博弈論期末論文

城市公交優(yōu)先機(jī)制中的博弈論分析摘要：針對(duì)我國(guó)城市交通擁堵問(wèn)題嚴(yán)重的現(xiàn)狀，通過(guò)建立基于完全信息條件下的靜態(tài)博弈模型，驗(yàn)證了交通公共資源利用方面常出現(xiàn)的問(wèn)題。為促進(jìn)公共資源優(yōu)化配置，避免公共資源悲劇的發(fā)生，通過(guò)建立類似于“公共地悲劇”的完全信息靜態(tài)模型，對(duì)均衡條件進(jìn)行討論分析，以有限理性的復(fù)制動(dòng)態(tài)和優(yōu)化穩(wěn)定策略分析為基礎(chǔ)理論，建立動(dòng)態(tài)博弈模型并進(jìn)行求解，在此基礎(chǔ)上提出解決交通問(wèn)題相關(guān)對(duì)策與建議辦法，為政府實(shí)行公交優(yōu)先機(jī)制提供了有力論證。關(guān)鍵詞：交通擁堵；博弈；公共地悲??；公交優(yōu)先一、引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化水平的不斷提高，城市交通中所面臨的交通擁擠、能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重。針對(duì)這一系列的城市交通問(wèn)題，公交優(yōu)先發(fā)展政策在20世紀(jì)60年代初由法國(guó)巴黎首先提出，隨后被眾多專家認(rèn)為是解決城市交通問(wèn)題的最有效的途經(jīng)之一，它是對(duì)城市道路交通資源進(jìn)行優(yōu)化，保證城市交通可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)有效、可行的政策措施。“公交優(yōu)先”是優(yōu)先發(fā)展公共交通系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，不僅是專指常規(guī)公交通行權(quán)上的一種片面優(yōu)先，且從廣義上講，凡是有利于公共交通優(yōu)先發(fā)展的政策和措施均可稱之為公交優(yōu)先。目前，在我國(guó)提出大力發(fā)展城市公共交通的良好機(jī)遇下，確定公共交通優(yōu)先發(fā)展的政策和措旌是保證公共交通優(yōu)先發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，也是新的歷史時(shí)期擺在我們面前的重大課題。在本研究中，運(yùn)用博弈理論的概念與方法，通過(guò)研究交通需求者的出行決策與公共資源利用之間的關(guān)系，剖析交通需求與交通供給矛盾的實(shí)質(zhì)，為促進(jìn)公共資源優(yōu)化配置，避免“公共地悲劇”的發(fā)生，以有限理性的復(fù)制動(dòng)態(tài)和優(yōu)化穩(wěn)定策略分析為基礎(chǔ)理論，尋求解決交通問(wèn)題的辦法，證明了我國(guó)大城市實(shí)行公交優(yōu)先機(jī)制的必要性，并對(duì)公交優(yōu)先機(jī)制應(yīng)采取的措施提出了建議。二、引入博弈理念2.1博弈概念博弈論根據(jù)其所采用的假設(shè)不同而分為合作博弈理論和非合作博弈理論。前者主要強(qiáng)調(diào)的是團(tuán)體理性；而后者主要研究人們?cè)诶嫦嗷ビ绊懙木謩?shì)中如何選擇策略使得自己的收益最大，即策略選擇問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)的是個(gè)人理性。本研究中的博弈論主要指的是非合作博弈，也就是各方在給定的約束條件下如何追求各自利益的最大化，最后達(dá)到力量均衡。對(duì)于這一點(diǎn)，博弈論和出行者對(duì)道路的利用行為研究模式是完全一樣的，特別是利用行為的相互影響和相互作用。2.2完全信息靜態(tài)博弈與有限理性的進(jìn)化動(dòng)態(tài)博弈完全信息靜態(tài)博弈即各博弈方同時(shí)決策，且所有博弈方對(duì)各方得益都了解的博弈。