動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)課件

動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)楊文國2011年9月19日6動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)本章內(nèi)容結(jié)構(gòu)項目管理理論的新進(jìn)展動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生突發(fā)事件應(yīng)急管理中的適應(yīng)性動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念、原理應(yīng)用實例26動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)第一節(jié)動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在項目管理的背景下，根據(jù)突發(fā)事件處理中不完全信息的狀況，針對突發(fā)事件應(yīng)急管理，將動態(tài)博弈與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合提出的新概念。36動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)項目管理理論的新發(fā)展項目管理的研究熱點多項目管理風(fēng)險管理系統(tǒng)動力學(xué)思想在項目管理中的應(yīng)用干擾下的項目計劃調(diào)整46動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)多項目管理主要關(guān)注多項目管理的資源分配問題，并針對以往資源無限制條件下分配問題提出了在資源有限的情況下的資源分配問題。56動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)風(fēng)險管理風(fēng)險管理的存在具有普遍性和不確定性，現(xiàn)在人們開始關(guān)注不完全信息下的風(fēng)險管理。66動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)系統(tǒng)動力學(xué)思想系統(tǒng)動力學(xué)思想注重從整體出發(fā)，有助于對項目管理整體設(shè)計流程的理解，通常建立模型用計算機(jī)模擬的方法進(jìn)行假設(shè)分析。系統(tǒng)動力學(xué)思想要求主要項目管理中的動態(tài)變化。系統(tǒng)動力學(xué)將組織中的運作，以六種流來加以表示，包括訂單(order)流、人員(people)流、資金(money)流、設(shè)備(equipment)流、物料流(material)與資訊(information)流，這六種流歸納了組織運作所包含的基本結(jié)構(gòu)。76動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)干擾下的項目計劃調(diào)整在受干擾期間[t1，t2]，如何調(diào)整原有的實施計劃，使得調(diào)整的時間和費用盡可能地小。干擾結(jié)束后能盡快地恢復(fù)到原有的實施計劃上。86動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在突發(fā)事件應(yīng)急管理中的適應(yīng)性（1）突發(fā)事件應(yīng)急管理與項目管理的相似之處；（2）突發(fā)事件應(yīng)急管理與項目管理的不同之處；（3）突發(fā)事件應(yīng)急管理中的任務(wù)一般包含宏觀整體管理與微觀事件的緊急處理兩個層面。96動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)突發(fā)事件應(yīng)急管理的突出特點（1）應(yīng)急管理在某個時刻后的后續(xù)任務(wù)隨所完成子任務(wù)的效果和所處環(huán)境的狀態(tài)變化而變化。（2）需要預(yù)先針對各種類型的突發(fā)事件建立虛擬的管理機(jī)制、結(jié)構(gòu)與預(yù)案。（3）管理內(nèi)容的動態(tài)變化，需做到統(tǒng)籌兼顧，不致顧此失彼。106動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)實例某市2003年4月23日至5月11日呼吸機(jī)的日需量與日供應(yīng)量曲線116動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)第二節(jié)動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（PERTwithdynamicgame）126動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)1．“動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”的概念與特征“動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”問題是研究在進(jìn)展過程中，項目內(nèi)容動態(tài)變化下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)下階段狀態(tài)的評估定級、關(guān)鍵鏈的管理、資源優(yōu)化配置與調(diào)度等主要問題。136動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)（1）概念所謂動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是根據(jù)事件發(fā)展過程的狀態(tài)變化，以及相應(yīng)的信息補(bǔ)充，基于網(wǎng)絡(luò)計劃的方法，采用不完全信息動態(tài)博弈的數(shù)學(xué)模型調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而最終得到最為有效的實施方案的方法。146動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)（2）應(yīng)急管理的動態(tài)博弈的主要特征一是突發(fā)事件是動態(tài)演變的；二是關(guān)于事件發(fā)展的信息是從模糊到清晰，從不完全到完全；三是在不完全信息下所制定的方案要能夠便于在信息完全時刻下的及時調(diào)整。156動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)動態(tài)博弈例子166動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)（3）核心問題－動態(tài)博弈調(diào)整問題tt+1t+2狀態(tài)A，有n個應(yīng)對方案PA(i)狀態(tài)B，有m個應(yīng)對方案PB(j)PAPB這是對于兩階段的動態(tài)博弈，如果推廣到隨信息逐漸完全的n階段，應(yīng)對方案由多項措施，問題就是如何將各方案進(jìn)行組合形成新方案，便于實施和調(diào)整。176動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)（4）資源保障率突發(fā)事件應(yīng)急管理中，如果資源不能及時達(dá)到需求數(shù)量，突發(fā)事件會惡化，后果嚴(yán)重。