纳什均衡计算的算法研究_申红婷
计算方法6纳什均衡
价格战博弈
❖
现在我们经常会遇到各种各样的家电价 格大战,彩电大战、冰箱大战、空调大战、 微波炉大战……这些大战的受益者首先是消 费者。每当看到一种家电产品的价格大战, 百姓都会“没事儿偷着乐”。在这里,我们 可以解释厂家价格大战的结局也是一个“纳 什均衡”,而且价格战的结果是谁都没钱赚。 因为博弈双方的利润正好是零。竞争的结果 是稳定的,即是一个“纳什均衡”。
❖ 1950年和1951年纳什的两篇 关于非合作博弈论的重要论文, 彻底改变了人们对竞争和市场的 看法。他证明了非合作博弈及其 均衡解,并证明了均衡解的存在 性,即著名的纳什均衡。从而揭 示了博弈均衡与经济均衡的内在 联系。纳什的研究奠定了现代非 合作博弈论的基石,后来的博弈 论研究基本上都沿着这条主线展 开的。
❖ 本片荣获8项奥斯卡提名,最终夺得第 74届奥斯卡最佳影片、最佳导演、最佳改编 剧本和最佳女配角4项大奖。
第四章 非线性方程解法
主要知识点
❖ 二分法; ❖ 二分法的收敛速度; ❖ 误差公式; ❖ 迭代法的思想; ❖ 迭代法的收敛性; ❖ 迭代过程的局部收敛性; ❖ 迭代法的收敛速度.
求实根近似值的常用方法
❖ 改变方案三:减量加移位方案。投食仅 原来的一半分量,但同时将投食口移到踏板 附近。结果呢,小猪和大猪都在拼命地抢着 踩踏板。等待者不得食,而多劳者多得。每 次的收获刚好消费完。 对于游戏设计者,这是一个最好的方案。 成本不高,但收获最大。
纳什均衡求解方法
纳什均衡求解方法
纳什均衡是博弈论中的一个重要概念,指的是在博弈中各方都选择最优策略的状态。纳什均衡求解方法有多种,其中比较常用的是极小化极大值算法和反应函数算法。
极小化极大值算法即为每个玩家都试图最小化对手的最大收益。具体来说,假设有两个玩家A和B,在一个博弈中,他们分别有两种策略可供选择。在极小化极大值算法中,A会选出一种策略,使得B在所有可能的策略中获得最小的收益。同样,B也会选出一种策略,使得A在所有可能的策略中获得最小的收益。这样,两个玩家的最优策略就被求解出来了。
反应函数算法则是根据玩家的反应函数来寻找纳什均衡。反应函数是指玩家对于对手的策略做出的反应,即当对手采取某种策略时,玩家应该采取什么策略来最大化自己的收益。通过对玩家的反应函数进行求解,可以得到所有玩家的最优策略,从而求解出纳什均衡。
总的来说,纳什均衡的求解方法多种多样,不同的方法适用于不同的博弈形式和参与者数量。在实际应用中,需要根据具体情况选择最为合适的求解方法。
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基于“纳什均衡”理论的网络课程团队群建设
核心 内容是 : 合作是最有利 的“ 利 己策 略” 。纳什 均衡奠 定 了现代 主流博弈 理论 和经济理论的根本基础 。 纳什均衡 中最经典的案例是 “ 囚徒 困境” :警察抓住
A 、 B两个 小偷 , 并 进 行隔 离审讯 。 政策 是 , 若 一人 坦 白罪行 , 则 证据 确 凿 , 两 人都 有 罪 。若另 一人 也 坦 白 , 则 两人 均判 刑 8年 ; 若抵赖 , 则 以妨 碍 公 务 罪加 刑 2年 , 而 坦 白者 减 刑 8 年, 立 即释放 。如果 两 人 都抵 赖 , 则警 方 不 能对 二 人 判罪 , 但 以私 闯 民宅 罪名 将 两人 均 判刑 1 年 。可见 , 对于 A 、 B最 好 的选 择 是都 抵 赖 , 这 样 两人 的处 罚都 很 轻 。但 由于二 人 被隔离 , 他 们 只能 从 自身 利 益 最 优 的 角度 出发 . 所 以都 选 择 了坦 白 , 因此 都被 判 刑 8 年 。这 种 非 合作 的博 弈产 生 的
关键词 : 纳什 均衡 ; 网 络课 程 ; 团队群 ; 教 育 信 息 化 中 图分 类号 : G4 3 4
一
文 献标 志码 : A
