三人模糊聯盟合作博弈的最小核心解

卜紅 南江霞

摘 要 研究了聯盟是模糊的合作博弈.利用多維線性擴展的方法定義了模糊聯盟最小核心解，并推導出三人模糊聯盟合作博弈最小核心的計算公式.研究結果發現，多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈最小核心解是對清晰聯盟合作博弈最小核心解的擴展.最后給出三人模糊聯盟合作博弈的一個具體事例，證明了此方法的有效性和適用性.

關鍵詞 運籌學；模糊聯盟最小核心解；多維線性擴展方法

中圖分類號 O225 文獻標識碼 A

Abstract A fuzzy coalition cooperative game was studied， according to the multinear extension. The least core of three person fuzzy coalition cooperative game was defined and its' computational formulae was obtained. The research result shows that the least core of the three person fuzzy cooperative games with multilinear extension form is an extension of the least core of crisp cooperative games. The validity and applicability of the proposed method were illustrated with a real example.

Key words operation research； the least core for fuzzy coalition cooperative game； multilinear extension

1 引 言

合作博弈是博弈論重要的分支，已經在各個領域得到廣泛應用.但現實生活中，如（李登峰（2003），Branzei and Dimitrov et al（2005），Bumariu and Kroupa （2009），李登峰（2012），LI（2012）， Branzei and Dimitrov （2008） ） 文中所提到的環境的不確定性、可支配資源的有限性等原因[1-6]，局中人常以一種參與度去參與聯盟，因此， Aubin（1974）首次提出了模糊聯盟的概念[7]，即局中人在參與合作時，參與程度可以不同，用[0，1]間的一個實數表示，由于其更符合人們的心理和實際問題，模糊聯盟合作博弈的理論和應用引起了許多國內外研究者的關注，成為合作博弈理論的重要組成部分和研究熱點之一.許多研究者對模糊聯盟合作博弈進行了深入的研究，如孫紅霞（2010）首先拓展了 Owen 聯盟值在經典意義下滿足的 5 個公理，利用 Choquet 積分給出了基于聯盟結構的模糊合作博弈的 Owen 聯盟值，即模糊 Owen聯盟值的具體形式，并證明該聯盟值滿足新定義的 5 個公理[8].占家權和張強（2010） 提出一類具有特殊結構的模糊合作博弈的資源分配方法，而且其方法可以保證所有局中人支付之和最大， 從而解決了模糊合作博弈中會形成什么樣的模糊聯盟結構的問題[9].黃武軍等（2010）研究了擬陣約束下TU模糊合作博弈的Banzhaf-Colema值[10].Owen（1972）等引入了多維線性擴展方法，用于大規模清晰合作博弈的Shapley值計算，并利用此方法對經典合作博弈進行拓展，提出了多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈[11].Meng（2010）等對具有多維線性擴展形式的模糊聯盟合作博弈Shapley值進行研究，證明了Shapley值的存在性和唯一性，并給出了解析表達式[12].孟凡永（2012）提出了基于多維線性擴展模糊聯盟合作博弈的Banzhaf值，討論了其性質和公理化方法[12].綜上所述目前，該研究的重要分支就是利用多維線性擴展方法對清晰聯盟合作博弈下的支付函數進行模糊拓展，并提出基于多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈分配方案.從文獻中看基于多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈Shapley值和Banzhaf值等都有深入的研究，成果較多，但對于最小核心的研究很少.最小核心彌補了核心可能是空集的缺陷，另外三人博弈在現實生活中很普遍，很多聯盟都是產、供、銷三方聯盟，因此研究三人模糊合作博弈最小核心具有一定的理論價值和應用價值.

文中探討了基于多維線性擴展的三人模糊聯盟合作博弈的最小核心.利用多維線性擴展方法對經典清晰聯盟合作博弈最小核心進行模糊拓展，定義了基于多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈的核心、強ε-核心和最小核心，并給出最小核心的一些性質.最后通過算例來說明基于多維線性擴展的模糊聯盟合作博弈的最小核心的有效性和實用性.

三家公司合作時，公司1所得的利益分配為1.756萬元，公司2獲得利益分配在[5.576，13.576]之間，公司3獲得的利益分配在[4.756，12.576]之間.此方法可以應用到企業聯盟利潤分配問題中，不僅有固定的的計算公式，而且也彌補了核心常常為空集的情況.說明了文中所給出的三人模糊聯盟合作博弈的最小核心解的合理性和實用性.

5 結 論

研究了三人模糊聯盟合作博弈的最小核心的計算方法.把經典的合作博弈擴展到模糊聯盟合作博弈上，并提出模糊聯盟最小核心的定義，利用多維線性擴展模糊聯盟合作博弈，得出三人模糊聯盟合作博弈最小核心的計算公式.對于三個以上合作博弈的聯盟最小核心算法，由于計算比較繁瑣，有待進一步研究.此外可以進一步推廣到特征函數為模糊集的合作博弈，以及聯盟和特征函數均為模糊的合作博弈中.

參考文獻

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