基于Nash均衡的交通流平衡条件研究

交通流平衡条件主要有用户最优平衡和系统最优平衡两种表达方式,单纯研究一种最优平衡条件下的交通配流问题无法解决整体的路网优化问题。本文基于Nash均衡的博弈论思想,将用户最优与系统最优建立数学上的联系,然后经过理论推导,论证等价转换的正确性,最后构建一个简单路网,对理论分析进行验证,得到在实现用户最优的同时,达到系统的最优,并表明这种基于NASH均衡的交通流平衡条件研究提高了路网的实际通行能力,同时也节约了出行者的出行时间。     

整合公路运输服务下竞争性港口定价博弈模型

为研究港口差异化服务对网络中竞争企业带来的影响,构建了基于MNL模型与博弈理论的整合公路运输服务下的港口定价双层规划博弈模型,通过改进的均衡求解数值算法求解Nash均衡.通过算例研究,分析了整合公路运输服务前后的市场变化、最优定价策略与服务路径选择策略,以及用户选择偏好系数对于均衡价格的影响.分析结果表明：整合公路运输服务能有效提升企业策略的自由度及利润水平;纯价格决策对市场竞争力提升有限,在竞争中处于被动方;在本例中,用户对于价格因素越敏感,企业的价格策略越能获得成效;但价格策略空间有限,企业无法完全通过纯价格策略获得市场主导地位,通过开拓新服务,企业能够在竞争中获得优势,取得更高的利润.     

基于负载均衡的OFDMA双跳中继网络资源分配策略

为适应蜂窝小区内不同的用户分布,针对基于正交频分多址接入技术的双跳中继网络,提出了一种基于负载均衡的资源分配策略.考虑难以得到联合分配的最优解,在降低计算复杂度的前提下,采用分步式次优化分配.采用比例公平算法对子载波进行分配,并用数学建模的方法解决功率分配问题;根据凸规划和注水算法确定功率分配最优解需满足的条件,在逼近最优解的目标下,求得基站和中继站的发射功率.仿真分析结果表明,与传统的静态资源分配策略相比,提出的基于负载均衡的资源分配策略可以适应不同的用户分布和信道条件,系统吞吐率提高7.8%以上.      

考虑多类型通勤者的高占有率车道均衡分析

高占有率车道是鼓励拼车出行，达到缓解交通拥堵，提高交通效率的重要交通管理方案. 本文建立一个基于高占有率车道的交通系统，加入多类型拼车组织时间通勤者和轨道交通通勤方式的影响. 给出系统用户均衡和系统最优对应的数学规划模型，并证明两种状态的存在性. 设计数值算例，进行用户均衡与系统最优比较. 结果显示，交通管理部门可以通过制定管理方案，显著降低低拼车组织时间通勤者的通勤成本. 此外，对高占有率车道长度的分析发现，高占有率车道长度越长，管理方案的效果越明显.     

有限理性用户风险态度对系统效率的影响

为研究有限理性用户风险态度对随机退化路网均衡和系统效率的影响,构建了考虑路网能力退化的连续风险态度双参考点用户均衡(CPV_UE)模型和系统效率分析模型,证明了解的存在性,并设计了嵌套求解算法.模型从外部客观随机性(随机能力退化路网)和个体主观随机性(双参考点累积前景出行效用)两方面对交通网络均衡状态进行定义、划分与分析. 最后以Nguyen & Dupuis路网为例,分析了连续风险态度对网络均衡和系统效率的影响.研究验证了保守用户在网络均衡时感受到的价值更低的特点,也发现保守用户群体在均衡时流量分布更分散.同时发现,虽然CPV_UE比系统最优均衡行程时间期望大,但其标准差较小,行程时间可靠性更高.     

基于OFDM的DF中继链路能效最优资源分配策略

针对DF模式的OFDM中继链路,将能效最大化资源分配问题转化为在用户最小速率需求和系统总发射功率受约束条的件下,子载波配对和功率分配的联合优化问题,提出一种低复杂度联合最优资源分配策略,并证明速率和功率约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性.仿真结果表明,与固定子载波配对策略相比,当中继节点位于源和目的节点连线中点位置,Rmin=1.5 Mbit/s时,排序子载波配对策略的链路可达速率和系统能效分别提高了2.3%和3.1%;与传统的等功率分配、速率最大化和功率最小化注水算法相比,本文方案能够在保证用户最小速率需求和系统功率约束的同时,自适应分配资源以实现系统能效最优.      

