基于零和微分博弈的航天器编队通信链路故障容错控制

针对可能由不确定干扰和网络攻击引起的通信链路故障的航天器编队控制系统,提出一种基于零和微分博弈的最优容错控制方法.该方法通过构建描述编队协同控制的性能函数,将通信链路故障容错控制问题等效转换为零和微分博弈模型.采用Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程和极小极大原则设计博弈中的优化解,并利用自适应动态规划算法对其进行在线逼近,以获得编队的最优容错控制策略,保证航天器通信链路故障下的在轨稳定性和最优性能.仿真结果表明了本文设计的分布式最优容错控制律的有效性.

碳税政策下的供应链微分博弈研究

在碳税政策下,假设消费者需求受上下游企业碳减排量和低碳宣传努力程度的共同影响,考虑产品碳减排量受上游制造商碳减排努力程度影响的动态变化,构建成本分担前后制造商和零售商长期联合减排与低碳宣传的两种Stackelberg微分博弈模型。结果表明,与没有碳税相比,碳税政策的实施能够从长期角度提高产品的碳减排量和零售商的利润,但会降低制造商的利润;此外,当碳税税额与上下游企业边际利润满足一定条件时,成本分担契约能够进一步提高产品的碳减排量,实现上下游企业利润的Pareto改善,并拓宽碳税弹性空间。

基于微分博弈的标准联盟技术标准化研究

技术标准联盟是推动技术标准化行为的重要载体,标准研发和标准市场扩散是技术标准化中的关键内容,因此将双方同时纳入标准联盟技术标准化问题的研究中具有重要意义。本文基于微分博弈理论,从动态视角分别考察了三种博弈机制下,联盟内主导、配套企业的技术标准化最优策略、最优收益、联盟技术水平及标准扩散变化情况。研究发现:联盟企业最优策略与成本系数、衰退系数等呈负相关,与技术、市场敏感因子等呈正相关;协同合作机制下,联盟企业的最优策略,最优收益及技术标准化程度最高,标准研发及市场扩散的效果最好;存在最优的利益分配机制,能够同时实现系统帕累托最优和企业个体收益最高。

信息技术支持下产业共性技术跨组织合作研发的微分博弈

引入信息技术支持,将龙头企业、高校院所及政府构成的共性技术跨组织合作研发分为产出导向与过程导向情形,运用微分博弈分析两种情形下主体决策、收益及影响因素。研究发现:两种情形下产出弹性增量较小(大)时,龙头企业与高校院所研发努力水平与收益系数正(负)相关,与双方努力成本系数及技术淘汰率负(正)相关,监控成本的影响与此类似;收益系数较大(小)时,双方努力水平与产出弹性及其增量正(负)相关;产出弹性增量较小时,双方努力水平和研发收益在产出导向情形更大,反之需考虑监控成本与高校院所努力成本系数的比值;成本补贴系数在过程导向情形下更小,当产出弹性增量较小或较大时政府收益在产出导向情形下更高,否则过程导向情形更高。

基于逃逸角的多ASV微分博弈协同围捕方法

针对多个自主水面航行器(ASV)围捕单个主动逃逸的对抗性目标问题,利用微分博弈理论建立了多ASV协同围捕问题博弈模型,在含有距离项的支付函数中引入由逃逸角构成的合围项,从而降低目标中途逃逸的概率;然后将围捕问题转换为求解可实现策略的优化问题,利用粒子群优化(PSO)算法求解满足纳什均衡的最优策略,仿真和湖上试验结果均证明了基于PSO的微分博弈围捕算法的有效性。

基于微分博弈的三级供应链质量改进研究

基于微分博弈理论,从质量管理角度出发探讨在分散式决策与集中式决策两个场景下的不同表现。通过算例分析比较场景下的最优策略。结果表明,在质量改进和广告宣传方面,制造商采用了一致的策略。然而,在集中决策下供应链整体系统能够取得最大收益。

基于微分博弈的异质无线传感器网络恶意程序传播研究与分析

为抑制异质无线传感器网络(Heterogeneous Wireless Sensor Networks,HWSNs)恶意程序的传播,考虑节点能量和计算能力差异,提出一种HWSNs攻防博弈模型。通过计算得到攻防双方的混合纳什均衡,再结合微分博弈建立攻防双方节点转换微分方程,分析得到恶意节点比例动态演化规律。结合数值实验分析,验证有效抑制HWSNs恶意程序传播的方式。

