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具有惩罚策略的公共物品博弈与合作演化

系统工程理论与实践 2019年第1期39卷 141-149页

作者：全吉储育青王先甲武汉理工大学管理学院武汉430070 武汉理工大学理学院武汉430070 武汉大学经济与管理学院武汉430072

采用演化博弈方法,研究具有代价的第二方惩罚机制对于公共物品博弈均衡选择及群体合作行为的影响.将群体策略选择过程描述成一个多维马氏过程,通过极限分布分析系统演化稳定状态.分别考虑只对背叛策略进行惩罚的一阶惩罚机制和同时对背... 详细信息

采用演化博弈方法,研究具有代价的第二方惩罚机制对于公共物品博弈均衡选择及群体合作行为的影响.将群体策略选择过程描述成一个多维马氏过程,通过极限分布分析系统演化稳定状态.分别考虑只对背叛策略进行惩罚的一阶惩罚机制和同时对背叛及不惩罚背叛的合作(二阶背叛)都进行惩罚的二阶惩罚机制.研究发现,与一阶惩罚相比,二阶惩罚机制可以在更大参数范围内促进群体合作的产生,系统存在选择不同均衡结果的惩罚参数临界值.并将结果与复制动态模型进行了对比.

关键词：公共物品博弈合作演化第二方惩罚演化博弈

可变投资金额机制对自愿参与公共物品博弈的影响研究

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系统工程理论与实践 2022年第1期42卷 155-171页

作者：王帅许照锦张连众北京大学经济学院北京100871 天津理工大学理学院天津300384 南开大学物理学院天津300071

公共物品对社会发展有重要的保障作用,其私人自愿供给一直是学术界热议的话题之一.基于现实中公共物品投资金额存在个体异质性且可以动态调整的考虑,在传统固定投资自愿参与公共物品博弈中引入了可变投资金额机制,此时个人不仅可以选择... 详细信息

公共物品对社会发展有重要的保障作用,其私人自愿供给一直是学术界热议的话题之一.基于现实中公共物品投资金额存在个体异质性且可以动态调整的考虑,在传统固定投资自愿参与公共物品博弈中引入了可变投资金额机制,此时个人不仅可以选择是否提供公共物品,还可以决定提供多少公共物品,这种更符合实际的模型设定使博弈结果对现实问题有更强的解释力.结果表明:可变投资金额机制对社会合作水平的提高存在"双刃剑效应",主要体现在只有收益率适中的情况下,可变投资公共物品博弈均衡时的合作者比例才会比固定投资的更高.尽管如此,可变投资金额机制仍能在大多数情况下提高社会平均收益和公共物品供给总量,在一定程度上缓解了"公地悲剧".研究发现,增加投资金额上限会使合作者比例先小幅提高然后降低,同时,孤独者收益的增加对社会合作水平有倒U型影响,这主要与三种策略的收益之差变化有关系.此外,在混合策略调整过程中对上一轮收益适当的反应强度有助于社会合作的出现和合作水平的提高.本研究为现实中公共物品私人自愿供给问题提供了新的视角和理论依据.

关键词：公共物品博弈可变投资金额自愿参与演化博弈

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投入差异化对复杂网络公共物品博弈的影响

四川大学学报（工程科学版） 2013年第5期45卷 88-93页

作者：张驰高晓玲胡俊李辉四川大学计算机学院四川成都610065 成都师范学院计算机系四川成都611130

近年来,空间公共物品博弈的相关研究都以参与者投入均质化作为前提,但这一假设具有很大的局限性。针对投入差异性对复杂网络上公共物品演化博弈过程的作用,提出了一种新的基于投入差异性的复杂网络公共物品模型。该模型以BA无标度网络... 详细信息