ATIS 作用下弹性需求混合交通均衡的效率损失

在ATIS 用户和利己用户组成的交通网络中，利己用户遵循用户均衡原则选择出行路径，其目的是最小化自身出行成本；先进出行者信息系统(ATIS)用户遵循系统最优原则选择出行路径，其目的是最小化系统总出行成本. 本文基于ATIS 用户和利己用户路径选择原则的异质性，对弹性需求下该类混合交通均衡分配的效率损失进行探讨. 构建弹性需求下该类混合交通均衡分配的变分不等式模型，界定其效率损失上界. 结果表明，效率损失上界与用户均衡时社会总收益与社会总剩余之比相关，还与用户均衡时路段上ATIS 用户的流量与总流量之比有关.     

城市交通网络中社会成本的优化上界

在固定需求的交通网络中,均衡状态下的网络流量可能不是社会最优的,为了进一步明确用户均衡与系统最优之间的关系,通过引入一个与均衡流量社会成本相关的量值,得到城市交通网络社会成本优化上界的计算公式。结果表明:均衡交通网络流量模式的社会成本最高为社会最优流量模式的两倍,也就是说通过有效的控制策略最多可以节约网络社会成本的一半。     

基于出行成本分析的公交系统乘车均衡模型与制度安排

公交优先是缓解城市拥堵的重要方法.按照Wardrop 用户均衡原则,通过考虑乘客候车时间成本、乘车时间成本、换乘时间成本和车内拥挤成本,对包含两条线路（一条为一票直达线路,一条为支线干线线路）的公交系统建立出行选择均衡模型,并基于乘客个人出行成本的分析,得到了固定需求下用户均衡时两条线路选择人数和系统最优时两线路的最优发车频率.还在弹性需求情形下比较了系统最优和公交公司垄断情形两种不同政策所导致的均衡出行人数、公交票价、发车频率、公司利润和社会净收益等指标.算例结果验证了理论分析,得到了与传统经济学理论研究一致的结果,为相关管理政策的制定提供了理论科学依据.     

公交车与地铁配套的均衡发展

文章主要针对公交如何与地铁配套均衡发展问题进行讨论.首先对地铁的发展进行分析,给出地面公交的配套发展方案,建立公交和地铁出行的用户均衡模型,然后阐述居民出行方式选择与公交配套发展方案选择之间博弈的Nash均衡,给出以Nash均衡为目标的公交与地铁配套双赢均衡发展方案.     

利益博弈下的城市出租车管理费测算

为科学测算城市出租车管理费,解决现有测算方法难以体现各方利益均衡的 难题,运用博弈理论,解析出租车公司与司机的动态博弈过程,明确各博弈路径的收益函 数和各主体的博弈均衡条件,通过求解最优子博弈纳什均衡,给出管理费合理范围的测 算方法,并以西安市为例进行实证检验,为城市出租车管理费测算提供基础性决策依据. 研究表明,出租车运营各主体收益最大得以实现的条件是对方是否能以更大概率选择对 自身有利的策略,从利益博弈视角测算管理费能实现双方收益均衡,缓解利益冲突.西安 市的合理范围为4 022–5 840 元/（月·车）,即现实中有72%的出租车利益冲突激烈,这与 实际相符,说明该方法可信.     

基于稳定匹配的路径选择行为研究

为了证明是否能用双边匹配理论研究出行者路径选择行为,构建了以出行者和路径为主体的二部图,从图论的角度证明了所构建二部图的稳定匹配是路径选择的最终结果,且稳定匹配存在纳什均衡,可以用来分析出行选择行为. 在综合考虑出行者阻抗和路径影响的基础上,建立了不考虑流量和通行能力影响与考虑流量和通行能力影响的两类多目标优化模型,使用线性加权法转化为指派模型,利用匈牙利算法进行求解. 结合数值算例说明所建模型的正确性和合理性. 算例结果表明,两类模型的路径选择结果均满足用户均衡原理,可以在此方法的基础上建立对应的交通分配模型.     

基于稳定匹配的路径选择行为研究

为了证明是否能用双边匹配理论研究出行者路径选择行为,构建了以出行者和路径为主体的二部图,从图论的角度证明了所构建二部图的稳定匹配是路径选择的最终结果,且稳定匹配存在纳什均衡,可以用来分析出行选择行为. 在综合考虑出行者阻抗和路径影响的基础上,建立了不考虑流量和通行能力影响与考虑流量和通行能力影响的两类多目标优化模型,使用线性加权法转化为指派模型,利用匈牙利算法进行求解. 结合数值算例说明所建模型的正确性和合理性. 算例结果表明,两类模型的路径选择结果均满足用户均衡原理,可以在此方法的基础上建立对应的交通分配模型.     

