基于懲罰機制的空間公共品博弈合作演化研究.pdf

1、合作在生活中無處不在，而針對偏私個體存在的群體中的合作行為演化研究已經(jīng)成為一個熱點，演化博弈論為研究此焦點提供了方便的理論支持。演化博弈論是結(jié)合經(jīng)典演化理論和動態(tài)演化過程進行分析的一類理論，可為群體中的演化合作提供有效的方法論解釋。
　　此外，現(xiàn)實生活中比較常見的是群體博弈，比如:社會福利的分配，公共資源的使用等，這些都跟群體有關(guān)，這時可以引入公共品博弈來研究此類現(xiàn)象。公共品博弈廣泛存在于自然和社會之中，它基本包括了所有的社會上的

2、要素，構(gòu)成了我們社會和自然不可或缺的基石。依據(jù)達爾文理論，博弈個體會為了讓自己獲取最大的收益，從而會選擇背叛，這明顯不能解釋實際社會中隨處可見的合作行為?；诖?，本文在空間演化博弈下，基于懲罰機制，將人的某些特性加入到博弈個體中，對博弈個體之間的合作涌現(xiàn)和演化規(guī)律進行了研究，主要工作如下:
　　1.研究了引入忍耐度的空間公共品博弈在相互懲罰機制下的合作演化。在現(xiàn)實生活中，我們每個人對待周圍的人和事都存在一個忍耐度，因此我們在本文中

3、引入忍耐度，并研究了引入此參數(shù)后的系統(tǒng)在空間公共品博弈下的合作演化。研究表明，當(dāng)倍增因子r固定時，大眾期望值越大，系統(tǒng)合作水平越低;而當(dāng)大眾期望值一定時，倍增因子r越大越能促進合作的演化。同時利用MATLAB軟件獲得了系統(tǒng)的演化斑圖，利用斑圖形象地表明了系統(tǒng)的動態(tài)演化過程及規(guī)律。海洋問題、森林砍伐問題、公共醫(yī)療問題等都是公共品博弈問題，而當(dāng)傳統(tǒng)的公共品博弈模型引入忍耐度后，將使得博弈個體作出判斷和決定時更貼近于人類的思維，這可使得社會中

4、的公共品博弈問題的解決辦法更接近于實際。
　　2.提出了條件相互懲罰機制，研究了此機制在空間公共品博弈中對演化合作的影響。在實際社會中的相互懲罰是建立在雙方實力不同下的，當(dāng)一方的實力足夠強時才能懲罰到另外一方。受此啟發(fā)，提出了此機制。兩個個體不僅策略不同，而且二者的收益必須達到一個相互懲罰閾值時才可以相互懲罰。為了理解條件相互懲罰機制對空間公共物品博弈中合作演化的影響，我們研究了相互懲罰閾值和倍增因子對系統(tǒng)最終合作水平的影響，并發(fā)

5、現(xiàn)當(dāng)相互懲罰閾值和倍增因子都取適當(dāng)?shù)闹禃r，可以有效地促進合作行為。在遇到實際社會問題時，個體之間的交互往往是存在條件的，所以該機制的研究能為解釋和理解社會中類似現(xiàn)象的合作行為提供參考。
　　3.研究了引入忍耐度的條件相互懲罰機制下的演化合作。以前面的研究為基礎(chǔ)，將忍耐度和條件相互懲罰機制結(jié)合起來，研究了這兩者結(jié)合后對系統(tǒng)合作演化。結(jié)果表明，假設(shè)條件相互懲罰閾值一定時，當(dāng)倍增因子相同時，系統(tǒng)合作水平隨著大眾期望值的增大而逐漸降低，而