完全信息靜態(tài)博弈模型的前提條件是決策者的完全理性，完全理性包括(追求最大利益的)理性意識(shí)、分析推理能力、識(shí)別判斷能力、記憶能力和準(zhǔn)確行為能力等多方面的完美性要求，其中任何一方面不完美就屬于有限理性。在這個(gè)問(wèn)題上，簡(jiǎn)單的假設(shè)各個(gè)博弈方都完全的理性，能夠給分析帶來(lái)很大的便利，但指望現(xiàn)實(shí)的博弈方能通過(guò)博弈分析找到最優(yōu)策略，而且不會(huì)因?yàn)檫z忘、失誤、任性等原因偏離最佳選擇，達(dá)到“完全”的理性常常是不切實(shí)際的。因此，考慮博弈論的適用范圍和價(jià)值，必須將“完全理性”和“有限理性”予以同時(shí)考慮?！坝邢蘩硇浴币馕吨┺姆酵粫?huì)一開(kāi)始就能找到最優(yōu)策略，而是會(huì)在博弈過(guò)程中學(xué)習(xí)博弈，必須通過(guò)試錯(cuò)才能尋找較好的策略。在有限理性博弈中，要達(dá)到具有真正穩(wěn)定性和較強(qiáng)預(yù)測(cè)能力的均衡，則必須通過(guò)博弈方模仿、學(xué)習(xí)和調(diào)整的過(guò)程，從而具有經(jīng)受錯(cuò)誤偏離干擾或在受少量干擾后仍能“恢復(fù)”的穩(wěn)健的均衡，該博弈過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，因此也稱為有限理性的進(jìn)化動(dòng)態(tài)博弈。三、城市公交優(yōu)先博弈模型的建立3.1完全信息靜態(tài)博弈模型在本研究中，對(duì)城市交通出行博弈的分析先以完全信息靜態(tài)模型為基礎(chǔ)，建立分析模型：設(shè)某城市的公共道路資源為Ⅳ個(gè)人共同享有，在出行方式上，Ⅳ個(gè)個(gè)體都可以選擇公交或私車出行，不妨將Ⅳ個(gè)人分為2個(gè)行為群體A和B(A和B中都有相當(dāng)多的人數(shù))，從而2個(gè)群體間存在4個(gè)策略組合，其得益矩陣如圖1所示。出行群體B公交出行私車出行a，ac，bb，cd，d出行群體出行群體A公交出行私車出行圖1出行群體之間的得益矩陣1)雙方成員均選擇公交出行，則雙方各自得益為a；2)一方選擇小汽車出行，另一方選擇公交出行，則選擇小汽車出行的一方將獲得超額收益b,而乘坐公交出行的一方則遭受損失(擁堵時(shí)間成本、公交換乘時(shí)間成本和公交內(nèi)擁擠的不舒適成本)，獲極低的收益c；3)雙方成員均選擇小汽車出行，兩者均獲得收益d(交通擁堵時(shí)問(wèn)成本巨大，d明顯小于a)。不失一般性，可令b>a>d>c，這時(shí)A和B群體博弈構(gòu)成完全信息靜態(tài)博弈，類似于“囚徒的困境”的對(duì)稱矩陣。利用劃線法，可得到最佳策略組合(私車出行，私車出行)，即博弈惟一的納什均衡解為：(私車出行，私車出行)，其均衡得益組合為(d,d)。不難發(fā)現(xiàn)，與策略組合(私車出行，私車出行)相比，因a>d，策略組合(公交出行，公交出行)能帶給雙方更多的收益，但由于A和B群體獨(dú)立決策，在缺乏強(qiáng)制作用的協(xié)議等保障手段的情況下，雙方為最大滿足自己的利益而選擇了低收益的策略組合(私車出行，私車出行)，因?yàn)橹挥羞@個(gè)時(shí)候A或B群體單獨(dú)改變其選擇將不利于自身。3.2模型的建立與分析城市交通資源作為公共資源被過(guò)度使用這一現(xiàn)象，很類似于“公共地悲劇”，從而建立完全信息靜態(tài)模型。完全信息靜態(tài)模型：參與者對(duì)自己以及其他參與者的行動(dòng)空間、收益函數(shù)等知識(shí)完全了解，參與者同時(shí)選擇各自行動(dòng)方案。公共地的悲?。褐敢环N資源沒(méi)有排他性的所有權(quán)，導(dǎo)致這種資源的過(guò)度使用。模型建立原理：建立收益函數(shù)→對(duì)函數(shù)求導(dǎo)→分別從個(gè)人和整體角度出發(fā)，設(shè)最大值，為納什均衡→得出結(jié)論（個(gè)人利益>整體利益，出現(xiàn)公共的悲?。