摘 要

演化博弈理论起源于生物学领域，随着科学研究与社会进步，而被广泛的应用于各个领域的研究，并且演化博弈理论在研究中的地位日渐提升。演化博弈理论在被众多学者的不断研究中，随着理论缺陷与不足被不断的补足，这一理论也在不停的被完善着。随着科技的不断更新发展，计算机技术在也在日新月异的进步着，这项技术在学者们的研究领域中发挥着至关重要的作用，因此也被越来越多的学者所重视。通过计算机仿真，我们能够通过建立各种博弈模型，探究各种不同情况下的演化博弈的发展方向，这有助于我们更加深入地理解演化博弈，及其不断发展演化学习算法及演化稳定均衡，更形象地解释、验证一些经济现象。

本文通过二分网建立多对多的公共品博弈模型，来模拟分析个体的理性行为，并对其建模，进而探究如何进行利益分配，才能促进群体之间进行合作。在模型中通过，以激励机制模拟利润分配，以学习机制模拟个体的逐利行为。仿真过程中，该模型很好的体现了个体在博弈中根据不同情况采取不同决策进行博弈的行为状态。在Web平台上进行演化博弈过程的系统开发并成功实现。

关键词：演化博弈，Repast仿真，公共品博弈。

Abstract

Evolutionary game theory originated in the field of biology. With the advancement of scientific research and social progress, it has been widely used in various fields of research, and the status of evolutionary game theory has become increasingly important in research. Evolutionary game theory has been continuously studied by many scholars. With the defects and deficiencies of the theory being constantly supplemented, this theory is constantly being perfected. With the continuous development of science and technology, computer technology is also advancing with each passing day. This technology has played a crucial role in the research field of scholars, and it has also been valued by more and more scholars. Through computer simulation, we can explore the development direction of evolutionary games under various conditions by establishing various game models. This helps us to better understand evolutionary games, evolved learning algorithms and evolutionary stable equilibrium, and more vivid interpretations. , verify some economic phenomena.

This article establishes a many-to-many public goods game model through two-dimension nets to simulate and analyze individual rational behaviors, and models them, and then explores how to distribute benefits, so as to promote cooperation among groups. Passed through the model, the incentive mechanism simulates profit distribution, and the learning mechanism simulates individual profit-taking behavior. In the simulation process, the model well reflects the behavior of individuals in the game to take different decisions based on different conditions in the game behavior. The system development of the evolutionary game process on the Web platform was successfully implemented.

Keywords: Evolutionary Game, Repast Simulation, Public Goods Game

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1国内外演化博弈论的发展 1

1.2演化博弈理论 2

1.3双人博弈 3

1.4公共品理论 4

第2章 二分网络中的博弈模型 6

2.1复杂网络中的二分网 6

2.2个体行为模型 7

2.2.1二分网模型 7

2.2.2多人博弈 8

第3章 博弈模型的学习机制与激励机制 10

3.1激励机制 10

3.2学习机制 10

第4章 系统仿真与设计 12

4.1 Repast简介 12

4.2 web平台介绍 13

4.3仿真过程与结果分析 13

4.4 Web端工作处理 17

第5章 总结 19

参考文献 20

致谢 22

第1章 绪论

1.1国内外演化博弈论的发展

在很早的时候，经济理论中就已经产生了一种思想，经济演化思想。在马歇尔(1948)的观点中，虽然静态概念在经济演化思想中也比较复杂，但是在复杂程度上与动态概念仍然相去甚远，因此他在研究中，已机械类比，均衡，稳定以及决定性作为研究对象，并在此基础上建立了属于他的理论基础^[1]；阿尔钦(1950)的研究中是从另一个方面入手的，他深入探究了解了自然概念在经济研究中的应用，最终成功的将其运用于经济分析领域，并且成功的取代了利润最大化概念在此领域中的作用，取得了巨大的成果。并且在他看来，一定程度的竞争能够动态的选择各种制度的形式。在他的新研究成果中，自然概念的选择机制下，主体的行为是否理性并不是最重要的，即使我们将其看作不是理性的，每个行为主体本身为了生存，都会自主的选择适合自身的策略，以求能够避免社会演化所带来的压力，从而能够达到一个纳什均衡。阿尔钦的研究成果为其他学者研究新的经济学制度的过程中产生了重要作用，即在提供了新的研究方向的同时，他的研究也为演化博弈论的发展提供了新的思路。在博弈论的研究前期，所有研究成果中较为完整的体现了演化博弈思想的理论来自于纳什(1950)的“群体行为解释”理论。他认为，参与者拥有丰富的博弈论知识并不是最重要的，能够进行复杂演化的推理也不是一个参与者所必须具备的能力，因为参与者只需要在博弈过程中，将每次的博弈信息记录下来，从中提前每次博弈过程中能够占据优势的策略信息，从而使自己的决策占据有利地位，那么纳什均衡仍可达到^[2]。