文章 编 号 : 1 6 7 3 — 8 4 5 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 2 5 — 0 2
、
研 究背 景
多 各 自为 政 , 团 队 与 团 队之 间没 有 交 流 , 造成信息资源 、 技术资源 浪费 , 课 程 建 设 进 度 缓 慢 。 因 此 本 文 提 出团 队 群 的概 念 , 团 队群 是 指 课 程 团 队通 过 有 效 合作 形 成 的 团
第二节 纳什均衡
反过来,如果乙选择继续开而甲选择等待,乙收 益为1,甲收益为0。如果两车都选择等待,甲乙收益 都为 -1。这时的均衡有两个,如果甲选择继续开,乙 就会选择等待;如果乙选择继续开,甲就会选择等待。
双方的收益矩阵如下图所示:
甲车
乙车
开
等
开
-10,-10 1,0
等
0,1
-1,-1
图8-8 最终均衡在哪一种情况,取决于交通规则。
1.定义 设有n个参与者(n≥2),如果第i个参与者选择Si* 时比选择Si时的收益都要好或至少不差。换句话讲,就 是在别人都没有变化策略的情况下,i如果变化策略,i 就要吃亏。这样Si*就是i的最优策略。即给定别人策略, 自己选择最优策略。决策做出Hale Waihona Puke Baidu,每一个参与者都不会 变化,至少是别人不变化,自己就不变化。 概言之,纳什均衡指的是:在一个纳什均衡里,任 何一个参与者都不会改变自己的策略,如果其他参与者 不改变策略(245页)。
图8-9
假设罚球者罚球时可以选择三个方向:左中右; 守门员也可选择三个方向扑球,左中右。
当罚球者选择了左的情况下,如果守门员也选择 了左,罚球者将得 -1,守门员将得 +1;如果守门员 选择了右或者中,罚球者将得 +1,守门员将得 -1。
当罚球者选择了中的情况下,如果守门员也选择 了中,罚球者将得 -1,守门员将得 +1;如果守门员 选择了右或者左,罚球者将得 +1,守门员将得 -1。
纳什均衡计算的算法研究
Abstract
Game theory is the main interest for more than conflict of interest between research and decision-making and the emergence and development of a subject, used to study the game between the behavior of participants in the selection and processing. Different enterprises such as the top sales in the same market and the formation of the same product competition; the same issue in different countries of different political positions of the diplomatic row caused by military conflict or even ... ... is to study game theory. Therefore, game theory has been widely used in the economic, political, military, transportation, math and computer science and so on.
多智能体系统分布式纳什均衡求解方法研究
多智能体系统分布式纳什均衡求解方法研究
多智能体系统是指由多个智能体组成的系统,这些智能体之间相互作用,通过协作或竞争来实现系统的目标。在多智能体系统中,智能体
之间的互动关系往往是非线性的,因此如何实现系统的均衡成为了一
个重要的问题。本文将介绍多智能体系统分布式纳什均衡求解方法的
研究。
纳什均衡是指在多人博弈中,每个人都采取最优策略的状态。在多智
