系統(tǒng)工程第12講：沖突方法

1、三. 沖突分析方法（一）對策論與沖突分析方法博弈論與沖突分析博弈論與沖突分析 一.博弈論(Game Theory) 1.博弈論的起源：Game (1)博弈論譯自英文：Game Theory，“Game”的本義就是游戲(弈棋、賭勝)。 Game的共同特征：都有一定的規(guī)則；都有一個結(jié)果；參與者都面臨策略選擇；策略至關(guān)重要，與參與者的利益相互依存。 舉例：寡頭市場中廠商的產(chǎn)量決策；市場開發(fā)競爭中的策略較量與策略依存性等等。 一.博弈論(Game Theory) (一).博弈論的起源：Game 1.可以用游戲的規(guī)律來研究本質(zhì)上沒有區(qū)別的問題 當(dāng)然，政治、軍事、政治等方面的決策較量，不會象日常生活中的小

2、游戲那么輕松愉快，我們一般也不會把關(guān)系到個人、企業(yè)、甚至國家前途命運的決策活動稱為游戲，但究其根本，研究游戲規(guī)律得出的結(jié)論，完全可以用來指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)、管理、政治等活動中的重要決策問題。 一.博弈論(Game Theory) (二)博弈的定義 博弈即一些個人、隊組或其他組織，面對一定的環(huán)境條件，在一定的規(guī)則下，同時或先后，一次或多次，從各自允許選擇的行為或策略中進(jìn)行選擇并加以實施，各自取得相應(yīng)結(jié)果的過程。 博弈的四要素：參加者(Players)；策略/行為(Strateg-ies/Actions)；次序(Orders)；得益(Payoffs)。 一.博弈論(Game Theory) (三)幾類經(jīng)典的

3、博弈模型 1.囚徒困境 “ 囚徒困境”博弈是由圖克(Tucker)在1950年提出的經(jīng)典模型，它很好地反映了博弈問題的根本特征，是解釋眾多經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象、研究經(jīng)濟(jì)效率問題的非常有效的基本模型和范式。囚 坦白徒1 不坦白 囚徒2坦白 不坦白 一.博弈論(Game Theory) (三)幾類經(jīng)典的博弈模型 2.智豬博弈 假設(shè)豬圈里的兩頭豬都有智慧，按一下就有10個單位的豬食進(jìn)槽，但誰先按就要首先支付2個單位的成本。若大豬先到槽邊，大小豬吃到食物的收益比是91；同時到槽邊，收益比是73；小豬先到槽邊，收益比是64。 大豬和小豬應(yīng)如何選擇？行動還是等待？大 按豬 不按 小 豬 按 不按 一.博弈論(Game

4、 Theory) (三)幾類經(jīng)典的博弈模型 3.賭勝博弈 博弈本身就包含了“賭”和“勝”的意思，賭勝博弈屬于“零和博弈”的范疇，也就是說，博弈方的收益互為消長。 (1)田忌賽馬 (2)猜硬幣 (3)石頭剪子布 田 忌齊 威 王 取勝的關(guān)鍵：不能讓對方猜中自己的策略；不能偏愛自己的可選策略，應(yīng)該以相同的概率選用。 一.博弈論(Game Theory) (四)博弈的分類 1.博弈方 單人博弈：單人迷宮、運輸路線 兩人博弈 多人博弈 單人博弈的最大特征是信息擁有量與得益正相關(guān)；兩人或多人博弈中，博弈雙方不總是相互對抗，也有利益一致的情形(合作博弈)；多人博弈與兩人博弈的本質(zhì)區(qū)別就是存在破壞者(策略選

5、擇不影響自身的利益，但會影響其他博弈方的利益，如奧運會主辦權(quán)的爭奪)。 一.博弈論(Game Theory) (四)博弈的分類 2.策略的數(shù)量 有限博弈：每一博弈方的可選策略都有限 無限博弈：至少一個博弈方具有無限的可選擇策略 3.利益 零和博弈：博弈方始終對立(戰(zhàn)爭) 常和博弈：有對立也有妥協(xié)，和平共處(分配獎金) 變和博弈：社會總得益的角度(有效/低效/無效) 一.博弈論(Game Theory) (四)博弈的分類 4.過程：靜態(tài)博弈、動態(tài)博弈、重復(fù)博弈 還可以根據(jù)信息結(jié)構(gòu)、博弈方的理性和行為邏輯的差別等對博弈模型進(jìn)行分類。 (五)分析方法 上策均衡法(博弈結(jié)果是博弈方各自的上策)、嚴(yán)格下