演化博弈理论在经过无数学者的研究后，在各个领域的应用中发出了夺目的光彩，取得了巨大的成果，而在这些成就的背后，得益于史密斯与普瑞斯的积极推动，是他们通过的艰苦的工作研究奠定了演化博弈论的基础，他们在研究中不断总结，提出了演化稳定策略。在他们之前，其他学者的研究重要一直都放在了演化博弈的理性方面，然而这是博弈论中的一个陷阱，他们的研究成果，成功地转移了人们的研究重心，演化博弈理论也因此找到了另一条发展道路。因此，演化博弈理论得以迅速发展。20世纪80年代，在研究经济学领域的过程中，人们引入了演化博弈理论，并迅速将其应用于产业演化，股市的分析等等。在这一时期，非对称博弈逐渐走入人们的眼中，并且在经过一次次的研究过后，取代了对称博弈在研究中的地位，人们对演化博弈理论的研究又发生了一次重大变化，并且取得了一定的研究成果。到了20世纪90年代，威布尔在研究中对演化博弈理论进行了比较系统完整的总结了一些最新的研究成果，这些成果在后续的研究中产生了巨大的作用，使得演化博弈理论迎来了一个新的时代^[3]。

进入2l世纪以后，国内的进化博弈理论研究学者谢识予(2001)、张良桥(2001)等人对演化博弈论进行了总结，并介绍了与之相关的基础概念和内容；胡支军和黄登仕(2004 )在对证券交易的研究中，创建了一种新的证券组合选择的演化博弈方法；高洁和盛昭瀚(2004)对发电厂的电力市场进行研究时，对竞标方面的稳定策略进行了相关研究，取得了不错的结果；周峰和徐翔(2005)选择了农村税费进行了研究，并通过演化博弈理论探索了如何进行税费方案的改革；刘振彪和陈晓红(2005)的研究项目探讨了在创新投资过程中企业家决策类型的改变，他们创建了一个从单阶段到多阶段的创新投资决策的演化博弈均衡模型^[4]；易余胤等(2003；2004；2005)对机会主义行为进行了探究，因此他们运用演化博弈方法，对信贷市场、双寡头市场、独自创新、联合开发等方面进行了深入的研究^[3]。从以上众多的学者的研究成果可以看出，近几年来，国内对于演化博弈领域的研究得到了许许多多的学者的青睐，并且他们在这一领域取得了巨大的成果，解决了许多现实意义上的问题。然而不得不承认的是，纵然国内的研究成果让人感到惊喜，但是依旧有着许多瑕疵，主要表现在：(1)研究对于演化博弈论的特征没有进行明确区分，对基本概念的定义也是模糊不清，演化博弈并不是演化的观点和博弈的思想相加的总和，动态演化的模型也不一定就是演化博弈模型；(2)利用演化博弈论来解释某些问题似乎是相当勉强的，这使得人们产生了可能是应用演化博弈论或演化博弈论的理论框架尚不清楚的错觉；(3)只能使用一些相当简单的演化博弈模型，而且研究不够深入。事实上，问题(2)、(3)至少部分是由于(1)引起的，因此，我们必须对演化博弈论重新进行定义，并且要明确其模型的特征以及相关的基础概念^[5]。

1.2演化博弈理论

在传统的博弈理论中，参与人在博弈过程中被设定为在选择过程中是完全理性的，即以最大化的利益为最优先，并且参与人还需要满足具备完全信息这一条件，然而对于现实经济来说，这样的参与人是不存在的，参与人不可能同时具备这两个苛刻的条件，因此，这几乎是不可能实现的^[6]。与传统博弈论不同的是，演化博弈理论中的参与人可以不必具备这两个完全条件，即参与人可以不是完全理性的，也不必具备完全信息条件。博弈理论分析和动态演化过程是演化博弈论的重要组成部分，把它们结合在一起就形成了演化博弈论。动态平衡是在演化博弈过程中被一再强调的一种状态。如今，演化博弈论已经逐渐演变成为了经济学家们研究分析人们的社会习惯，行为规范以及社会体制和社会制度的影响因素的重要手段，他们通过这一手段能够较为全面的解释这些影响因素是如何形成的，他们在这方面取得了显著的成果。

演化博弈理论具备下列特征：它的研究对象是一个随着时间改变的群体，我们能够通过理论上的研究与探讨，进一步理解群体的动态演进过程，并能够解释说明群体达到这一状态的原因，以及如何达到这一状态。影响群体变化的因素具有一定的随机性和突变性，并且在演化过程中，通过选择机制而呈现出来规律性^[2]。通过群体的选择过程，我们能够从中看出演化博弈论所具有的强大能力——推演或解释。从以往的多种模型的演化过程可以分析得出，一般情况下，群体的选择行为具有一定的惯性思考，同时这个过程也隐藏着随时可能出现的突变，无论这个变化是或坏，经过选择以后，它将能够不断地产生新品种或新功能特点。

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