[科普中国]-机会博弈

机会博弈也称对策论，是现代数学的一个重要分支，主要用于研究当多个决策主体之间存在利益关联甚至冲突时，各决策主体如何根据自身能力及所掌握的信息，做出有利于自己或决策者群体决策的一种理论。

应用背景机会博弈源于经济学，但其在军事、社会、工程等领域也有广泛的应用，其在电气工程领域最早应用于电力市场，本质上仍然属于经济领域。随着智能电网的发展，传统的电力系统在结构、运行、调度、控制等诸多形态均出现了重大变化。如在发电侧，出现了大型风电场、集中式光伏电站等可再生能源发电，极大增加了电源出力的不确定性；在配电侧，出现了分布式发电、微电网等新型电力供应模式，在增加电网运行方式灵活性的同时更增加了运行复杂度；在用户侧，负荷更具主动性，随着电动汽车、智能家居及楼宇的日益普及，使得参与主导电力系统运营的决策主体趋于多样化。凡此种种，以智能电网为主要特征的新一代电力系统运营特性日趋繁杂。在此情况下，如何确定各决策主体最佳策略从而平衡和优化电力系统有关各方利益是一项极具挑战性的课题，而传统的以单主体决策为主要特征的最优化理论体系难以克服此困难。此种背景下，面向复杂主体多目标优化的机会博弈完全有望成为攻克智能电网诸多关键难题的有力工具。1

非合作博弈非合作博弈以 Nash 的工作为代表，Nash 证明了非合作博弈解的存在性即著名的Nash 均衡，从而奠定了现代非合作博弈的理论基础[2]。非合作博弈中各参与者之间不存在具有约束力的协议，可分为静态博弈和动态博弈。静态博弈中所有参与者同时选择行动，或者虽非同时但后行动者并不知晓先行动者采取的行动；动态博弈是指参与者的行动存在先后顺序，且参与者可以获得博弈的历史信息，决策前根据当前所掌握的所有信息最优化自己的行动。静态非合作博弈通常为策略式博弈。

合作博弈合作博弈理论为 von Neumann 所创立，1944年其与Morgenstern 合著的名著《机会博弈与经济行为》，正式奠定了现代机会博弈的数学基础。合作博弈中各参与者之间存在具有约束力的协议。若一个合作博弈中，合作得到的额外收益可以在参与者中分配，则称其为支付可转移的合作博弈，通常是联盟型博弈；反之，则称之为支付不可转移的合作博弈，其又可进一步分为支付不可转移的联盟型博弈和谈判问题两种形式。

合作博弈主要有两个方面的研究内容：第一，各参与者如何达成合作；第二，各参与者如何分配因互相合作而带来的额外收益。合作博弈最基本的研究手段是公理化方法，即合作博弈中分配策略的制定均采用公理化的设计机制。典型的研究成果包括Nash 讨价还价博弈理论以及Shapley 提出的Shapley 值的概念。

实际工程中往往存在一类非常复杂的决策问题，由于涉及面广，因素繁杂，导致决策者面对众说纷纭甚至充满争议的多种预案难以取舍。典型者如风电上网电价问题，合作博弈恰为解决此类决策问题提供了科学的定量评估手段。又如在不断开放的电力市场环境下，风电场、光伏电站等售电主体往往属于不同的所有者，而风、光资源的天然互补性使得二者的合作存在获益的可能，采用合作博弈为分析工具可合理确定二者的合作方式及收益分配机制。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学