基于动态微分博弈的供应链产品创新成本分担机制与政府补贴机制研究

研究供应链中产品创新的最优决策对于增强供应链韧性和破解技术难题具有重要意义。本文基于一个制造商和一个零售商组成的供应链,运用动态微分博弈方法,研究供应链中的产品创新和产品营销,探索成本分担机制和政府补贴机制对产品创新和产品营销的影响,并分析出各种机制存在的条件。研究结果表明:成本分担机制和政府补贴机制分别能够提升产品的营销力度和创新水平,且两者都能够带来市场需求和消费者效用的提高,进而改善供应链中各主体的收益,其中成本分担机制主要增加了零售商的收益,政府补贴机制主要增加了制造商的收益。当成本分担机制和政府补贴机制单独存在时,不能确定那种机制对供应链收益的改善效果较好,但当成本分担机制和政府补贴机制同时存在时,其对供应链收益的改善效果最佳。

考虑回收商公平关注的闭环供应链微分博弈模型

由制造商、零售商和多个回收商组成的闭环供应链中,回收商可能会关注与制造商之间的利润分配是否公平,策略空间为(关注,不关注),制造商也可能会考虑回收商对公平分配的关注,策略空间为(考虑,不考虑)。本文以Shapley值为公平参考点,基于微分博弈理论,在四种策略组合下探讨闭环供应链均衡解。研究表明:激烈的竞争会导致闭环供应链效率降低,渠道领导者制造商有必要控制渠道的竞争强度;回收商的回收努力水平改变逆向渠道定价决策的同时,也改变了正向渠道的定价决策;相较于“被动”考虑回收商的公平关注,制造商“主动”考虑回收商公平关注时回收转移支付最小,而回收商却付出更多的回收努力,从而使得闭环供应链回收渠道声誉最好,制造商、零售商以及回收商的利润都得到了改进,同时回收了更多的废旧产品,有利于闭环供应链的可持续发展。

Stackelberg微分博弈下的鲁棒最优投资-再保险问题

考虑一个以模糊厌恶再保险公司为领导者,模糊中立保险公司为追随者的Stackelberg随机微分博弈问题.通过求解拓展的HJB(Hamilton-Jacobi-Bellman)方程组,给出时间一致性均值-方差准则下的鲁棒最优投资-再保险策略以及相应的值函数.最后,通过数值例子和敏感性分析说明最优策略与主要参数之间的关系.

跨国河流水污染合作治理的微分博弈模型

为了在跨国河流污染存在单向外部性的情况下,提高污染治理的效果.使用微分博弈的方法,构建了各国单独治污,污染补偿,“谁污染,谁治理”三种模式,分析了治污决策连续动态变化的两个上下游国家,得出三种模式下的上下游国家的均衡的排污量,治污量和社会福利函数.研究表明,只有当技术进步带来单位治污成本较小和排污所造成的损失处于一定区间时,“谁污染,谁治理”模式能够兼顾污染治理和经济发展.对于下游国家,排污损失较小时,污染补偿模式更加有利;排污损失较大时,单独治理模式更加有利;排污损失处于一定区间时,“谁污染,谁治理”模式更加有利.

群体追逃微分博弈

本文以微分博弈和经典的追逃问题为主线,对群体追逃微分博弈的历史发展脉络进行梳理。针对大规模群体追逃问题,从平均场博弈视角出发,阐释了强化学习技术的应用前景。提出探索解决逆向追逃微分博弈的观点,可适用于水下无人舰艇、陆地机器人以及空中无人机集群等同类场景。区别于其他综述性文章,作者对于俄罗斯以及苏联在本领域发展历史中代表性的学术流派给予了较多关注。

突发公共卫生事件下政企采购策略微分博弈分析

突发公共卫生事件发生后应急物资需求会出现爆炸式增长,现有研究较多从应急预防的角度出发,研究政企如何在事前建立契约以应对这类需求突变,而对于事件发生过程中政企之间的博弈策略还鲜有讨论。基于此,本文针对突发公共卫生事件发生过程中政企应急物资采购策略问题,利用微分博弈思想并结合税务、市场价格、企业数量等多个变量建立政府-企业博弈模型,分析了政府及企业在非合作、协同合作两种条件下的均衡策略。测试结果表明,公共卫生事件发生后,政府会倾向于与企业协同合作以共同处理事件,提高政府采购单价、增加选择合作策略企业的数量以及提升税务系数可促使企业选择合作策略,但应急物资市场价格的提高则不利于企业选择合作策略。此外,政府还应对应急物资生产型企业进行统一调节,以防止企业数量增多产能反而下降的现象。

考虑政府参与低碳供应链的不确定微分博弈研究

在节能减排背景下,考虑由制造商、零售商以及政府组成博弈主体,将减排量以及商誉作为状态变量,借助不确定微分博弈研究低碳供应链的动态优化与协调问题。最终产品的减排量取决于制造商的减排努力程度以及各种主观不确定性。低碳产品的商誉受到最终产品的减排量、制造商减排努力程度及主观不确定因素的长期动态影响。低碳产品的市场需求取决于减排量、商誉和零售商低碳宣传的努力程度。通过构建无政府补贴的分散决策、有政府参与的分散决策和集中决策下的不确定微分博弈模型,得出和分析不同情形下的最优均衡策略和利润函数,为低碳供应链决策与政府制定科学补贴政策提供参考。