能体系统中,纳什均衡是指每个智能体都采取最优策略的状态。然而,在多智能体系统中,每个智能体的策略选择会影响其他智能体的策略
选择,因此如何实现系统的纳什均衡成为了一个复杂的问题。
传统的纳什均衡求解方法是集中式的,即由一个中央控制器来协调各
个智能体的策略选择。然而,集中式方法存在着计算复杂度高、单点
故障等问题。因此,分布式纳什均衡求解方法成为了研究的热点。
分布式纳什均衡求解方法是指每个智能体根据自身的信息和与其他智
能体的交互信息来决定自己的策略选择,从而实现系统的纳什均衡。
分布式方法具有计算复杂度低、鲁棒性强等优点,因此被广泛应用于
多智能体系统中。
分布式纳什均衡求解方法主要有两种:基于梯度的方法和基于演化的方法。
基于梯度的方法是指每个智能体根据自身的收益函数对策略进行梯度下降,从而实现系统的纳什均衡。基于梯度的方法具有收敛速度快、计算复杂度低等优点,但是需要对收益函数进行假设,且容易陷入局部最优解。
基于演化的方法是指每个智能体根据自身的收益函数和与其他智能体的交互信息来更新自己的策略,从而实现系统的纳什均衡。基于演化的方法具有不需要对收益函数进行假设、鲁棒性强等优点,但是收敛速度较慢。
纳什均衡
纳什均衡在博弈论中的地位
纳什均衡是博 弈论的核心概 念之一,它描 述了在策略互 动中,参与者 的最优策略选
择。
纳什均衡是博 弈论研究的重 要工具,可以 帮助分析各种 策略互动问题, 如囚徒困境、 智猪博弈等。
纳什均衡在博 弈论中的应用 广泛,包括经 济、政治、社
会等领域。
纳什均衡理论 的发展和完善, 为博弈论的研 究和应用提供 了坚实的理论
纳什均衡的应用
博弈论:纳什均衡是博弈论的核心概念,用于分析各种博弈问题 经济学:纳什均衡在经济学中广泛应用,如市场均衡、价格均衡等 政治学:纳什均衡在政治学中用于分析政治博弈,如选举、谈判等 社会学:纳什均衡在社会学中用于分析社会现象,如群体行为、社会规范等
纳什均衡的求解方法
第二章
纳什均衡的求解条件
纳什均衡的求解实例
囚徒困境:两个囚犯,合作或背叛,纳什均衡为(背叛,背叛) 智猪博弈:大猪和小猪,等待或按按钮,纳什均衡为(小猪等待,大猪按按钮) 斗鸡博弈:两个司机,向左或向右,纳什均衡为(向左,向左) 酒吧博弈:两个酒吧,降价或不降价,纳什均衡为(不降价,不降价)
纳什均衡与博弈论
第三章
纳什均衡
目录
CONTENTS
01 纳什均衡的概念 02 纳什均衡的求解方法 03 纳什均衡与博弈论 04 纳什均衡的局限性
05 纳什均衡的实际应用
不确定条件下分布式纳什均衡搜索算法研究
不确定条件下分布式纳什均衡搜索算
法研究
不确定条件下分布式纳什均衡搜索算法研究
摘要:本文研究了在不确定条件下分布式纳什均衡(DNE)搜索算法的应用。首先,通过分析不确定性的来源,提出了一种基于概率的不确定建模方法。其次,结合强化学习和博弈理论思想,提出了一种改进的DNE搜索算法,通过学习每个节点所处的环境概率分布,实现了节点的自适应行为。最后,通过实验数据验证了改进DNE搜索算法在不确定性环境下的高效性。
关键词:分布式计算;纳什均衡;不确定性;强化学习;博弈论
1.引言
随着分布式计算和通信技术的迅速发展,分布式算法的应用日益普及。在分布式系统中,各节点之间的关系复杂多样,节点间的交互会涉及到不同的博弈关系。这时,博弈理论就成为了分布式算法研究的重要工具。例如,纳什均衡(Nash equilibrium,NE)理论是一种用来描述博弈中各方策略交互的均衡状态的理论。如果各方的策略都固定不变,那么所有人的策略就形成了一个NE。在分布式系统中,各节点之间的关系经常呈现出博弈的态势,因此,分布式纳什均衡搜索算法(DNE)成为一个重要的研究方向。
不过,在实际应用中,分布式系统中的环境通常是动态和不确定的,这也就带来了一定的困难。例如,在基于分布式传感器网络的拓扑控制中,节点的位置和数量是不确定的,同时节点之间的通信链路也是动态的。这时,分布式系统的行为变得复杂难以预测,传统的NE搜寻算法在这种情况下很难得到优化
