基于行为的复杂管理系统及其动态博弈分析

In the current economic globalization and network background, challenging competition and cooperative behavior exist not only in government-led complex economic management system consisting of many participants but also international organization or complex economic system constituted of countries. As competition and cooperation interlock and change together dynamically, main body with network and big information data is a significant feature of complex economic management system..Using the tools of dynamic and differential game, this project aims to set up a model for the case of fixed coalition or network structure, in which the behavior pattern can change stochastically, as a result of the participants’ actions over time, or be given in the game process. In the light of the investigative problems, the project will focus on developing dynamic stable(time-consistent) cooperative optimality principles, existence conditions and explicit formula, finding Nash equilibrium which is the result of cooperation and ensuring the strategic stability of the cooperative solution. When analytical expressions cannot be obtained, the project will try to set up effective algorithms. In most cases, an irrational-behavior-proof condition will be checked. This project can bring significant breakthrough to dynamic game theory and provides macro-control policy basis for comprehensively deepen reform of the government in big data age.

在经济全球化和网络化背景下，无论是一个国家由政府主导多方主体组成的复杂经济管理系统，还是全球多个国家组成的国际组织或复杂经济体系，都存在着复杂的竞争与合作行为，竞争与合作犬牙交错的交织在一起动态变化，主体联系网络化、信息大数据化，构成当今复杂经济管理系统的显著特征。.项目运用动态和微分博弈等数学工具，计划建立具有联盟和网络结构的行为模型，其中的行为方式可能在博弈的完整进程中给定，也可能会以随机的方式或者由于局中人的行动而随时发生变化。项目计划针对所考察的问题建立动态稳定（时间一致性）的合作最优准则；获得它们存在的条件以及清晰的表达式；当无法得到解析表达方式时，尝试建立有效的算法；建立Nash均衡，其结果是由合作所导致的，同时需要确保相应合作解的策略稳定性。在很多情况下，需要进行非理性行为保障条件的检验。项目预期能够带来动态博弈理论的突破，为大数据时代政府全面深化改革提供宏观调控的政策依据。

本项目运用动态和微分博弈、网络博弈、图论等数学工具，建立了各类具有联盟和网络结构的博弈模型，其中的行为方式可能在博弈的完整进程中给定，也可能会以随机的方式或者由于局中人的行动而随时发生变化。.在微分博弈领域，项目针对所考察的问题建立了动态稳定（时间一致性）的合作最优准则，获得了它们存在的条件以及清晰的表达式；当无法得到解析表达方式时，建立了有效的数值算法；建立了Nash均衡，其结果是由合作所导致的，同时确保相应合作解的策略稳定性；创造性提出了异步防止非理性行为操纵(AIBP)的概念，在很多情况下，进行了防止非理性行为操纵条件的检验。.在网络博弈领域，针对各类复杂系统进行合理、有效的网络博弈建模与算法实现，建立了二元稳定网络的模型及算法，深入研究了数据传输随机博弈模型及算法等。项目在网络博弈与微分博弈理论的交叉融合方面做出有益的尝试，创新、发展了动态合作网络博弈的时间一致性理论与方法。.在博弈基础研究领域，将前瞻方法(LFA)应用于一类具有动态更新的博弈，获得了全新的结果；研究联盟结构的稳定性、部分合作博弈等基础问题，并尝试开发动态博弈的数值求解方法。针对数据传输、社交网络以及智能电网等实际应用领域，创新发展了动态博弈理论。.本项目以智能电网等作为实际应用原型系统，针对智能电网环境下的需求响应管理问题进行动态博弈分析，研究了重要工商用电行业及居民用电分时/动态定价的可行模式，有利于促进我国积极参与国际能源市场的竞争与合作。