近年来,空间公共物品博弈的相关研究都以参与者投入均质化作为前提,但这一假设具有很大的局限性。针对投入差异性对复杂网络上公共物品演化博弈过程的作用,提出了一种新的基于投入差异性的复杂网络公共物品模型。该模型以BA无标度网络为博弈空间,参与者根据其社会差异度更新策略,每轮博弈结束时,参与者都计算自己在各个博弈邻域的收益以及总收益,并以此确定下一周期在各个博弈邻域的投入。同时,考察这一机制下,合作密度与增益因子、社会差异度的关系。通过仿真分析发现,这种投入差异化机制可以快速地促成种群合作到达稳态,并且在较高的增益因子情况下提升合作水平,降低合作水平对网络结构差异性的敏感度。

关键词：复杂网络演化博弈公共物品博弈合作涌现

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噪声强度对空间公共物品博弈的影响

复杂系统与复杂性科学 2015年第3期12卷 33-37页

作者：牛亚兰赵明广西师范大学物理科学与技术学院桂林541004 柳州师范高等专科学校图书馆广西来宾546100

分析了噪声强度对空间公共物品博弈行为的影响,仿真结果表明:噪声对合作行为的涌现起到了抑制作用,并且增益系数越小抑制作用越明显。另外一个有趣的发现是:在噪声比较小的情况下合作频率的曲线随增益系数的变化出现阶梯现象,并且噪声... 详细信息

分析了噪声强度对空间公共物品博弈行为的影响,仿真结果表明:噪声对合作行为的涌现起到了抑制作用,并且增益系数越小抑制作用越明显。另外一个有趣的发现是:在噪声比较小的情况下合作频率的曲线随增益系数的变化出现阶梯现象,并且噪声强度越小阶梯现象越明显;当噪声强度很小时,曲线会分成几段,并且每一段对应于一种独特的空间斑图。最后,对合作频率曲线出现分段现象的原因进行了探索,所得到的理论分析结果对这一现象做出了详尽的解释。

关键词：公共物品博弈噪声强度临界增益系数合作团簇

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基于公共物品博弈的无人机集群弹药分配方法

控制与决策 2022年第10期37卷 2696-2704页

作者：刘学达何明禹明刚陈国友张伟士陆军工程大学指挥控制工程学院南京210007 陆军工程大学通信工程学院南京210007

自主协同是无人机集群作战效能发挥的关键,针对无人机集群自主协同中的弹药分配问题,提出一种基于公共品演化博弈模型的弹药分配方法.首先提炼无人机集群弹药分配的自主性需求,结合多主体间资源分配的对立统一关系,建立面向无人机集群... 详细信息

自主协同是无人机集群作战效能发挥的关键,针对无人机集群自主协同中的弹药分配问题,提出一种基于公共品演化博弈模型的弹药分配方法.首先提炼无人机集群弹药分配的自主性需求,结合多主体间资源分配的对立统一关系,建立面向无人机集群弹药分配的公共物品博弈模型;在此基础上,理论推导出模型的合作策略占优条件;然后,通过仿真实验,研究各参数对集群自主协同及弹药分配效能的影响;最后,依据理论推导及仿真结果,给出无人机群弹药分配的合理化建议.

关键词：无人机集群自主协同资源分配弹药分配公共物品博弈愿景驱动

基于合作竞争公共物品博弈的无人机集群动态资源分配

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中国科学：信息科学 2022年第9期52卷 1598-1609页

作者：王浩淼段海滨魏晨北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术重点实验室仿生自主飞行系统研究组北京100191 鹏城实验室深圳518000

无人机集群动态资源分配是其任务规划的挑战性关键技术难题.本文提出了一种基于合作竞争机制的动态资源分配方法,将无人机集群与网络进化博弈模型进行对应,建立了基于无人机拓扑网络的博弈模型,通过设计针对特殊个体的调控规则,达到提... 详细信息

无人机集群动态资源分配是其任务规划的挑战性关键技术难题.本文提出了一种基于合作竞争机制的动态资源分配方法,将无人机集群与网络进化博弈模型进行对应,建立了基于无人机拓扑网络的博弈模型,通过设计针对特殊个体的调控规则,达到提升系统平均收益的目的.最后,通过无人机博弈模型的仿真实验,根据网络结构、模型参数,以及不同激发机制下系统的稳态结果,验证了本文所提无人机动态资源分配方法的可行性和有效性.

