盟间动态博弈存在唯一纳什均衡状态,且状态与各联盟对于未来不同的市场预期无关。同时纳什均衡状态存在一定范围的稳定区域,即三家班轮联盟企业在稳定区域范围内调整运力不会引起均衡状态变化。当自适用预期和有限理性预期联盟的运力投入速度超出稳定区域,纳什均衡即遭受破坏,稳定系统出现分岔,甚至步入无序竞争状态。     

私家车位共享系统的车位动态预约与分配

为解决城市"停车难"问题,在现有停车位资源下,设计私家车位共享系统,动态收集私家车位空闲时段和公共停车需求的预约,以停车场使用效率最大化为目标、使用停车位的时间不冲突为约束建立0-1整数规划模型并运用MATLAB R2016a中求解器intlinprog进行求解,为停车需求分配停车位.数值实验表明,需求充足能够保证停车场较高水平的使用效率,动态地收集信息并进行分配所得到的停车场使用效率低于提前获知所有车位供给和停车需求信息的情形,业主尽可能提前提交车位可用时段的信息是停车场使用效率提升的关键,也是业主能够通过车位有效利用获得收益的根本.文中的模型为实践中的私家车位共享系统提供理论支撑,对于缓解城市停车问题,减轻交通拥堵和污染排放有重要意义.     

一种均衡协作配送子联盟满意度的成本分摊方法

协作配送是经典的合作博弈问题,其关键问题之一是确定合作成员之间的成本分摊方案.其中核仁解是公认合理的成本分摊方法,核心为使子联盟满意度达到一个总体均衡状态,但当前核仁解的子联盟满意度均衡程度未能达到最优状态.文章以核仁解为基础,提出奇偶循环线性规划模型,得到子联盟满意度均衡程度更高的联盟均衡解(alliance equilibrium solution, AES).最后通过实例分析,验证联盟均衡解与核仁解的均衡性偏差,得出:当企业合作的成本节约空间大时,联盟均衡解与核仁解对应的子联盟满意度分布的方差偏差可高达17.31%,极差偏差可达15.15%.即联盟均衡解的公平性高于核仁解,为合作博弈的成本分摊问题提供一个更优的方案.     

考虑溢出效应的互补品企业合作广告协调

针对互补品需求的相互关联性造成互补品企业广告促销存在溢出效应的现象,构建了基于广告分担率的互补品企业合作广告博弈模型,对比研究了斯坦克尔伯格博弈和纳什合作博弈下互补品企业双方的最优广告决策和收益,论证了纳什合作博弈均衡具有帕累托优势,并利用鲁宾斯坦恩——斯塔尔讨价还价模型对增加的收益进行了分配,得到了一种帕累托最优合作方案,实现了互补品销售系统的协调.最后,通过数值算例说明了有关命题的有效性.     

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.     

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。     

基于零售商社会偏好行为的供应链博弈

将社会偏好行为引入到供应链合同的研究中，在由一个具有社会偏好行为的零售商与社会偏好中性的供应商组成的二级供应链中，供应链成员双方应用纳什议价机制确定最优批发价格与最优订货量。研究发现，不论是博弈双方具有同等议价能力还是不等议价能力，当满足特定条件时，供应链成员的合作博弈均存在纳什议价均衡解，而且最优均衡订货量与零售商的社会偏好行为无关，最优均衡批发价格是零售商涉他偏好参数的增函数。同时，还将合作协商机制与非合作博弈下的均衡订货量和批发价格结果进行了对比，并讨论了供应链成员的渠道利润比率。最后，通过算例对结果进行了验证。     

合作博弈视角下的国际环境治理合作:以莱茵河为例

莱茵河治理是国际环境治理合作的典型成功案例。使用加权加总技术模型分析了莱茵河合作中存在博弈,特别是"桑多斯事件"前后各参与国策略选择的变化,指出在纳什均衡下国际合作努力程度小于帕累托最优状态,并且差距将随着参与国的数量增加而变大。然后分析了合作过程中的讨价还价博弈,明确了赏罚分明对合作的促进以及对重新谈判的抑制。最后以合作防治莱茵河洪水为例,运用联盟博弈研究了国际合作中的成本分摊问题。     

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.     