6、策反復(fù)消去法(剔除劣果) 、劃線法、箭頭法等等。 一.博弈論(Game Theory) (六)博弈模型的應(yīng)用實例 1.團(tuán)隊中“搭便車”的現(xiàn)象 2.北約防務(wù)支出(大國支出多) 3.雙寡頭削價競爭 4.制度(英國政府的犯人運輸問題) 請思考：以上的實例分別與哪種博弈模型相對應(yīng)？你的工作或生活中有沒有博弈問題？“機(jī)會成本”可以用博弈模型描述嗎？ 二.沖突分析 (一) 方法概述 沖突分析(Conflict Analysis)是在博弈論和偏對策理論(Metageme Theory)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種對沖突行為進(jìn)行正規(guī)分析(Formal Analysis)的決策分析方法。 其主要特點是能最大限度地利用信

7、息，通過對許多難以定量描述的現(xiàn)實問題的邏輯分析，進(jìn)行沖突事態(tài)的結(jié)果預(yù)測和過程分析(預(yù)測和評估、事前分析和事后分析)，幫助決策者科學(xué)周密地思考問題。它是分析多人決策和解決多人競爭問題的有效工具之一。沖突分析 二.沖突分析 (二)沖突的涵義 1.至少卷入了兩個以上涉及沖突的客觀實體，在對策論中通常稱為局中人。 2.各沖突實體均有影響所有其他各方利益的可行性方案集。 3.沖突問題中的各方存在著彼此不相一致(沖突的最直接體現(xiàn))的利益傾向。 二.沖突分析 (三)沖突分析的要素 1. 時間點 2. 局中人(Players) 3. 選擇或行動(Options) 4. 結(jié)局(Outcomes) 5. 優(yōu)先序或

8、優(yōu)先向量(Preference Vector) 二.沖突分析 (四)沖突分析的一般過程 1. 對沖突事件問題與背景的描述 2. 建模 3. 穩(wěn)定性分析 4. 結(jié)果分析與評價 請思考：水資源管理過程中的沖突分析問題有哪些？沖突分析的基本概念n一般來說，兩個或兩個以上的組織間存在爭論，這種情況稱為沖突。n將沖突視為一類獨立的問題，加以系統(tǒng)地研究，稱為沖突分析。n沖突分析的目的在于協(xié)調(diào)沖突中各參與者之間的矛盾，提出最終權(quán)宜解決方案。這是一種著眼于解決現(xiàn)實社會爭端的一種特別的游戲理論，屬于一般博弈理論的一個分支。人為不確定決策：Vij(A)=f(Ai,Bj)Ai決策者第i種選擇Bj競爭對手第j種選 擇

9、Vij(A)決策者的益損 (贏、支付)函數(shù)對策：G=（N，A，V）GGameN局中人集合A局中人策略集合V贏得、支付或益損值一般決策：Vij=f(Ai,)Ai決策者第i種選擇， i=1,2,m(行動 方案、可控因素、 決 策變量）j決策對象所處的 第j種環(huán)境條件, j=1,2, ,n(自然 狀態(tài)、不可控因 素、狀態(tài) 變量）Vij決策系統(tǒng)狀態(tài)的 價值函數(shù)(益損函 數(shù)) 對策是決策者在某種競爭場合下作出的決策，是一種人對策是決策者在某種競爭場合下作出的決策，是一種人為的不確定型決策（競爭或?qū)剐蜎Q策）為的不確定型決策（競爭或?qū)剐蜎Q策）。 沖突分析的程序及要素 沖突分析的一般過程或程序如下圖所示：

10、沖突問題對沖突事件背景的認(rèn)識與描述建模穩(wěn)定性分析結(jié)果分析與評價決策Y n人沖突中第i個局中人穩(wěn)定性分析的程序結(jié)束開始對于局中人i，結(jié)局q有UI嗎？對于局中人i，由q的UI結(jié)局q其它局中人是否有UI？其它局中人由q造成的一切結(jié)局q,對于局中人i而言，全都比q更優(yōu)嗎？對于局中人i，由結(jié)局q的UI結(jié)局還有嗎？q是合理穩(wěn)定結(jié)局，記作rq是非穩(wěn)定結(jié)局，記作u（檢查同時處罰性穩(wěn)定，若是，記作u)q是連續(xù)處罰性穩(wěn)定結(jié)局，記作sNNYYNNq是全局平穩(wěn)結(jié)局,記作EY穩(wěn)定性分析的一般程序框圖N罪犯困境（Prisoners Dilemma）問題 V（A，B）供認(rèn)（C）不供認(rèn)（D）供認(rèn)（C）（5，5）*（0，10）