的效果。
为了解决这个问题,本文提出了一种基于概率的不确定建模方法,并结合强化学习和博弈论思想,提出了一种改进的DNE搜索算法,实现了节点的自适应行为,提高了在不确定环境下的搜索效率和性能。
纳什均衡计算
纳什均衡计算
随着时代的发展,“纳什均衡”已经成为计算机理论和现实中很常用的概念。本文将具体介绍一下“纳什均衡”。
自二战后,经济学家们开始对信息经济学感兴趣,到了六十年代初,经济学家们进入了一个黄金时代。纳什提出并验证了均衡点概念( equilibrium point,亦称均衡状态),之后经济学家们通过严格的数学推导和计算,认识到了均衡点的重要性。在八十年代后期,他们发现了新古典均衡模型,纳什也因此获得了诺贝尔经济学奖。均衡点成了许多学者研究的重点。由于我国对经济学界相关资料较少,无法对这些领域做深入研究,但通过近几年对经济学的了解,我总结出了一些“纳什均衡”。下面是我的整理。 1。
一般均衡( Nash equilibrium)是指市场上的所有厂商都达到均衡状态。任何一个厂商都可以调整自己的产量,不同厂商所调整的产量的差额就是市场价格。一个事实是,这种最终均衡只能是一种理论假设,而不可能真正实现。因为单个厂商根本没有办法调整其产量;同样地,任何一个厂商所做的改变,都会影响市场上所有其它厂商的产量,因而,要想让一个厂商达到一般均衡,那么所有厂商必须同时达到一般均衡。在现实生活中,达到一般均衡的可能性是非常小的。例如,在国际贸易领域中,大家都知道,两个国家在交换货物前要进行谈判,双方的谈判基础是彼此都有意愿出口,也都有意愿进口。在这种情况下,双方都希望尽可能出高价,以便使自己的利益最大化。一旦达成协议,双方就会迅速开始履行合同,并努力降低生产成本,
使产品价格尽可能接近世界价格,避免发生贸易争端。这时候,双方所达成的协议实际上是没有任何其它更好的选择的。这种局面称为“一厢情愿”。
如何求纳什均衡例题
纳什均衡是博弈论中的一个重要概念,表示在博弈中,参与者的策略组合使得没有任何一方有动力改变自己的策略。求解纳什均衡通常可以通过以下方法:
1. 划线法:这是一种求解纯策略纳什均衡的方法。首先,我们需要一个支付矩阵,其中每个元素表示参与者某一策略组合下的收益。然后,对于每个参与者,我们需要在支付矩阵中找到与其他参与者的策略组合相对应的最大收益,并在该收益下划线。最后,找出所有划线后的策略组合,这些组合就是纳什均衡。
2. 变分法:这是一种求解混合策略纳什均衡的方法。我们需要将纳什均衡问题转化为一个求解变分不等式问题。在满足 nested monotone 的条件下,给出求纳什均衡的思想,并对纳什均衡解的特征作画线算法。
3. 混合策略纳什均衡:在混合策略纳什均衡中,参与者选择策略的概率必须使得对方选择两种纯策略的期望收益相等。通过这种方法,可以求出双方的混合策略与期望收益。
下面举一个例子来说明如何求解纳什均衡:
假设有两个参与者甲和乙,他们可以选择合作或背叛,合作时双方都得到5的收益,背叛时对方得到-10的收益。
根据划线法,我们可以先看甲如何选择策略。当乙选择合作时,甲应该选择背叛,因为这样甲的收益最大。当乙选择背叛时,甲也应该选择背叛,因为无论甲选择什么策略,乙都已经选择了背叛,甲的收益都是-10。所以,甲的策略是背叛。
接下来看乙如何选择策略。当甲选择合作时,乙应该选择背叛,因为这样乙的收益最大。当甲选择背叛时,乙也应该选择背叛,因为无论乙选择什么策略,甲都已经选择了背叛,乙的收益都是-10。所以,乙的策略是背叛。
第二讲纳什均衡 (2)
2021/12/21
博弈论第二章
24
第二十四页,课件共有36页
试一试:相对优势策略划线法
➢
➢
➢
多卖
➢粮农甲
➢
少卖
粮农乙
多卖
少卖
0,0
5,-1
-1,5
3,3
2021/12/21
博弈论第二章
25
第二十五页,课件共有36页
第三节 纳什均衡
(一般了解)
➢三、寻找纳什均衡的方法