关键词：无人机集群公共物品博弈动态资源分配合作机制竞争机制

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公共物品博弈中集体贡献目标对合作水平的影响

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公共物品博弈中集体贡献目标对合作水平的影响

作者：陈鸿窈浙江理工大学

学位级别：硕士

目的:为了更好地提供公共产品,根据项目需求制定长期集体目标是生活中常见的措施。然而,设定长期集体目标是否有利于提高并维持合作目前尚不明确。因此,本研究旨在探究设定集体目标以及目标的难度对公共物品博弈中的合作的影响,并进一... 详细信息

目的:为了更好地提供公共产品,根据项目需求制定长期集体目标是生活中常见的措施。然而,设定长期集体目标是否有利于提高并维持合作目前尚不明确。因此,本研究旨在探究设定集体目标以及目标的难度对公共物品博弈中的合作的影响,并进一步考察设定中期目标或惩罚对总目标的达成和维持合作的影响。方法:本研究共包含三个实验,采用带有集体贡献目标的公共物品博弈范式进行研究。实验1考察仅有集体贡献目标的作用,共有120名在校大学生参加实验1。参与者被随机分配到基线组(无目标,40人)、中等贡献目标组(40人)、高贡献目标组(40人)。通过比较3组参与者在重复性公共物品博弈中的贡献行为考察集体贡献目标对合作水平的影响。实验2和实验3在实验1的基础上,分别探究了中期目标和集中惩罚下,总目标的达成情况和合作水平的变化情况。实验2共有40名在校大学生参加设定中期目标条件下的公共物品博弈。实验3共有40名在校大学生参加设定集中惩罚条件下的公共物品博弈。结果:实验1发现,(1)不论是设置贡献50%的目标,还是设置贡献75%的目标,都可以提高贡献水平。(2)与50%目标条件相比,75%目标条件下的贡献水平更高,但目标达成率较低。(3)目标承诺能够调节目标难度和合作水平之间的关系。实验2发现,(4)增加中期目标既不能提升总目标达成率,也不能提高合作水平。(5)相比于中期目标成功达成,中期目标失败会导致贡献变得更低。实验3发现,(6)增加集中惩罚能提升总目标达成率,但不能提高合作水平。惩罚组前期提高了贡献,但后期快接近目标时会降低贡献。(7)在博弈前期,目标承诺在惩罚和合作水平间起完全中介作用。结论:在集体利益与个人利益有冲突的情况下,(1)设定明确的集体目标比没有目标更能促进人们合作。(2)在一定范围内,难度较高的目标更能促进人们的合作。(3)目标承诺既是不同难度目标产生不同效果的关键,也是同一难度目标下能否成功的关键。(4)仅仅设定中期目标对提升合作没有帮助,甚至中期目标未达成还会使合作进一步恶化。(5)设置集中惩罚可以提升目标达成率,在前期也可以提升合作水平,目标承诺在前期起到中介作用。但是相比于持久的合作,人们更在意目标是否已经达成,因此后期合作仍然会下降。

关键词：公共物品博弈集体目标目标承诺中期目标集中惩罚

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公共物品博弈模型中偏好机制的研究

公共物品博弈模型中偏好机制的研究

作者：张英超天津理工大学

学位级别：硕士

人类社会历史长河的发展过程中,博弈是一种普遍存在的现象,如何让处于群体博弈中的所有个体达成合作共识一直是学术界的难题。演化博弈论为解决这一难题提供了强有力的框架,从而使关于社会困境的演化博弈论模型也得到了广泛地研究,大量... 详细信息

