灾害应急救援最优供货的微分博弈模型

发布时间：2020-06-23 05:22

【摘要】：随着人类社会的经济的高速发展,活动能力的增强对自然区域的影响,资源开采对地质的影响等环境破坏情况日渐增加,灾害事件因此频发。自上个世纪以来,全球气候的变化等引发自然灾害事件不断发生,由于灾害发生的不可控特性对人类社会的影响程度越来越大。使得地方性区域,乃至整个国家的发展成果遭到破坏,给人类社会发展形成了极大的阻碍。灾害发生过后,政府及时参与到灾害救援中,面对灾区对应急物资需求量的不确定性以及需求量产生的不确定性,同样,限于供货成本和供货效率等因素对供货数量的影响。当缺货量较小时,灾区对应急物资的需求量得到了较大程度上的满足,此时若供应过多的应急物资会产生储存以及管理不善带来的额外成本。当缺货量较大时,此时应急物资的供应水平应尽可能满足灾区需求量,改善救援状况。因此,如何确定供货数量以及采取的供货决策成为政府和企业需要考虑的重要问题之一。应急物资作为救援物资参与到灾害中,根据医疗物资的特殊性使得每个时期的状态会受到灾民恢复程度的影响,即灾区对应急物资的需求量的变化随着时间发生变化,反映到灾区缺货量状态上,缺货量大小对政府和企业的决策行为存在较大程度上的影响。政府通过向企业提供一部分的供货补贴促使企业参与到灾害救援中来,共同改善灾区需求量供应状况,有效改善缺货量状态。本文针对应急物资最优供货模型,运用微分博弈的方法进行求解,同时对供货过程所得到的收益以及附带的供货成本等多种条件,构建政府和企业共同参与到灾害救援的微分博弈模型,分析如何确定各自的最优供货决策。具体的研究工作与结论包括如下两点:第一,构建政府和企业共同采取开环控制策略下的微分博弈模型。首先根据灾害救援后救援主体所形成的关系,政府作为救援主体,承担领导者角色通过提供一定的供货成本补贴,刺激作为追随者角色的企业参与到救援中来,因此形成了以政府为领导者企业作为跟随者的斯塔克博格的微分博弈模型。可以得到存在稳定的开环纳什均衡解,且政府的供货数量与其应急物资所带来的单位收益和供货效率成正比,而与供货成本成反比。此外,还考虑了当政府不采取成本补贴是的救援情形,并得到了相应的结论。第二,在基础模型的改进下,将政府和企业的供货决策行为更改为反馈策略,此时政府和企业能够依据当前缺货量状态的变化调整自身的供货策略。在反馈策略下去除时间一致性对决策的影响,根据博弈双方的决策过程特点运用逆向求解法,得到企业的反应函数代入到政府所构造出的汉密尔顿函数得到均衡点政府最佳供货数量即最优解,同时也到了最佳供货成本补贴数值,因此,依据供货成本补贴数值可以得到企业的最优解。本文的主要创新点如下:(1)将微分博弈模型的方法运用到灾害救援中来,在模型中考虑政府不同供货补贴比例的情形,政府和企业的决策行为,并分析供货效率供货成本以及单位物资收益对政府以及企业最优供货决策的影响;(2)在不同的供货策略模型下,从两种不同的资讯结构下,分析政府和企业分别在开环控制策略和反馈控制策略下的供货行为,分析政府和企业在面对不同供货补贴下的最优供货数量,以及各个参数对救援效率以及政府和企业最优效益的影响。
【学位授予单位】：东北财经大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X4;F274
【图文】：

技术路线图,创新点,绪论,微分博弈

结论与研宄展望。对本文构建的模型、数值分析、相应结论进行总结，逡逑提出本文的不足之处，并阐述未来进一步的研究工作。逡逑本文的技术路线图如图１－１，大致可以分为五个部分，分别为绪论，基础开环策逡逑略博弈模型，改进模型，模型差异分析，结论与建议。主要工作流程，绪论部分介绍逡逑主要问题和研宄背景以及相关研究文献的研宄现状；基础模型部分对微分博弈的开环逡逑策略进行展开讨论，再进一步着重讨论反馈策略进而比较两种策略差异和优劣，最后逡逑得到相关的结论与建议，为本文的主要技术流程。逡逑６逡逑

物资,稳态均衡,效率,灾区

政府倾向于提供更多的救灾物资，将政府角色视为理性主体，向灾区提供的单位物资逡逑能够提高政府及社会形象，促进社会发展和谐稳定，都将使得政府从灾害救援中获得逡逑来自非经济因素的收益；对上图２－２中纵向观察来看，保持应急物资的单位收益不发逡逑生变化。其中灾害发生时灾区的道路以及基建设施破坏程度，应急物资前往灾区的可逡逑进入性都能影响到政府向灾区提供应急物资的供货效率ａ，随着灾害救援过程的进行，逡逑在政府将应急物资运至灾区的过程中，逐步改善道路和基础设施的便利性，从而提高逡逑应急物资的供货效率；从图中可以看出，供货效率的提升同样会增加政府的供货量，逡逑且随着供货效率ａ的数值增加，达到均衡点时政府所给定的最优供货量也随之增加。逡逑１５逡逑

【参考文献】