因此要考慮在資源保障不充分情況下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)中計算基于保障率的關(guān)鍵路徑。186動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)（5）不完全信息動態(tài)博弈的基本概念和博弈原理在突發(fā)事件應(yīng)急管理過程中局中人：危機(jī)事件和危機(jī)管理者策略空間：狀態(tài)空間和方案空間支付函數(shù)196動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)2．動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用流程圖網(wǎng)絡(luò)的初始構(gòu)建（方案)所處環(huán)境的階段評估階段評估應(yīng)對措施的基本設(shè)計應(yīng)對措施的組合方案網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整關(guān)鍵鏈管理資源調(diào)度應(yīng)對措施是否可行的關(guān)鍵是預(yù)先建立的應(yīng)急管理機(jī)制預(yù)警信息預(yù)案選擇預(yù)案庫；案例庫；資源布局信息分類分級206動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)應(yīng)用流程的步驟虛擬應(yīng)急管理機(jī)制的建立針對不同性質(zhì)和狀態(tài)的事件構(gòu)建虛擬組織機(jī)構(gòu)、運行機(jī)制、處理過程形成有效的信息流機(jī)制（網(wǎng)絡(luò)、代碼共享、管理制度等等）實際的應(yīng)急處理關(guān)鍵鏈管理模擬演習(xí)計算機(jī)模擬評估改進(jìn)形成預(yù)案216動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)在應(yīng)用動態(tài)博弈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中針對突發(fā)事件應(yīng)急管理采用動態(tài)博弈原理。226動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)突發(fā)事件應(yīng)急管理過程中動態(tài)博弈的邏輯示意圖236動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)博弈的過程階段第一階段：突發(fā)事件選擇狀態(tài)，管理者形成方案空間并實施最優(yōu)方案。第二階段：突發(fā)事件發(fā)展到新狀態(tài)，管理者隨之選擇新方案。……第m階段：突發(fā)事件新狀態(tài)，新方案空間。246動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)突發(fā)事件應(yīng)急管理中的動態(tài)博弈問題256動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)關(guān)于局中人

危機(jī)管理者危機(jī)事件VS面對突發(fā)事件必須迅速做出相應(yīng)應(yīng)對決策的決策者或組織既可以指某個人如搶劫犯、某個組織如犯罪集團(tuán)，也可以指某種特定的突發(fā)事件如火災(zāi)、疫情等，視具體情況而定266動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)關(guān)于策略空間危機(jī)管理者危機(jī)事件該空間中的所有方案都是根據(jù)某一特定博弈階段的資源狀況和項目內(nèi)容，按照項目管理的要求通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組織起來的最優(yōu)方案，即在一定的資源水平和工序要求下經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后能達(dá)到的工期最短、效率最高的方案方案空間狀態(tài)空間“危機(jī)事件”有n種可能的危機(jī)狀態(tài)，“危機(jī)事件”以概率pi選擇第i種危機(jī)狀態(tài)，以概率pij選擇從第i種危機(jī)狀態(tài)變異到第j種危機(jī)狀態(tài)276動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)“突發(fā)事件”與“突發(fā)事件管理者”的博弈過程示意圖286動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)多階段兩狀態(tài)動態(tài)博弈過程

第二階段的動態(tài)調(diào)整方案

“危機(jī)管理者”與“危機(jī)事件”之間的動態(tài)博弈過程296動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)保障率的概念突發(fā)事件的處理過程由若干工序構(gòu)成，每一道工序的保障率為定義整個處理過程的總保障率為：為最小的工序保障率306動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)資源供需曲線資源需求曲線資源供給曲線rt316動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)說明1分類分級確定危機(jī)狀態(tài)和危機(jī)狀態(tài)的先驗概率；2方案空間；3確定博弈周期形成預(yù)案326動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)3．應(yīng)用示例一1“非典”爆發(fā)期間新建或擴(kuò)建發(fā)熱門診方案的確定在SARS疫情爆發(fā)的初期，利用一般性傳染病的規(guī)律，根據(jù)當(dāng)時的發(fā)病人數(shù)對未來的疫情進(jìn)行了預(yù)測。首先是由于對疾病傳染性認(rèn)識的不足，對疫情的嚴(yán)重性認(rèn)識不夠，在整個“非典”爆發(fā)期間的實際發(fā)病人數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過初期預(yù)期的發(fā)病人數(shù)。336動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)預(yù)計與實際發(fā)病人數(shù)的比較圖346動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)19天內(nèi)的住院預(yù)計與實際人數(shù)比較圖356動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)重新評估前后的住院人數(shù)對比根據(jù)對疫情發(fā)展的重新評估，并重新預(yù)計了疫情發(fā)展趨勢，重新估計的未來最高在診人數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初次估計366動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)最初的網(wǎng)絡(luò)計劃圖設(shè)計結(jié)構(gòu)施工設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗收設(shè)備采購結(jié)束1111111新建發(fā)熱門診（2800張床位）376動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)最初的網(wǎng)絡(luò)計劃圖重新設(shè)計結(jié)構(gòu)施工設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗收設(shè)備采購結(jié)束1111111未來擴(kuò)建門診（1000張床位）386動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)各方案對比方案建設(shè)時間規(guī)?？