交通网络下带有生产与运输的多厂商随机非合作博弈问题

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非合作博弈问题是二十世纪提出的重大研究内容之一,同时也是博弈理论的核心内容,具有非常广泛的应用范围,例如经济学、金融学、社会科学、心理学、计算科学等。但现实问题掺杂着许多不确定性因素,如天气状况,交通路况,顾客需求等,研究学者视其为随机环境,确定性非合作博弈问题已不能如实描述和解决这类问题,从而变得不再适用。在这种情况下,随机非合作博弈问题在非合作博弈理论的基础之上考虑了随机因素,帮助决策者更好地抵抗未来不确定性带来的风险,从而做出合适的决策。随机非合作博弈问题可在此基础上拓展为两阶段甚至是多阶段问题,有许多地方值得我们进行深入研究。同时,市场环境的不确定性会为决策者带来一定程度的风险,不同类型的决策者对风险的承受能力是不同的,由此需要对风险进行控制。本文从以下两个方面研究两阶段随机非合作博弈问题。(1)参与者为风险中立型的两阶段随机非合作博弈问题研究这一部分内容,我们考虑一类多个市场中带有生产与运输的多厂商随机非合作博弈问题,其中假设参与者为风险中立型。首先,我们根据博弈问题的描述建立关于竞争者的最优化问题,研究这类博弈问题的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件,将这类两阶段随机非合作博弈问题转化为两阶段随机变分不等式进行研究,同时给出该问题均衡解的存在性分析,然后利用Progressive hedging method(PHM)求解两阶段随机变分不等式,最后对求解结果进行解读分析。(2)参与者为风险规避型的两阶段随机非合作博弈问题研究第二部分内容,我们研究同样一类多个市场中带有生产与运输的多厂商随机非合作博弈问题,其中假设参与者为风险规避型,即在模型构建时利用风险测度衡量风险。首先,根据问题描述构建模型,考虑使用风险测度CVaR(Conditional Value at Risk,简称CVaR)来控制风险,然后将其转化为两阶段随机变分不等式。加入风险测度CVaR会使得原本优化问题的目标函数变得不再光滑,给直接求解带来一定困难,我们利用光滑化函数去近似原问题,将其进行光滑化后再利用PHM求解该光滑问题,得到均衡解。最后,将两部分得到的均衡解作对比,分析决策者的风险态度对最终决策的影响。
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