考虑政府补贴双渠道三级电子设备产业供应链微分博弈策略研究

考虑减排量和品牌商誉的动态性,构建由供应商、制造商及零售商组成的双渠道三级电子设备产业供应链网络,引入政府补贴利用微分博弈理论研究不同情形下供应链成员及政府的最优均衡策略。理论与算例结果表明:政府补贴能够对供应链利润分配进行调节,且补贴比率受成员利润情况和博弈地位的双重影响;在一定条件下消费者对线上渠道的偏好有利于供应链整体利润的提升,但并不利于零售商的相关工作。

基于微分博弈的碳标签产品推广激励合作 与决策优化研究

基于微分博弈理论,考量单一制造商和零售商在无限时间框架内推广碳标签产品的决策过程;通过对比独立决策、成本分摊和激励合作三种博弈情形,讨论碳标签产品的质量水平、商誉表现,以及供应链成员的努力程度和利润变化。结果显示:在激励合作情形下,供应链成员通过加强协同和资源整合,可显著提升整体收益,并促使碳标签产品质量和商誉水平达到最优状态。尽管绿色研发和宣传成本的增加压缩了盈利空间,但制造商的绿色研发投入仍显著提升了产品市场竞争力和供应链盈利能力。消费者对碳标签产品质量和商誉的关注,激励供应链成员增加绿色投入,推动碳标签产品的市场推广与份额扩展。

拦截机动变速目标的多约束协同微分博弈制导律

针对如何在末制导阶段对机动变速目标进行有效协同打击的问题,提出了一种新型协同微分博弈制导律。首先,建立了拦截机动变速目标的制导模型,以微分博弈理论将能耗约束、拦截角约束、脱靶量作为性能指标,基于最优控制方法,推导出了具有任意阶线性动力学的协同博弈制导律。此外,考虑拦截弹可能受到的外部扰动,设计了一种变增益扩张状态观测器对扰动进行估计,并在博弈策略中进行补偿,使多弹拦截博弈到达ϵ-纳什均衡,并通过计算给出了ϵ的上界。为进一步验证所提制导律的有效性,给出了具有理想动力学和恒定轴向加速度的二对一解析协同博弈制导律,并通过数值仿真对其进行了验证。

基于微分博弈直接法的化工装置操作优化数值算法

基于分布式动态优化、微分博弈以及数值优化直接法思想,文中提出了基于微分博弈直接法的化工装置操作优化数值算法。首先,文章构建了基于微分博弈理论的化工装置操作优化数学命题。接下来,为了保证该命题涉及的大规模动态优化问题求解实时收敛,将微分博弈中的复杂大规模极大极小化问题分解为若干个轮流交替求解的简单小规模操作优化子问题。随后,使用正交配置法离散化分解后的操作优化子问题为非线性规划问题,并使用求解器轮流求解上述得到的非线性规划问题,直到最终的优化结果成功收敛为止。该算法有效地提高了化工装置操作优化求解的实时性、收敛性、准确性和最优性,为化工装置经济效益提升提供技术支撑。

基于微分博弈的制造业企业价值链攀升策略研究

在供应中学习是低端供应商实现价值链攀升的重要途径。文章构建供应商与制造商的微分博弈模型,研究供应商价值链攀升策略。研究发现,学习成本与质量改进成本对于供应商的价值链攀升决策有至关重要的影响。通过在学习阶段投入学习成本,供应商可以在竞争中获得质量优势,但过低的质量改进成本会导致竞争没有均衡。若能在供应过程中获得较高收益,供应商会失去价值链攀升的激励,从而停留在价值链低端。

上下游联合减排与低碳宣传的微分博弈模型

低碳经济环境下,下游零售商宣传上游制造商的减排行为以获得更好的市场绩效,是供应链管理实践中常见的合作形式.文章假设消费者需求受产品减排量和零售商低碳宣传的影响,在考虑到产品减排量受制造商减排努力影响且在多周期连续生产时具有动态变化特征的情况下,构建了零售商和制造商的3种微分博弈模型.研究发现,在一定条件下,成本分担契约可以实现制造商、零售商和整个供应链系统利润的Pareto改善;当制造商的边际收益足够大时,成本分担契约对制造商利润的Pareto改善效果越明显,制造商越有动力利用成本分担契约激励零售商进行低碳宣传.这将为供应链上下游制定合作策略及供应链低碳化的管理实践提供一定的参考价值.最后,通过算例对模型进行了分析.