纳什均衡在船舶避让中的应用

对于不同的利益主体,博弈客观存在,如果没有考虑纳什均衡,往往会得到一个并非利益最大化的结果;如果从利己目的出发,往往损人不利己。纳什均衡就是在非合作博弈中所有参与人的最优策略组合。本文介绍两个案例,并用纳什均衡分析其中原因,提出纳什均衡在船舶避让中应用的具体措施。     

Nash均衡模型的船舶主尺度多目标优选

提出以船舶运输成本和年运货量为目标函数,建立主尺度的多目标优化模型,将设计变量集合分解为各博弈方的策略集。采用非合作Nash均衡模型,求解博弈方相对其他博弈方的最佳对策,最终获得Nash均衡模型的博弈均衡解。实例分析表明,Nash均衡优选法能快速、合理地选择船舶主尺度,并通过该算例证明该方法的有效性与可行性,拓展了船型优选的设计方案。     

博弈论在航挺竞争与台作中的应用

博弈论，也称之为对策论，是研究决策者在决策主体各方相互作用情况下如何进行决策及有关这种决策的均衡问题的理论。与其他理论不同的是，博弈论强调决策主体各方策略的相互依存性，即任何一个决策主体必须在考虑其他局中人可能的决策选择基础上来确定自己的最优行动策略。博弈论的精髓在于其中的任何一个理性决策者必须考虑在其他局中人反应的基础之上来选择自己最理想的行动方案。所谓均衡即所有局中参与人的最优策略组合，各方博弈产生的结果是一个均衡结局，它可能不是局中各方及整体的利益最大化，但它是在已给定信息与知识条件下的一种必然结果，因为任何一方改变策略而导致均衡的变化都有可能使自己得到一个更差的结果。     

船舶通信网络信道均衡控制技术研究

常规通信网络信道均衡控制技术应用于船舶通信网络中,存在信道均衡偏差较大的不足,为此提出船舶通信网络信道均衡控制技术研究。引入信道均衡计算机控制算法,搭建信道均衡计算机控制平台,实现船舶通信网络信道均衡控制模型的构建,基于均衡器的选择以及信道参数的确定,实现船舶通信网络信道均衡控制技术研究。仿真试验数据表明,提出的通信网络信道均衡控制技术较常规信道均衡控制技术,信道均衡偏差降低5.24%,适用于船舶通信网络的信道均衡控制。     

港口建设中均衡规模点问题探讨——以集装箱码头为例

集装箱码头建设中,在对建设的规模问题上,目前各相关的经济主体在认识上往往差异较大。通过对各经济主体的行为分析,提出了港口扩建中"均衡规模点"的观点。然后构建指标体系,运用模糊综合评判理论,探讨港口扩建规模的"均衡规模点",实现定性与定量的结合分析。以集装箱码头为例,做了进一步的针对性讨论与应用。     

移动船舶通信网络的信道均衡技术研究

信道均衡问题是移动船舶通信网络研究中的重点课题之一,目前存在的解决方法主要有2种:基于神经网络和基于遗传算法的信道均衡技术,这2种方法经实践,信道分配效果较差,导致产生了极大的误码率,影响了数据传输质量。针对上述问题,研究一种基于蚁群算法的信道均衡技术。该技术首先需要建立一个移动船舶通信网络的信道均衡模型,然后利用蚁群算法对该模型进行求解,找出最佳的信道均衡方案。结果表明:与传统基于神经网络和基于遗传算法的信道均衡技术相比,利用本技术进行信道均衡后,误码率分别降低0.32×10–5%和0.05×10–5%。     

短波信道均衡中的线性均衡方法研究

论文讨论了短波天波信道的特性,建立了CCIR描述的恶劣短波天波信道模型,并且对该模型的特性进行了全面的仿真研究;在此基础上,仿真比较了线性均衡方法两大类算法,即最小均方算法、递归最小二乘算法对该模型的均衡效果,最后进行了性能比较.     

