第七章系統(tǒng)工程之沖突分析

第七章系統(tǒng)工程之沖突分析2023/12/27第七章系統(tǒng)工程之沖突分析

沖突分析(ConflictAnalysis)是國外近年來在經(jīng)典對策論(GameTheory)和偏對策理論(MetagameTheory)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種對沖突行為進(jìn)行正規(guī)分析(FormalAnalysis)的決策分析方法，它運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來描述沖突現(xiàn)象，提取沖突過程的本質(zhì)和特點(diǎn)，分析各種可能和必然的沖突結(jié)果，并決策者提供有力的決策依據(jù)。

沖突分析其主要特點(diǎn)是能最大限度地利用信息，通過對許多難以定量描述的現(xiàn)實(shí)問題的邏輯分析，進(jìn)行沖突事態(tài)的結(jié)果預(yù)測和過程分析（預(yù)測和評估、事前分析和事后分析），幫助決策者科學(xué)周密地思考問題。它是分析多人決策和解決多人競爭問題的有效工具之一。國外已在社會、政治、軍事、經(jīng)濟(jì)等不同領(lǐng)域的糾紛談判、水力資源管理、環(huán)境工程、運(yùn)輸工程等方面得到了應(yīng)用，我國也已在社會經(jīng)濟(jì)、企業(yè)經(jīng)營和組織管理等領(lǐng)域開始應(yīng)用。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析研究沖突的方法可根據(jù)定量、定性的不同分為兩個(gè)方面。20世紀(jì)西方的許多學(xué)者把定量方面的研究工作逐漸引向數(shù)量化。在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，一批著名科學(xué)家作出了杰出的貢獻(xiàn)，如馮·諾意曼、摩根斯特思、德布魯、薩繆爾森、西蒙、阿羅、布坎南等是其中的杰出代表。1944年馮·諾伊曼和摩根斯特恩合著《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》，使“經(jīng)濟(jì)博弈論”正式創(chuàng)立。20世紀(jì)90年代以來，特別是1994年納什等三位“博弈論”巨匠獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)，標(biāo)志著50年來博弈論的研究已獲得了巨大的成功，成為了沖突分析中最為重要的定量研究理論。當(dāng)然此外還有許多與研究沖突有關(guān)的理論，如決策論、控制論等。二、沖突分析方法第七章系統(tǒng)工程之沖突分析三、沖突分析方法的發(fā)展

1、Stackelberg對策

Stackelberg對策，又稱為主從對策(Leader—FollowerGame)，它是在多級遞階決策系統(tǒng)中，由于決策人所處的層次地位不同，所形成的一種新對策形式。其基本問題是對策中的主方如何利用自己的領(lǐng)導(dǎo)地位制訂決策或策略，以引導(dǎo)從方采取合作行為，它與經(jīng)濟(jì)學(xué)中有關(guān)機(jī)制設(shè)計(jì)的研究有密切聯(lián)系，兩者都是研究如何設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募?lì)機(jī)制或誘導(dǎo)策略(IncentiveStrategy)用以揭示從方的私有信息、誘導(dǎo)從方的利己行為有益于全局的利益。這種模型較好地反映了社會、經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng)中的層次結(jié)構(gòu)，近年來吸引了眾多的學(xué)者進(jìn)行研究。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析2、誤對策

沖突分析的策略選擇是建立在對抗中各方的信息彼此透明，各局中人理智、客觀的基礎(chǔ)上。然而現(xiàn)實(shí)沖突中并非總是這樣，信息失真以及局中人判斷失誤是時(shí)常發(fā)生的，針對這類情形，誤對策技術(shù)成為一種有效的決策分析技術(shù)。誤對策，又稱超對策(Hypergame)，是20世紀(jì)70年代由西方學(xué)者提出的，該方法假設(shè)：各局中人因?qū)ζ渌种腥说钠庙樞蚺袛嘤姓`、對其他局中人的可用策略錯(cuò)誤理解等等，而對決策形勢產(chǎn)生了偏差。一個(gè)誤對策的均衡點(diǎn)是由對策表中主對角線上各偏好順序向量而確定的。誤對策分析主要有一階誤對策H1和二階誤對策H2。一階誤對策是指至少有一個(gè)局中人的感知產(chǎn)生誤差而所有局中人都沒有意識到。二階誤對策是指至少有一個(gè)局中人意識到有某個(gè)局中人的感知存在誤差。K階誤對策Hk的概念可以此類推。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析