偝杀究扇菁{病人比例方案一新建野戰(zhàn)醫(yī)院10天2200張病床5000萬元100%方案二擴(kuò)建發(fā)熱門診及病床5天1000張病床2000萬元78%方案三新建野戰(zhàn)醫(yī)院10天1700張病床4400萬元100%同時擴(kuò)建發(fā)熱門診5天500張病床1000萬元396動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)各方案每日新增病床情況對比圖406動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)重新調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)計劃示意圖設(shè)計結(jié)構(gòu)施工設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗收設(shè)備采購結(jié)束1111111已有發(fā)熱門診（2800張床位）416動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)重新調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)計劃示意圖重新設(shè)計結(jié)構(gòu)施工設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗收設(shè)備采購結(jié)束1111111擴(kuò)建發(fā)熱門診（500張床位）426動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)重新調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)計劃示意圖結(jié)束驗收設(shè)備調(diào)試設(shè)備安裝設(shè)備采購?fù)聊臼┕と藛T征調(diào)人員培訓(xùn)工程設(shè)計1512311新建野戰(zhàn)醫(yī)院（新增1700張床位）21436動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)2應(yīng)用示例二：預(yù)案生成案例⑴局中人“突發(fā)事件管理者”與“突發(fā)事件”⑵策略空間突發(fā)事件：假設(shè)突發(fā)事件只有兩種可能的狀態(tài)S1、S2，即突發(fā)事件的狀態(tài)空間為，其中S2代表的危機(jī)狀態(tài)要高于S1代表的危機(jī)狀態(tài)；危機(jī)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移概率為（i、j=1,2）。446動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)假設(shè)突發(fā)事件管理者在整個危機(jī)的處理過程中只需動用一種資源R，對于給定的危機(jī)狀態(tài)（S1、S2），只要在一定的時間之內(nèi)將足夠數(shù)量的資源R調(diào)運到危機(jī)處理點X處，便可以將危機(jī)完全控制?。ㄟ@也是突發(fā)事件管理者的目標(biāo)）；如果調(diào)運到危機(jī)處理點X的資源R數(shù)量不足，則只能在部分程度上控制突發(fā)事件（以保障率a表示），保障率的取值范圍為0%到100%（100%代表突發(fā)事件完全被控制）；456動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)資源R的數(shù)量與保障率a之間的關(guān)系表當(dāng)危機(jī)狀態(tài)為S1時資源數(shù)量保障率120100%8080%當(dāng)危機(jī)狀態(tài)為S2時資源數(shù)量保障率200100%12080%8040%466動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)假定現(xiàn)在有四個資源存放點A、B、C、D，它們距危機(jī)處理點的距離如下圖所示，定義r為時間半徑。476動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)資源存放量和運送成本數(shù)據(jù)表ABCD合計資源存放量803050902501運送到X的資源數(shù)量8000080成本10000102運送到X的資源數(shù)量8030100120成本1030200603運送到X的資源數(shù)量8030010120成本1030030704運送到X的資源數(shù)量80302070200成本1030401502305運送到X的資源數(shù)量80305040200成本1030801002206運送到X的資源數(shù)量8030090200成本10300200240486動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)在博弈的第一階段，突發(fā)事件管理者只有唯一的一個方案即從A點調(diào)運80單位的資源R到X點，將該方案記為I；在博弈的第二階段，假定突發(fā)事件管理者有兩大類方案可供選擇，即①從B、C、D三點調(diào)運40單位的資源到X點使X點的累計資源總量達(dá)到120單位；②從B、C、D三點調(diào)運120單位的資源到X點使X點的累計資源總量達(dá)到200單位。496動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)⑶支付函數(shù)假定突發(fā)事件管理者的支付向量為二維向量，其中第一分量表示保障率，第二分量表示成本。⑷狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率函數(shù)在博弈的第一階段，突發(fā)事件以概率Pi選擇第一種危機(jī)狀態(tài)；定義第二階段的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率函數(shù)如下：其中，表示在博弈的第一階段針對一定的危機(jī)狀態(tài)采取某種方案后預(yù)計達(dá)到的保障率；i表示轉(zhuǎn)出狀態(tài)；j表示轉(zhuǎn)入狀態(tài)。顯然，越大表示第一階段采取的方案對于突發(fā)事件的控制越得力，那么突發(fā)事件在博弈的第二階段變異為較輕微危機(jī)狀態(tài)的概率大而變異為較嚴(yán)重危機(jī)狀態(tài)的概率小，反之亦然。506動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)⑸兩階段動態(tài)博弈過程及支付情況516動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)⑹突發(fā)事件管理者的決策目標(biāo)、決策準(zhǔn)則與預(yù)案的生成526動態(tài)網(wǎng)絡(luò)博弈技術(shù)利用動態(tài)博弈模型生成的預(yù)案⑴如果突發(fā)事件發(fā)生，且觀察到其狀態(tài)為S1，則應(yīng)立即實施I方案，從A點調(diào)運80單位的資源R