基于超模博弈的定价与舱位控制联合决策研究

在航空运输市场中,多家航空公司共同经营的航线上,各家航空公司对折扣机 票的定价及订座限制不但会影响自身的收益,而且会对其他航空公司收益造成影响.将竞 争因素考虑在内,主要研究相同航线竞争下航空公司之间的折扣票定价与舱位控制（预 订阈值）联合决策问题.在合理假设的基础上,引入超模博弈理论对相关问题进行深入分 析,证明航空公司之间的竞争一定存在纯策略纳什均衡.分析了均衡结果的一些特点,给 出了存在唯一纳什均衡点的一个充分条件.最后分析了竞争程度改变后对均衡行为的影 响,并通过算例对相关结论进行了验证.     

不完全信息下道路客运市场质量招投标的监督博弈

笔者在文中使用博弈论的方法分析了道路客运市场质量招投标中关于中标企业在不完全信息下的静态博弈监督机制,得到了混同的、分离的和准分离的贝叶斯均衡策略.然后建立了完全但不完美信息动态博弈模型和包括投标策略的两阶段不完全信息动态博弈模型,前者只有分离均衡.但在不完全信息下,当低效率运输企业的概率较低且它在中标时只要偷懒能获得足够大的利润,就有混同均衡,即低效率企业能冒充高效率企业在运输线路质量招投标中投出超过自身运营能力的高质量运输服务,然后执行低质量以获得其投机收益.     

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对于快递企业而言,快递过程总是与快捷运输工具的使用紧密联系的。因此,获取相适应的运力资源是其生存发展的基础。现实中,没有一家快递企业可以做到运力资源的完全内部化。这也就表明,快递企业与掌握各种运力资源的专业运输企业之间的合作似乎是必须的。社会经济系统中,存在大量的不确定性,且决策主体是有限理性的。快递企业与专业运输企业之间相互交往的规则或制度安排不是唯一的。本文试图用演化博弈模型来分析快递企业和专业运输企业的交互演进的过程中,通过对众多的参与者（多家快递企业和多家专业运输企业）的战略选择和调整的过程的动态分析,指出快递企业——专业运输企业动态合作过程的存在两个局部均衡点,也就是说,快递企业和专业运输企业合作模式的博弈有两个演进方向,既可以采取股权合作策略,也可以采取契约合作策略,这两种策略都是演化稳定策略。     

人因海事事故深层致因的博弈分析

针对我国人为失误致因的海事事故数量庞大、损失严重的现状,应用博弈论构建由政府、航运企业、船员3方行为主体组成的博弈模型,通过对模型的纯策略和混合策略纳什均衡进行求解和详细分析,探讨人因海事事故的深层致因,即相关政府部门对船员利益重视程度不够.最后给出了减少人因海事事故、提高海运安全的对策建议.     

Game theory analysis of quality control in two-echelon supply chain

Game theories were used to study the problem of quality control in the two-echelon supply chain which has one manufacturer and one supplier in this paper. Firstly, a stackelberg game was introduced into the quality control of a two-echelon supply chain. In this general non-cooperative quality control game situation, the manufacturer acts as the leader, the optimal action policies were obtained for the manufacturer and the supplier. Then, a Nash bargaining model was used to analyze optimal action selection in the cooperative quality control game situation and to determine the profit segment between two supply chain members after collaboration. By comparison of two game equilibrium results above, it was found that the cooperative quality control game structure is superior to the general non-cooperative quality control game structure during the process of quality management in the two-echelon supply chain. Finally, a numerical example is given to illustrate the conclusion of this paper.     

地铁车辆设备运用与维护的博弈协作研究

在地铁车辆的维护决策过程中,公司各部门之间会存在隐形的利益竞争,为探 讨这种隐形竞争对车辆设备预防性维护计划的影响.结合地铁车辆设备的动态衰退规律, 采用非完美维护策略,建立了设备阶段性衰退的故障率函数模型.基于动态博弈理论,以 运营部门与维护部门为博弈参与者,分别建立了运营优先和维护优先的Stackelberg 博弈 模型,并通过逆向归纳法求得博弈模型的纳什均衡解.结果表明：博弈方法在车辆设备维 护决策中是可行且有效的,而且具有优先权的一方在维护决策中更有优势.与传统的优化 方法比较,博弈方法的动态性和灵活性强,适应性更好,可为决策管理层提供重要的决策 支持.