➢(三)箭头指向法:公共地悲剧
➢ (1)亚当单独改变策略→(芭蕾,足球) ➢(2,1)→(-1,-1):不可取
➢ (2)夏娃单独改变策略→(足球,芭蕾)
➢(2,1)→(0,0):不可取
2021/12/21
博弈论第二章
7
第七页,课件共有36页
第三节 纳什均衡
➢ 一、案例:情侣博弈
➢ (三)节外生枝:某人单独改变策略
➢ 2.分析:对象——(芭蕾,芭蕾)均衡 ➢ (1)亚当单独改变策略→(足球,芭蕾)
第三节 纳什均衡
➢一、案例:情侣博弈 ➢(二)优势策略均衡
➢(足球,足球),(芭蕾,芭蕾)
2021/12/21
博弈论第二章
5
第五页,课件共有36页
评价:合作、默契、协调
(足球,足球), (芭蕾,芭蕾)
纳什均衡求解方法
纳什均衡求解方法
纳什均衡是博弈论中的一个重要概念,主要用于描述多个参与者选择一个策略后,达到一种相互协调的状态。通常来说,纳什均衡被认为是一种不可协调的状态,因为所有参与者都没有动机改变自己的策略。
求解纳什均衡可以利用以下方法:
1. 策略消元法:这是一种非常基本的求解方法,适用于简单的博弈模型。该方法的核心思想是根据参与者的策略做出相应的推理,将局面简化为更容易分析的形式。最终得到的一个或多个均衡状态就是纳什均衡。
2. 迭代删除劣势策略法:该方法适用于有限的博弈模型,可以通过迭代删除每个参与者的劣势策略逐步缩小均衡的可能性。最终会得出一个或多个纳什均衡状态。
3. 前瞻解法:该方法主要适用于完全信息博弈,通过加权平均和后验概率的计算方法,可求解出参与者的最佳策略组合。最终的最优解就是纳什均衡。
需要注意的是,纳什均衡的求解并不总是存在,并且可能存在多个均衡状态。而一旦找到了均衡状态,参与者就不会再改变策略,因为任何人的单方面行动都可能导致良性均衡的破裂。
纳什均衡纯策略求解算法
纳什均衡纯策略求解算法
纳什均衡是博弈论中非常重要的一个概念,在许多领域都有广泛的应用。纳什均衡指的是博弈中每个参与者的策略都是最优的,即在其他参与者的策略下,自己的策略是最好的选择。
在博弈中,有时会出现多个纳什均衡,这时需要找到其中一个最好的纳什均衡,这个最好的纳什均衡被称为最优纳什均衡。
纳什均衡纯策略求解算法是一种求解博弈中纳什均衡的方法。该算法主要分为以下几个步骤:
1.列出参与者的策略空间:首先需要列出每个参与者的所有可能策略,这些策略构成了参与者的策略空间。
2.列出每个参与者的收益函数:接下来需要列出每个参与者在每种策略下的收益函数,收益函数可以根据实际问题进行定义。
3.构建博弈矩阵:将每个参与者的策略空间组合起来,得到一个博弈矩阵,矩阵中每个元素表示每个参与者在对应策略组合下的收益。
4.寻找纳什均衡:通过对博弈矩阵进行分析,可以找到博弈中的纳什均衡。其中,纳什均衡是指没有参与者可以通过单方面改变自己的策略来获得更好的收益的策略组合。
5.确定最优纳什均衡:在找到多个纳什均衡的情况下,需要通过一定的方法来确定最优纳什均衡。
纳什均衡纯策略求解算法是一种比较常用的博弈求解方法,在实际问题中也有广泛的应用。
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混合策略纳什均衡计算方法(一)
混合策略纳什均衡计算方法(一)
混合策略纳什均衡计算方法
什么是混合策略纳什均衡
混合策略纳什均衡是博弈论中的一个概念,指的是每个玩家都选择一
定的概率来执行每一个可行的行动。这样,游戏的结果不再是唯一的,而是有一定的概率分布。
如何计算混合策略纳什均衡
计算混合策略纳什均衡需要用到线性规划的方法,具体步骤如下:
1.确定每个玩家的策略空间,即每个玩家可选的所有策略。
2.建立概率分布矩阵,即每个玩家选择每个策略的概率。
3.利用概率分布矩阵和游戏的收益矩阵计算出每个玩家的期望收益。
4.建立线性规划模型来最大化每个玩家的期望收益。
5.求解线性规划模型得到混合策略纳什均衡。
混合策略纳什均衡的应用
混合策略纳什均衡在实际应用中有广泛的应用。比如在围棋、国际象