由于實(shí)際的沖突問題中，局中人的策略集和偏好等均可能經(jīng)常發(fā)生變化，例如：主從沖突中的“上有政策，下有對策”，在該對策過程中局中人(上、下級)的策略集、偏好等部分或全部處在變化之中，因此無法按靜態(tài)沖突分析的方法加以分析。于是NigelHoward于1990年提出了軟對策論(SoftGameTheory)，對此問題作了專門研究，該理論的前提條件更為接近客觀實(shí)際。在原有理性選擇模型中，偏好或者被預(yù)先設(shè)定并保持不變，或者過分強(qiáng)調(diào)偏好的動(dòng)態(tài)特性，而軟對策既研究偏好固定時(shí)的情形，又研究其動(dòng)態(tài)演變過程，使沖突中的靜、動(dòng)態(tài)特性得到了有機(jī)統(tǒng)一。3、軟對策

軟對策理論對傳統(tǒng)理論進(jìn)行了改進(jìn)，如將傳統(tǒng)的方案分析法擴(kuò)展為對抗分析法(ConfrontationAnalysis)，并創(chuàng)新性地對一些假定進(jìn)行了修正，引入了許多局中人之間相互影響的新因素：非理性、情緒與不信任等。1993年Bennett和Howard又提出了戲劇模型(DraInaTheory)，對軟對策理論有了進(jìn)一步發(fā)展。其主要表現(xiàn)在：（1）研究了多人情形；（2）進(jìn)行了嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化描述。其后的文獻(xiàn)還對“悖論”在軟對策中的應(yīng)用進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析

VonNeumann和Morgenstern奠定了博弈論的基礎(chǔ)，從數(shù)學(xué)上講，雖然許多博弈論的方法具有很復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式，但對于實(shí)際沖突問題卻仍顯得過于簡化。1971年加拿大的N.Howard提出的亞對策(Metagame)分析技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的對策論研究框架并提出了一種反映沖突主要元素的靈活的符號表示方法。但亞對策分析中，假定每個(gè)沖突參與人對所有參與人的結(jié)局喜好程度都相互了解，這在實(shí)際中是極難做到的。20世紀(jì)80年代，M．Fraser和W．Hipel提出了沖突分析策略(ConflictAnalysis)，它要求每位局中人根據(jù)自身的實(shí)力、立場和要求排列出自己的優(yōu)先向量。決策者的每個(gè)成果的單方面的改進(jìn)必須被標(biāo)出，記作UI(UnilateralImprovement)。然后，必須對每項(xiàng)成果作靜態(tài)分析，由此便可獲得整體的平衡，最后便可決定沖突各方最為安全的策略。四、沖突分析理論的研究

第七章系統(tǒng)工程之沖突分析沖突分析的要素(也叫沖突事件的要素)是使現(xiàn)實(shí)沖突問題模型化、分析正規(guī)化所需的基本信息，也是對原始資料處理的結(jié)果。主要有：（1）時(shí)間點(diǎn)：是說明“沖突”開始發(fā)生時(shí)刻的標(biāo)志；對于建模而言，則是能夠得到有用信息的終點(diǎn)。因?yàn)闆_突總是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，各種要素都在變化，這樣很容易使人認(rèn)識不清，所以需要確定一個(gè)瞬間時(shí)刻，使問題明朗化。但時(shí)間點(diǎn)不直接進(jìn)入分析模型。（2）局中人（Players）：是指參與沖突的集團(tuán)或個(gè)人(利益主體)，他們必須有部分或完全的獨(dú)立決策權(quán)(行為主體)。沖突分析要求局中人至少有兩個(gè)或兩個(gè)以上。局中人集合記作N，N|=n≥2。（3）選擇或行動(dòng)(Options)：是各局中人在沖突事態(tài)中可能采取的行為動(dòng)作。沖突局勢正是由各方局中人各自采取某些行動(dòng)而形成的。每個(gè)局中人一組行動(dòng)的某種組合稱為該局中人的一個(gè)策略(Strategy)。五、沖突分析的要素

