[发明专利]一种基于异质性声誉回报的公共品博弈建模与仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于异质性声誉回报的公共品博弈建模与仿真方法，步骤如下：构建多人公共品博弈模型；依据建模后的公共品博弈规则，以主观博弈的学习理论更新个体策略；通过将个体声誉与博弈收益相联系，构建基于异质性回报的声誉监督机制；通过多轮次的重复博弈和主观学习，构建个体主观认知矩阵。本发明针对解决多人公共品博弈领域中合作困境的问题上结合了主观博弈理论、间接互惠机制，并且通过仿真实验证实了本发明所设计的基于异质性回报的声誉监督机制改善了主观博弈学习情境下个体主观认知的形成，促进了博弈系统合作水平的提升，有助于解决群体合作问题中的搭便车行为，为现实社会中激励机制的设计提供了相应的借鉴意义。

技术领域

本发明涉及复杂系统建模与仿真，特别是一种基于异质性声誉回报的公共品博弈建模与仿真方法。

背景技术

社会困境问题在多人及多组织的行为活动中普遍存在，如碳排放问题、供应链管理问题等。社会困境描述了个体的最优行为与集体最优行为的不一致，如何化解社会困境是整个社会科学关注的焦点。

鉴于经典博弈论中完全理性假设的局限性，演化博弈论孕育而生，但在研究制度的演化问题时，演化博弈论无法解释制度演化的内在关联。主观博弈论将内生增长理论纳入了博弈分析框架中，有助于理解参与者认知在制度生成和变迁过程中的影响和作用。

目前，关于公共品博弈模型的大部分工作是基于同质收益结构的假设，这与现实中大部分情况不符。已经有一些研究试图探讨异质性收益对合作的影响，

再者，声誉机制作为间接互惠的一种，已被广泛运用于群体演化的分析研究中，在公共品博弈的背景下，已经有诸多研究通过仿真或实证的方法充分证明了声誉机制对合作的促进作用，但大多数关于声誉机制的研究都是从博弈的外生变化来解释博弈均衡的转化问题，很少有研究从内生的角度对博弈规则的演化及激励机制的设计进行探讨。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于异质性声誉回报的公共品博弈建模与仿真方法，从而为群体合作行为演化的研究提供了新的视角——基于主观博弈的视角，并对帮助解决群体合作困境问题具有一定的实际意义。

技术方案：本发明所述的一种基于异质性声誉回报的公共品博弈建模与仿真方法，包括以下步骤：

(1)构建多人公共品博弈模型；

个体在初始化时被随机分配在二维网格的任意位置；博弈开始时，个体在方格子网络上随机游走，依据moore型规则挑选出n-1个邻居组成一个博弈小组G_l；个体只参加一个群组的公共品博弈,并且在博弈过程中只能采取相同的策略s——合作C或背叛D。

(2)多人主观博弈下主体策略的更新；

(2.1)将公共品博弈局势建模为一种固定的规则，根据每一轮博弈后，组内采取合作C和背叛D的人数以及自身的策略，将博弈规则划分为2*n种局势，每一种局势都对应一个收益值π_i；个体能够从每一轮的收益得知当前的策略分布情况，如表1和表2所示。

表1个体选择合作策略时的博弈局势

表2个体选择背叛策略时的博弈局势

(2.2)个体被赋予短期记忆m，即它能够记住最近m轮博弈中所选策略s对应的收益情况；个体根据当前的博弈局势以及自身的主观认知对所采取的策略s产生相应的刺激R，刺激R经过演化产生对策略s的吸引力A，依据改进的Logistic转换方程计算下一轮策略s被选择的概率，如图1所示，代表个体i在t时刻选择策略s时所获得的收益，表示t时刻个体i关于策略s的刺激，表示t时刻个体i关于策略s的吸引力，吸引力由个体过去关于策略选择的主观认知所形成。