棋等棋类游戏中,人类选手常常会使用混合策略来应对对手的不确定性。同时,在市场竞争、拍卖、投资等领域,混合策略也可以用来帮
助决策者做出最优的决策。
总结
混合策略纳什均衡是博弈论中的重要概念,在实际应用中具有广泛的
应用前景。计算混合策略纳什均衡需要用到线性规划的方法,但具体
计算步骤并不复杂。我们可以通过深入理解和应用混合策略纳什均衡,来帮助我们更好地应对不确定性和竞争。
混合策略纳什均衡的优势
混合策略纳什均衡作为一种考虑不确定性的策略,相较于确定性策略有以下优势:
1.能够应对对手的随机性,减小被对手利用的风险;
2.能够在一定程度上改变游戏的结果分布,增加自己的收益,同时
降低失败的风险。
混合策略纳什均衡的局限性
尽管混合策略纳什均衡具有很多优点,但是也存在以下局限性:
纳什均衡
纳什均衡问题
我们通过博弈论来分析我们的反拍卖过程,对于这一个博弈过程中,有L 个参与者(WiFi AP ),每一个参与者l =1,2,…,L 设计一个规则在范围S l 中选择他们的出价X l ,以达到最大化效用函数u l (X 1,X 2,…,X L )的价值的目的。因为每一个参与者只能控制自己的策略的可变,在事先不知道其他参与者的拍卖信息的条件下,需要认真考虑其他用户的拍卖。以上概念在博弈论中属于均衡概念,即在系统一定的条件下识别稳定运作点(合理的行动)。
对于每个参与者我们取随机的出价X l 。定义策略πl 是S l 的概率分布。
所以πl x l =Pr (X l =x l ),x l ∈S l 。
我们用X 表示所有参与者的拍卖出价。定义策略组合π是所有个体策略产生的。所以
π x =Pr X =x =
πk (x k )L k =1
X 属于空间D =S 1×S 2×…×S L
我们可以写出每一个l 的策略组合π为(x l ,x −l )。x −l 表示除了参与者l 其他所有参与者的策略组合。
l 的期望效用由π决定
u l πl = u l x x∈D π x
当πl 是其他参与者策略集合π−l 的最佳反应,则π是一个纳什均衡。
u l (πl ,π−l )≥u l (σl ,π−l )
σl 表示所有可能的策略。(σl ,π−l )表示l 用策略σl 代替策略πl 。
纳什均衡案例
..假定北京市的房地产市场需求有限;A、B两个开发商都想开发一定规模的房地产;但是市场对房地产的需求只能满足一个房地产的开发量;而且;每个房地产商必须一次性开发这一定规模的房地产才能获利..在这种情况下;无论是对开发商A还是开发商B;都不存在一种策略完全优于另一种策略;也不存在一个策略完全劣于另一个策略..因为;如果A选择开发;则B的最优策略是不开发;如果A选择不开发;则B的最优策略是开发;类似地;如果B选择开发;则A的最优策略是不开发;如果B选择不开发;则A的最优策略是开发..这样就形成了一个循环选择..
根据纳什均衡含义就是:给定你的策略;我的策略是最好的策略;给定我的策略;你的策略也是你最好的策略..即双方在对方给定的策略下不愿意调整自己的策略..
这个博弈的纳什均衡点不止一个;而是两个:要么A选择开发;B不开发;要么A选择不开发;B选择开发..在这种情况下;A与B都不存在优势策略;也就是A和B不可能只要选择某一个策略而不考虑对方的所选择的策略..实际上;在有两个或两个以上纳什均衡点的博弈中;其最后结果难以预测..在房地产博弈中;我们无法知道;最后结果是A开发B不开发;还是A不开发B开发..
再来看这样一个警察捉小偷博弈的例子..某个村庄上只有一名警察;他要负责整个村的治安..小村的两头住着两个全村最富有的村民A和B;A、B 分别需要保护的财产为2万元、1万元..整个小村某一天来了个小偷;要在村中偷盗A和B的财产;这个消息被警察得知..
因为分身乏术;警察一次只能在一个地方巡逻;而小偷也只能偷盗其中一家..若警察在某家看守财产;而小偷也选择了去该富户家;就会被警察抓住;若警察没有看守财产的富户家而小偷去了;则小偷偷盗成功..