第七章系統(tǒng)工程之沖突分析（4）結(jié)局(Outcomes)。各局中人沖突策略的組合共同形成沖突事態(tài)的結(jié)局。全體策略的組合(笛卡爾乘積或直積)為基本結(jié)局集合。結(jié)局是沖突分析問題的解。（5）優(yōu)先序或優(yōu)先向量（PreferenceVector）。各局中人按照自己的目標(biāo)要求及好惡標(biāo)準(zhǔn)，對可能出現(xiàn)的結(jié)局（可行結(jié)局）排出優(yōu)劣次序，形成各自的優(yōu)先序（向量）。六、沖突分析的一般過程

第七章系統(tǒng)工程之沖突分析（1）對沖突事件背景的認(rèn)識與描述以對事件有關(guān)背景材料的收集和整理為基本內(nèi)容。整理和恰當(dāng)?shù)拿枋鍪欠治鋈藛T的主要工作。主要包括：

①?zèng)_突發(fā)生的原因(起因)及事件的主要發(fā)展過程；

②爭論的問題及其焦點(diǎn)；

③可能的利益和行為主體及其在事件中的地位及相互關(guān)系；

④有關(guān)各方參與沖突的動(dòng)機(jī)、目的和基本的價(jià)值判斷；

⑤各方在沖突事態(tài)中可能獨(dú)立采取的行動(dòng)。對背景的深刻了解和恰當(dāng)描述，是對復(fù)雜的沖突問題進(jìn)行正規(guī)分析的基礎(chǔ)。

（2）沖突分析模型(建模)是在初步信息處理之后，對沖突事態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，用的是沖突事件或沖突分析要素間相互關(guān)系及其變化情況的模擬模型，一般用表格形式比較方便。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析

（3）穩(wěn)定性分析是使沖突問題得以“圓滿”解決的關(guān)鍵，其目的是求得沖突事態(tài)的平穩(wěn)結(jié)局(局勢)。所謂平穩(wěn)局勢，是指對所有局中人都可接受的局勢(結(jié)果)，也即對任一局中人i，更換其策略后得到新局勢，而新局勢的效用值(贏得)或偏好度都較原局勢為小，則稱原來的局勢為平穩(wěn)局勢。因在平穩(wěn)狀態(tài)下，沒有一個(gè)局中人愿意離開他已經(jīng)選定的策略，故平穩(wěn)結(jié)局亦為最優(yōu)結(jié)局(最優(yōu)解)。穩(wěn)定性分析必須考慮有關(guān)各方的優(yōu)先選擇和相互制約。