人类社会历史长河的发展过程中,博弈是一种普遍存在的现象,如何让处于群体博弈中的所有个体达成合作共识一直是学术界的难题。演化博弈论为解决这一难题提供了强有力的框架,从而使关于社会困境的演化博弈论模型也得到了广泛地研究,大量的工作利用囚徒困境博弈、雪堆博弈和公共物品博弈等模型研究社会冲突和公共资源管理问题。目前,现实世界中的复杂系统都是使用复杂网络进行抽象描述,典型的有社交网络、生物网络、万维网等。使用复杂网络方法对复杂系统博弈进行建模与分析,为理解现实世界中普遍存在的合作行为提供了一个全新的视角。众所周知,无论是在自然界、生物界,还是在人类社会中,系统中的个体不只处在一个网络,而是可能参与着多个不同的网络,从而使得每一系统不是孤立存在,而是有着不同程度的依赖关系或耦合关系。因此,对双层耦合网络上的动力学行为进行分析研究更加符合现实系统,也更有助于丰富人类对大型复杂系统结构演化的客观认识。将演化博弈模型应用于双层耦合网络,对深入理解社会困境提供更有意义的理论指导。论文基于传统的公共物品博弈模型,提出两个考虑偏好机制策略的新的公共物品博弈模型,即分别在不同结构化网络下研究偏好机制策略对群体合作演化的影响。论文主要研究内容和创新性研究成果包括以下两个方面:1)提出一种考虑偏好机制的公共物品博弈模型,深入研究该机制对群体合作演化的影响。该模型基于传统的公共物品博弈模型,提出一种新的偏好机制策略。偏好机制策略中,群体的每一个体都会以更高的概率模仿更成功的邻居个体,而不是随机地模仿邻居个体。每一个体的策略状态根据个体自身的收益并按照Fermi规则进行异步更新。大量的模拟仿真实验表明,在空间公共物品博弈中采用偏好机制策略可以大幅度提高群体的合作水平。2)在双层网络中,研究考虑偏好机制策略的公共物品博弈对群体合作演化的影响。为了使得偏好机制更加符合现实中存在的复杂网络系统,博弈模型中继续研究偏好机制对群体合作所起的作用,但是网络的结构化模型不再是单层网络,而是相依的双层耦合网络。偏好机制策略中,群体中每一个体的策略状态依然是按照Fermi规则进行异步更新,但是并不是采用单纯的自身收益,而是采用个体效用,即由双层耦合网络中相应个体的收益之和组成。大量的仿真结果证明,将偏好机制和双层耦合网络结合,丰富了群体合作的演化,能够更明显地促进群体合作。

关键词：复杂网络偏好机制公共物品博弈空间网络双层网络

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基于公共物品博弈框架的排斥行为范式开发

心理与行为研究 2023年第3期21卷 320-327页

作者：黄骏青李楷政张姝玥广西师范大学教育学部桂林541006 广西师范大学认知神经科学与应用心理广西高校重点实验室桂林541006

已有的排斥者研究范式通常存在诱发效率不高的缺点。本研究结合公共物品博弈框架(PGG),开发了一个能够高效地引发排斥行为的实验范式,并用两个实验对该范式的有效性进行了检验。结果发现,被试对损害团体利益的成员均表现出高度的排斥行... 详细信息

已有的排斥者研究范式通常存在诱发效率不高的缺点。本研究结合公共物品博弈框架(PGG),开发了一个能够高效地引发排斥行为的实验范式,并用两个实验对该范式的有效性进行了检验。结果发现,被试对损害团体利益的成员均表现出高度的排斥行为:实验1中实验组被试的排斥诱发率显著高于对照组;实验2增加匿名/公开情境,发现实验组中,匿名条件下被试的排斥行为显著多于公开条件。结果表明,该范式能够稳定有效地诱发排斥行为,是排斥者研究的新方法。

关键词：社会排斥排斥动机公共物品博弈排斥者