D2D通信中基于帕累托占优的非合作博弈功率控制算法

D2D (device to device)通信系统中传统能效函数仅能捕获瞬时数据流量,而无法获取特定时间段内数据流量的能效。为此,本文将吞吐量和终端使用时间之积作为效用函数,以终端使用时间内的吞吐量最大化为目标,并将其建模为非合作功率控制博弈(non conperative power control game,NPG)问题并得到其纳什均衡解。然而,理论分析表明该纳什均衡解非帕累托有效,故而引入功率线性代价函数来改进效用函数。最后,为了得到帕累托占优解,应用超模博弈理论研究该纳什均衡解的特性,并设计出一个低复杂度的双层迭代最优价格均衡求解算法。理论分析和仿真结果表明所提算法不仅提升系统效用值和终端使用时间,还可以保持系统公平性。     

基于自执行契约设计的供应链动态博弈协调

提出了供应链一般序贯博弈中旁支付自执行契约（SSEC）设计方法,以解决已有关于旁支付契约供应链协调的研究中未能有效地考虑系统收益增量分配合理性、公平性以及过多强调博弈方自发参与旁支付契约的问题. 旁支付自执行契约设计改变了序贯博弈双方的支付函数,使得双方在新条件下的非合作动态博弈中实现了新的子博弈精炼纳什均衡与集中决策全局最优解一致;双方各自收益相对于原动态博弈实现了Pareto改进,双方的最终收益分配不悖于非合作讨价还价博弈的均衡结果.结果表明,在仍然保持供应链分散决策情形下,自执行契约设计使得序贯博弈各方在依靠个人理性(个体利益最优)决策时,取得了的集体理性下的集中决策效果.均衡特性表明自执行契约设计下新博弈决策过程的自执行性、均衡稳定性和帕累托改进性. 为了证明SSEC的有效性和实用性,把自执行契约设计方法应用于协调批量契约两级供应链模型、两寡头产量竞争动态博弈和两级供应链定价动态博弈.     

不确定条件下双头垄断期权博弈

期权博弈理论是实物期权和博弈论相结合的产物,它具有极大的应用潜力。期权博弈模型不仅考虑了投资决策关键因素,同时在模型中还着重分析了双方竞争应用的策略及可能出现的纳什均衡解。研究了不确定性条件下的对称双头垄断期权博弈模型,仿真计算并用图形说明了有关参数的改变对公司价值的影响,推导了两种方法计算领导者和跟随者公司的价值和临界值,讨论了非限制合作下纳什均衡解和解存在的条件与假设。讨论的观点结论对于研究我国当前市场经济条件下不确定投资问题具有理论实践指导意义。     

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.     

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。     

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。     

不确定需求下基于分布式鲁棒机会约束的车辆调度问题研究

随着新能源汽车共享模式的迅速发展,允许异地还车导致车辆不均衡问题日益突出.本文考虑不确定的车辆需求,基于需求量的均值和方差等部分信息,最小化最坏情况下系统可用车辆和空闲停车位的机会约束,建立分布式鲁棒优化机会约束车辆调度模型,以总成本最小化为目标,得出模型的数学性质和易求解的等价形式,确定停车桩之间的车辆调度数量.最后,以北京市15个停车桩的车辆调度为例,确定最优的车辆调度方案.结果表明,随着服务水平的增加,调度成本和车辆调度数量增加明显,当服务水平增加到一定程度后,应增加系统的车辆数和停车位以满足服务水平的要求.决策者可根据自己的偏好及系统的服务要求,选择恰当的服务水平参数组合,以获得最优的车辆调度方案.     

多供应链竞争背景下的重组应对成本干扰

在多供应链竞争的背景下,以生产和销售同质产品、制造企业为核心的供应链为研究对象,利用变分不等式理论、空间价格均衡理论和纳什博弈理论,构建了成本干扰前、成本干扰后的均衡模型,给出了完成重组的条件,并建立了重组后的均衡模型. 最后, 通过数值算例证明了模型的有效性.     

停车企业合作与竞争经营的停车定价模型

研究了需求不确定条件的换乘停车场与工作区中心停车场间的竞争经营与合作经营问题。将停车场运营商与出行者之间的相互作用,表述为一个双层规划模型。其中,上层规划基于博弈理论,探讨了停车场在完全竞争与完全合作两种策略下的定价决策问题;下层规划考虑不确定需求,建立了多方式交通网络均衡配流模型。假定交通需求服从给定的正态分布,运用基于蒙特卡罗仿真的样本平均近似方法,构建了博弈模型的支付函数。最后,通过算例验证了模型的有效性。