博弈论期末论文 城市公交优先机制中的博弈论分析

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1、城市公交优先机制中的博弈论分析摘要：针对我国城市交通拥堵问题严重的现状，通过建立基于完全信息条件下的静态博弈模型，验证了交通公共资源利用方面常出现的问题。为促进公共资源优化配置，避免公共资源悲剧的发生，通过建立类似于“公共地悲剧”的完全信息静态模型，对均衡条件进行讨论分析，以有限理性的复制动态和优化稳定策略分析为基础理论，建立动态博弈模型并进行求解，在此基础上提出解决交通问题相关对策与建议办法，为政府实行公交优先机制提供了有力论证。关键词：交通拥堵；博弈；公共地悲剧；公交优先一、引言随着社会经济的发展，城市化水平的不断提高，城市交通中所面临的交通拥

2、挤、能源短缺、环境污染等问题日益严重。针对这一系列的城市交通问题，公交优先发展政策在20世纪60年代初由法国巴黎首先提出，随后被众多专家认为是解决城市交通问题的最有效的途经之一，它是对城市道路交通资源进行优化，保证城市交通可持续发展的一项有效、可行的政策措施。“公交优先”是优先发展公共交通系统的简称，不仅是专指常规公交通行权上的一种片面优先，且从广义上讲，凡是有利于公共交通优先发展的政策和措施均可称之为公交优先。目前，在我国提出大力发展城市公共交通的良好机遇下，确定公共交通优先发展的政策和措旌是保证公共交通优先发展的前提和基础，也是新的历史时期摆在

3、我们面前的重大课题。在本研究中，运用博弈理论的概念与方法，通过研究交通需求者的出行决策与公共资源利用之间的关系，剖析交通需求与交通供给矛盾的实质，为促进公共资源优化配置，避免“公共地悲剧”的发生，以有限理性的复制动态和优化稳定策略分析为基础理论，寻求解决交通问题的办法，证明了我国大城市实行公交优先机制的必要性，并对公交优先机制应采取的措施提出了建议。二、引入博弈理念2.1博弈概念博弈论根据其所采用的假设不同而分为合作博弈理论和非合作博弈理论。前者主要强调的是团体理性；而后者主要研究人们在利益相互影响的局势中如何选择策略使得自己的收益最大，即策略选择

4、问题，强调的是个人理性。本研究中的博弈论主要指的是非合作博弈，也就是各方在给定的约束条件下如何追求各自利益的最大化，最后达到力量均衡。对于这一点，博弈论和出行者对道路的利用行为研究模式是完全一样的，特别是利用行为的相互影响和相互作用。2.2完全信息静态博弈与有限理性的进化动态博弈完全信息静态博弈即各博弈方同时决策，且所有博弈方对各方得益都了解的博弈。完全信息静态博弈模型的前提条件是决策者的完全理性，完全理性包括(追求最大利益的)理性意识、分析推理能力、识别判断能力、记忆能力和准确行为能力等多方面的完美性要求，其中任何一方面不完美就属于有限理性。在这

5、个问题上，简单的假设各个博弈方都完全的理性，能够给分析带来很大的便利，但指望现实的博弈方能通过博弈分析找到最优策略，而且不会因为遗忘、失误、任性等原因偏离最佳选择，达到“完全”的理性常常是不切实际的。因此，考虑博弈论的适用范围和价值，必须将“完全理性”和“有限理性”予以同时考虑。“有限理性”意味着博弈方往往不会一开始就能找到最优策略，而是会在博弈过程中学习博弈，必须通过试错才能寻找较好的策略。在有限理性博弈中，要达到具有真正稳定性和较强预测能力的均衡，则必须通过博弈方模仿、学习和调整的过程，从而具有经受错误偏离干扰或在受少量干扰后仍能“恢复”的稳健

6、的均衡，该博弈过程是动态的，因此也称为有限理性的进化动态博弈。三、城市公交优先博弈模型的建立3.1完全信息静态博弈模型在本研究中，对城市交通出行博弈的分析先以完全信息静态模型为基础，建立分析模型：设某城市的公共道路资源为Ⅳ个人共同享有，在出行方式上，Ⅳ个个体都可以选择公交或私车出行，不妨将Ⅳ个人分为2个行为群体A和B(A和B中都有相当多的人数)，从而2个群体间存在4个策略组合，其得益矩阵如图1所示。出行群体B公交出行私车出行a，ac，bb，cd，d出行群体A公交出行私车出行图1出行群体之间的得益矩阵1)双方成员均选择公交出行，则双方各自得益为a；2

7、)一方选择小汽车出行，另一方选择公交出行，则选择小汽车出行的一方将获得超额收益b,而乘坐公交出行的一方则遭受损失(拥堵时间成本、公交换乘时间成本和公交内拥挤的不舒适成本)，获极低的收益c；3)双方成员均选择小汽车出行，两者均获得收益d(交通拥堵时问成本巨大，d明显小于a)。不失一般性，可令b>a>d>c，这时A和B群体博弈构成完全信息静态博弈，类似于“囚徒的困境”的对称矩阵。利用划线法，可得到最佳策略组合(私车出行，私车出行)，即博弈惟一的纳什均衡解为：(私车出行，私车出行)，其均衡得益组合为(d,d)。不难发现，与策略组合(私车出行，私车出行)相

8、比，因a>d，策略组合(公交出行，公交出行)能带给双方更多的收益，但由于A和B群体独立决策，在缺乏强制作用的协议等保障手段