┦紫忍岢黾僭O(shè)條件：假設(shè)（1）某城市的道路是道路使用者共同擁有的資源,每個(gè)使用者對(duì)其使用的權(quán)利都是平等的;假設(shè)（2）該城市的道路資源是封閉的,不為城市以外的使用者所使用;假設(shè)（3）gi代表第i個(gè)使用者擁有輛私家車的數(shù)量,G=g1+g2+…+gi+…+gn—n個(gè)使用者擁有私家車的總量,v表示每輛車給使用者所帶來(lái)的效用,包括舒適,方便,快捷等特性。城市的道路資源是有限的,只能容納有限量的車輛,設(shè)這個(gè)最大限量為Gmax。當(dāng)G<條件下的博弈模型，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度指出解決目前城市交通問(wèn)題的關(guān)鍵是解決“公共資源”問(wèn)題，為促進(jìn)公共資源優(yōu)化配置、避免公共資源悲劇的發(fā)生，以有限理性的復(fù)制動(dòng)態(tài)和優(yōu)化穩(wěn)定策略分析為基礎(chǔ)理論，提出了解決城市交通問(wèn)題的辦法是優(yōu)先發(fā)展公共交通、運(yùn)用各種經(jīng)濟(jì)性和政策性的手段降低私車出行的得益以及強(qiáng)化機(jī)動(dòng)車效用。該結(jié)論為政府實(shí)行公交優(yōu)先機(jī)制提供有力論證，對(duì)促進(jìn)我國(guó)城市交通體系的可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)具有實(shí)際意義。參考文獻(xiàn)：[1]博弈論在城市公交優(yōu)先機(jī)制中的應(yīng),曹霖，劉肇城-《甘肅科技》(2007)[2]基于完全信息靜態(tài)博弈下的城市公交優(yōu)先研究,劉芬芳-《交通科技》(2008)[3]城市拆遷中群體性突發(fā)事件發(fā)生機(jī)制的博弈分析,張曉兵，張薇，馬艷-《江蘇建材》(2012)[4]學(xué)生貸款制度的動(dòng)態(tài)博弈分析,陳燦平-《消費(fèi)經(jīng)濟(jì)》(2010)[5]經(jīng)濟(jì)誠(chéng)信約束機(jī)制的動(dòng)態(tài)博弈分析,徐愛(ài)萍，柴光文-《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)》(2006)[6]基金經(jīng)理人激勵(lì)約束機(jī)制的動(dòng)態(tài)博弈分析——基于聲譽(yù)機(jī)制視角,何媛媛-《中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)研究生學(xué)報(bào)》(2011)[7]基于動(dòng)態(tài)博弈的企業(yè)經(jīng)理人股權(quán)激勵(lì)機(jī)制研究,李茂勝-《天津理工大學(xué)》(2009)[8]基于博弈論的城市公共交通系統(tǒng)建模與算法研究,孫連菊-《北京交通大學(xué)》(2014)[9]基于抵消性權(quán)力的家電產(chǎn)品價(jià)格機(jī)制動(dòng)態(tài)博弈分析(2012)[10]產(chǎn)業(yè)集群中技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散的學(xué)習(xí)機(jī)制——一個(gè)動(dòng)態(tài)博弈分析的視角,王幫俊，吉峰，周敏-《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)》(2009)[11]軌道交通與常規(guī)公交合作競(jìng)爭(zhēng)模式研究,王怡-《長(zhǎng)沙理工大學(xué)》(2010)[12]公交擁擠司乘行為博弈分析及對(duì)策,李榮慶-《對(duì)外經(jīng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