11、不供認(rèn)（D）（10，0）（1，1）Conflict Analysis Metagame theory GamingGame theory 充分考慮對手反應(yīng) 用優(yōu)先序代替贏得值 用二進(jìn)制數(shù)組表示 結(jié)局 SimulationPlayingPlayingNiall M. Fraser & Keith W. Hipel.Conflict Analysis: Models and Resolution, 1984沖突問題背景描述建立沖突分析模型穩(wěn)定性分析結(jié)果分析與評價決策CA要素沖突分析的要素 （1）時間點：是說明“沖突”開始發(fā)生時刻的標(biāo)志，對于建模而言，則是能夠得到有用信息的終點。因為沖突總是一個動態(tài)

12、的過程，各種要素都在變化，這樣很容易使人認(rèn)識不清，所以需要確定一個瞬間時刻，使問題明朗化，但時間不直接進(jìn)入分析模型。 （2）局中人（Players）：是指參與沖突的集團(tuán)或個人（利益主體），他們必須有部分或完全的獨立決策權(quán)（行為主體）。沖突分析要求局中人至少有兩個或兩個以上。局中人集合記作N， 。2 nN （3）選擇或行動（Options）:是各局中人在沖突事態(tài)中可能采取的行為動作。沖突局勢是由各方局中人各自采取某些行動而形成的。 每個局中人一組行動的某種組合稱為該局中人的一個策略（Strategy）。 第i個局中人的行動集合記作 。 （4）結(jié)局（Outcomes）。各局中人沖突策略的組合共同形

13、成沖突事態(tài)的結(jié)局。全體策略的組合（笛卡爾乘積或直積）為基本結(jié)局集合，記作T， 。 （5）優(yōu)行序或優(yōu)先向量（Preference Vector）。各局中人按照自己的目標(biāo)要求及好惡標(biāo)準(zhǔn)，對可能出現(xiàn)的結(jié)局（可行結(jié)局）排出優(yōu)劣次序，形成各自的優(yōu)先序（向量）。iiikOO,niikT12（二）CA基本方法舉例Cuban Missile Crisis (CMC)1.背景 1956年末至19591961年4月及1961年中1962年10月14日 美 蘇 維持現(xiàn)狀 維持現(xiàn)狀 實施空襲 撤除導(dǎo)彈基地 設(shè)置封鎖圈 加劇局勢緊張化本分析的類型和目的2. 建模（1）明確基本要素 時間點：1962年10月中旬 局中人：

14、美、蘇 行動：美 空襲 封鎖 蘇 撤除 升級可行結(jié)局確定優(yōu)先序：確定優(yōu)先序：盡可能避免沖突緊張化而導(dǎo)致核戰(zhàn)爭是雙方的共同原盡可能避免沖突緊張化而導(dǎo)致核戰(zhàn)爭是雙方的共同原則，在此基礎(chǔ)上，美國力圖使前蘇聯(lián)撤出導(dǎo)彈基地，則，在此基礎(chǔ)上，美國力圖使前蘇聯(lián)撤出導(dǎo)彈基地，而前蘇聯(lián)則極希望維持現(xiàn)狀而前蘇聯(lián)則極希望維持現(xiàn)狀（3）確定優(yōu)先序美：46572130119108 蘇：04625173119108 3. 穩(wěn)定性分析 基本假設(shè)：每個局中人都將不斷朝著對自己最有利的方向改變其策略；局中人在決定自己的選擇時，都會考慮到其他局中人可能的反應(yīng)及對本人的影響；全局平穩(wěn)結(jié)局首先對每個局中人來說都是個體平穩(wěn)的（局中人共同接受）。 （1）確定單方面改進(jìn)結(jié)局UI（Unilateral Improvement） （2）確定個體穩(wěn)定狀態(tài) 合理穩(wěn)定（Rational stableR） 連續(xù)處罰穩(wěn)定（Sequentially sanctioned stableS） 非穩(wěn)定（UnstableU） （3）確定全局平穩(wěn)結(jié)局（EquilibriumE）動，不如不動；因為，你動，對方也動我動，有利于對手，大家都好我動，動手也動，且結(jié)果更好不可行結(jié)局的類型（不可行結(jié)局的類型（TypeType）Type在邏輯推理上不可能形成在策略的優(yōu)先選擇上不可能出現(xiàn)在合作可能上不可行在遞階要求上不可行局中人自