AUV均衡系统设计及垂直面运动控制研究

针对AUV传统均衡调节系统存在难以克服的缺陷而无法实用的问题,设计了一种新型液压均衡系统。该系统主要由油箱和安装在AUV轴线上的两个油囊组成,通过调节油箱和油囊的油量来调节AUV的姿态和浮态。同时在简化AUV垂直面运动模型的基础上,构建了深度控制、纵倾控制和浮态控制模型,并基于PID和均衡系统设计了深度控制、纵倾控制和浮态控制方法。仿真结果表明在无干扰和有干扰两种情况下,设计的均衡系统能有效控制AUV的垂直面运动;建立的AUV垂直面运动控制模型符合AUV运行特性;PID控制算法适合海流干扰下的AUV均衡控制,且具有良好的控制品质。     

我国多港口地区港口投资均衡状态分析

针对多港口地区的港口企业和港口城市两种投资主体,分别建立以利润最大化为目标和以经济发展为目标的港口投资博弈模型,分析港口城市投资行为对区域港口发展的影响。基于博弈理论证明在多港口地区,港口企业相互竞争投资港口时有唯一的纯Nash均衡解,港口城市相互竞争投资港口时Nash均衡解只存在于投资策略集合的边界上。数值分析结果表明:港口城市的港口投资规模远高于港口企业以利润为导向的投资规模,若港口城市的平均投资回报率上升,其投资港口的意愿降低,平均投资回报率下降会促使港口城市由不投资港口变为积极投资港口。     

船用电池系统主动均衡控制研究

描述船用电池系统的特点,详细分析船用磷酸铁锂电池的Shepherd模型、双向反激直流变换器原理和基于LTC3300-1的主动均衡电路.通过实测和仿真,验证该电池模型的正确性;通过设计和仿真,验证该主动均衡电路的可行性.从系统建模的角度出发,分析纯电池动力船舶和混合动力船舶电池系统的主动均衡控制变量和控制策略,并通过Matlab/Simulink平台仿真验证理论分析的正确性.     

Ship cabin layout design using game theory

Game theory is a mathematical tool developed to understand competitive situations in which rational decision-makers interact to achieve their objectives. Game theory techniques have recently been applied to various engineering design problems in which the action of one component impacts that of any other component. In this article we first provide an overview of different game theory formulations, and then we present a survey on the approaches to ship cabin layout design, outlining several open research issues. To this end, we propose an effective method to facilitate the multidisciplinary decision-making process involved. A non-cooperative game is formulated, and the solution of this game is determined by the Nash equilibrium for the amount of equipment and furniture needed for the respective location and to achieve as high performance as possible in a cabin. The research was supported by the China Postdoctoral Science Foundation (20060390305).     

Which terminals should expand investment: a perspective of internal non-cooperative competition in a port?

ABSTRACT

With the increasing container cargo throughput and the arising of port congestion, container ports start to choose the investment expansion strategy to increase the port efficiency and then to figure out the problem of port congestion. To analyze this strategy, we formulate a non-cooperative game model for a two-terminals-one-port system, and derive the optimal equilibrium outcomes of the investment expansion strategy and investment constant strategy. In the game, we find that when the investment parameter of expansion strategy and impact of handling efficiency on demand changes, both pure-strategy Nash equilibrium and mixed-strategy Nash equilibrium exist, and two terminals are more likely to choose the investment expansion strategy in most cases. Numerical simulation is applied to explore the equilibrium strategy under different circumstance.     

超能力运行下港区内集装箱码头的博弈*

以上海外高桥港区集装箱码头为背景,构建超能力运行下同一港区内不同集装箱码头之间的博弈模型,通过逆向归纳法分析求解均衡收费和联盟利润,研究发现:与竞争博弈相比,集装箱码头联盟方都能收取相同并且较高的码头费用,其中部分联盟时联盟方的市场份额均为下降,而非联盟方的均衡收费、市场份额和利润均呈增加趋势。与完全联盟相比,部分联盟时联盟方收取的码头费用、市场份额和联盟利润皆为下降;非联盟方的均衡收费和利润也大幅降低,但市场份额却大幅增加,即同一港区集装箱码头博弈中真正的赢家是非联盟集装箱码头。     

A game-theoretical approach for modeling competitions in a maritime supply chain

ABSTRACT

To accommodate the structural changes in logistics, competitions along a maritime supply chain are more intensive than before. This paper adopts a two-stage noncooperative game-theoretical approach to model the horizontal and vertical interactions among liners and ports. In the first stage, Bertrand game is applied to model the interactions between two liners. When the shipping line decides which port to call, a multinomial Logit model is applied. In the second stage, Bertrand game is applied to model the competitions between two ports. Nash equilibrium is derived by solving the Bertrand games. A numerical example is provided as a case study.     

