Игра со случайным вторым игроком и ее приложение к задаче о выборе цены проезда

  • Галина Адольфовна Тимофеева
    • Уральский государственный университет путей сообщения
    • Уральский федеральный университет
  • Дмитрий Станиславович Завалищин
    • Институт математики и механики им. Н.Н. Красовского УрО РАН
    • Уральский государственный университет путей сообщения
Ключевые слова: иерархическая игра, равновесие по Штакельбергу, случайный второй игрок, вероятностное решение, выбор маршрута, оптимальная цена проезда

Аннотация

Выбор оптимальной стратегии для значительного числа прикладных задач выбора оптимальных решений может быть формализован как задача теории игр, в том числе в условиях неполной информации. В статье рассмотрена иерархическая игра со случайным вторым игроком, в которой первый игрок выбирает детерминированное решение, а второй игрок представлен множеством лиц, принимающих решения. Изучаются стратегии игроков, обеспечивающие равновесие по Штакельбергу. Стратегия второго игрока формализуется как вероятностное решение задачи оптимизации с целевой функцией, зависящей от непрерывно распределенного случайного параметра. Во многих случаях выбор оптимальных стратегий проходит в условиях, когда лиц, принимающих решение, много, каждый из них выбирает решения на основе своего критерия. Математическая формализация таких задач приводит к исследованию вероятностных решений задач стохастической оптимизации. В частности, вероятностные решения используются для математического описания выбора пассажиром вида транспорта. Исследуется задача об оптимальном выборе цены проезда для нового маршрута на основе вероятностной модели предпочтений пассажиров. В этой формализации перевозчик, назначающий цену, рассматривается как первый игрок, множество пассажиров - как второй игрок. Стратегия второго игрока формализуется как вероятностное решение задачи со случайной целевой функцией. Рассмотрен модельный пример.

Литература

1. фон Нейман Дж., Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение. М.: Наука, 1970.
2. Rass S., König S., Schauer S. Uncertainty in games: using probability-distributions as payoffs // Decision and game theory for security. Cham: Springer, 2015. P. 346-357.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-25594-1_20
3. Song T. On random payoff matrix games // Systems and Management Science by Extremal Methods. Boston: Springer, 1992. P. 291-306.
https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3600-0_19
4. Renault J., Ziliotto B. Hidden stochastic games and limit equilibrium payoffs // Games and Economic Behavior. 2020. Vol. 124. P. 122-139.
https://doi.org/10.1016/j.geb.2020.08.001
5. Bergemann D., Morris S. Bayes correlated equilibrium and the comparison of information structures in games // Theoretical Economics. 2016. Vol. 11. Issue 2. P. 487-522.
https://doi.org/10.3982/TE1808
6. Le Cadre H., Mezghani I., Papavasiliou A. A game-theoretic analysis of transmission-distribution system operator coordination // European Journal of Operational Research. 2019. Vol. 274. Issue 1. P. 317-339.
https://doi.org/10.1016/j.ejor.2018.09.043
7. Wang Ch., Fan X., Yin Zh. Financing online retailers: Bank vs. electronic business platform, equilibrium, and coordinating strategy // European Journal of Operational Research. 2019. Vol. 276. Issue 1. P. 343-356.
https://doi.org/10.1016/j.ejor.2019.01.009
8. Funaki Y., Houba H., Motchenkova E. Market power in bilateral oligopoly markets with non-expandable infrastructures // International Journal of Game Theory. 2020. Vol. 49. P. 525-546.
https://doi.org/10.1007/s00182-019-00695-z
9. Иванов С.В., Кибзун А.И. Общие свойства двухэтапных задач стохастического программирования с вероятностными критериями // Автоматика и телемеханика. 2019. Вып. 6. С. 70-90.
https://doi.org/10.1134/S0005231019060047
10. Timofeeva G.A., Martynenko A.V., Zavalishchin D.S. Probabilistic modeling of passengers and carriers preferences via bicriterial approach // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Issue 32. P. 496-498.
https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.469
11. Timofeeva G. Investigation of mathematical model of passenger preferences // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2172. Issue 1. 080001.
https://doi.org/10.1063/1.5133559
12. Тимофеева Г.А. Вероятностные решения задач условной оптимизации // Труды Института математики и механики УрО РАН. 2020. Т. 26. № 1. С. 198-211.
https://doi.org/10.21538/0134-4889-2020-26-1-198-211
13. Aliprantis C.D., Border K.C. Infinite dimensional analysis: A Hitchhiker's guide. Springer, 2006.
https://doi.org/10.1007/3-540-29587-9
14. Матерон Ж. Случайные множества и интегральная геометрия. М.: Мир, 1978.
Поступила в редакцию 2021-02-15
Опубликована 2021-05-20
Выпуск
Раздел
Математика
Страницы
170-180