Market efficiency within dry bulk markets in the short run: a multi-agent system dynamics Nash equilibrium

In this paper, we assess the Efficient Market Hypothesis (EMH) in relation to dry bulk shipping in the short run. The aim is to explain why freight rates in the different ship segments are highly correlated. By building a system dynamics model, which is well-suited to modelling complex and stochastic processes with limited data availability, we attempt to track the arbitrage process in which the different ship types (Handy, Panamax and Capesize) literally seek to transport each others’ cargoes (substitution) when this is beneficial. Also, within one ship segment, we govern the arbitrage opportunities arising from regional differences in freight rates. Although the EMH is ever more contested in the maritime literature, holistic and analytical proof is provided that efficiency is maintained through the intrinsic arbitrage free and evolutionary behaviour in the system towards the Nash equilibrium.     

考虑累积塑性的船体裂纹板变幅低周疲劳裂纹扩展行为研究

船舶结构的扩展断裂失效往往是低周疲劳破坏和累积递增塑性耦合作用的结果,疲劳裂纹的扩展就是裂纹尖端前缘材料刚度不断降低、延展性不断耗失而逐渐分离的过程。基于弹塑性断裂力学理论,文章在作者对常幅载荷下提出的考虑累积塑性损伤的低周疲劳裂纹扩展速率预测模型的基础上对具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的扩展行为进行了研究。通过低周疲劳裂纹扩展试验进一步验证了该预测模型能合理评估具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的低周疲劳裂纹扩展行为。     

市场随机波动下干散货和原油船投资决策研究

运用实物期权博弈理论,建立了航运市场随机波动情况下干散货和原油船舶的投资决策模型,得出了承运人之间同质竞争和差异化竞争时船舶的最优投资准则.理论研究和实证分析均表明:承运人的收益和投资船舶的边际收益随航运市场规模和风险的增加而增加;最优的船舶投资量与航运市场的规模和风险正相关;随着航运市场竞争的加剧,承运人的收益和最优的船舶投资量呈下降趋势;随着承运人之间服务差异化程度的增加,承运人的收益和最优的船舶投资量呈上升趋势.     

国际运输船舶移籍博弈

由于船籍政策涉及的主体在目标和利益上的不一致性及行为的相互作用和影响,使得船籍政策分析具有显著的博弈特性。建立了两阶段动态博弈模型来分析母国政府和船东之间在船舶移籍问题上的互动关系。     

船舶主尺度方案的博弈优选

优化选择的船舶主尺度方案需要具有较好的经济性、技术性能,而博弈论是研究解决、优化决策选择的科学,根据船舶主尺度方案优选问题与经济学中博弈问题之间的相似性,从博弈的观点确定了船舶设计中的博弈方及其对应的策略空间,即各设计目标视为博弈问题博弈方;设计变量集合视为所有博弈方的战略集组合,从而提出了船舶主尺度方案优选设计问题的博弈方法。通过实例应用表明,合作博弈论方法能更好地综合反映设计目标的要求,优选结果更加合理。     

舰船摇摆下舰载火箭弹初始扰动可能域研究

舰船摇摆产生的过载将对舰载火箭弹的初始扰动产生影响。初始扰动是影响舰载火箭弹密集度水平的主要因素,但却无法由现有的试验水平测得。本文采用有限幅值随机激励仿真的方法,同时考虑舰船的横摇和纵摇运动,得到了不同安装位置下舰船摇摆引起的初始扰动可能域。仿真结果表明,横摇对初始扰动的影响大于纵摇对初始扰动的影响,但二者引起的初始扰动量级相同,因此对安装位置不在舰船横轴或纵轴上的舰载火箭弹的初始扰动进行计算时必须考虑舰船的纵摇运动。