（4）結(jié)果分析與評價(jià)主要是對穩(wěn)定性分析的結(jié)果(即各平穩(wěn)局勢)做進(jìn)一步的邏輯分析和系統(tǒng)評價(jià)，以便向決策者提供有實(shí)用價(jià)值的決策參考信息。如何計(jì)算穩(wěn)定性的一個(gè)精確的數(shù)學(xué)描述，被稱為解概念，國外學(xué)者曾提出了多種解概念的形式，詳見表1所示。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析第七章系統(tǒng)工程之沖突分析例：囚徒甲和囚徒乙因涉嫌于一個(gè)重要案件而拘留，法官確信他們有罪但沒有足夠證據(jù)給他們定罪。為此，法官將兩人監(jiān)禁并告訴他們以下條件，每個(gè)囚徒需在坦白與不坦白之間做出選擇。（1）如果兩人都不坦白，那么法官將以一件較輕的罪名（如非法持槍）將他們各判1年徒刑。（2）如果兩人都坦白，他們將被起訴，但在量刑上可以從輕，每人各判5年。（3）如果只有一人坦白，則坦白者將不被追究刑事責(zé)任，不坦白者受此罪最重刑，10年監(jiān)禁。標(biāo)準(zhǔn)式如圖。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析決策人為囚徒甲和乙，分別用矩陣的行和列來表示。矩陣的兩行（或兩列）分別表示甲和（或乙）的兩個(gè)策略。因此，甲只能控制行之間的變化，而乙只能控制列之間的變化。數(shù)字表示決策人對于該結(jié)局的偏好，其中第一個(gè)數(shù)字表示囚徒甲的偏好，第二個(gè)是囚徒乙的偏好。0-1式如圖。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析兩個(gè)決策人的偏好向量如圖所示。在偏好向量中，根據(jù)每個(gè)囚徒對四個(gè)結(jié)局偏好值，把結(jié)局從左至右排列，偏好值最高的排在最左邊，偏好值最低的排在最右邊，如此形成的模型叫做0—1式。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析運(yùn)用Fraser-Hipel決策準(zhǔn)則,囚徒困境模型的穩(wěn)定性分析和結(jié)果在如表所示.在穩(wěn)定性分析中,需要根據(jù)選用的決策準(zhǔn)則確定每個(gè)結(jié)局相對于每個(gè)決策人的穩(wěn)定性：當(dāng)一個(gè)結(jié)局出現(xiàn)的時(shí)候，如果決策人能夠通過單獨(dú)改變自己的策略而達(dá)到一個(gè)更好的結(jié)局，那么這個(gè)結(jié)局對于該決策人就是不穩(wěn)定的。因此，在穩(wěn)定性分析的第一步，需要確定決策人在每個(gè)結(jié)局所具有的單獨(dú)改變自己地位的能力（unilaterialimprovement），簡稱UI。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析乙不變，甲可從結(jié)局1變到結(jié)局2，所以，結(jié)局2是甲在結(jié)局1的UI。同理，可以由3至4，甲在結(jié)局3有UI4。對乙來說，在結(jié)局1有UI3，在2有UI4。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析根據(jù)Fraser-Hipel穩(wěn)定性定義，每一個(gè)結(jié)局的穩(wěn)定性可以在以下三種情況中確定。（1）理性穩(wěn)定（rationalstable）。對于一個(gè)決策者來說，如果他在某一個(gè)結(jié)局上不能單獨(dú)改變自己的處境，那么這個(gè)結(jié)局對該決策者就是理性穩(wěn)定的，并記作r。結(jié)局2和4對甲，3和4對乙。（2）連續(xù)穩(wěn)定（sequentiallystable）。在這種穩(wěn)定性中，決策在現(xiàn)有的結(jié)局上有UI可以進(jìn)一步改進(jìn)自己的處境到一個(gè)更為有利的結(jié)局。但是在這個(gè)新的結(jié)局上，其他決策人可以運(yùn)用他們的UI使局勢再次變化，而由此產(chǎn)生的結(jié)局比初始的結(jié)局還要差。這種可能性將迫使該決策者放棄使用自己的UI而造成穩(wěn)定。這種由于UI被制裁而造成的穩(wěn)定叫做連續(xù)穩(wěn)定。甲可以由1到2，但在結(jié)局2，乙也有UI使2到4。比較初始結(jié)局1和終止結(jié)局4，對甲來說4比1差，所以甲的UI被制裁。結(jié)局1對甲來說是連續(xù)穩(wěn)定的，用小s來表示。對乙，可由1到3，但甲可使結(jié)局變?yōu)?。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析（3）不穩(wěn)定（unstable）。在一個(gè)結(jié)局上，如果決策人至少有一個(gè)未被制裁的UI，那么這個(gè)結(jié)局對于該決策人就是不穩(wěn)定的，簡記u。在一個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)局上，決策人總是要通過UI來改進(jìn)自己的地位，例如結(jié)局3對于甲，或結(jié)局2對于乙。在分析中，把小寫的u記在P甲中的3和P乙中的2上。基于以上分析得到的個(gè)人穩(wěn)定性均用小寫的r,s或u表示每個(gè)決策人的偏好向量。當(dāng)一個(gè)結(jié)局對于所有的決策人都具有某種穩(wěn)定性時(shí)，那么這個(gè)結(jié)局就是具有整體穩(wěn)定性，并形成一個(gè)穩(wěn)定解。在一個(gè)穩(wěn)定解上，沒有決策人能夠單獨(dú)地偏離這個(gè)結(jié)局。上例中的穩(wěn)定解為1和4。應(yīng)當(dāng)指出的是穩(wěn)定解4是非合作解，而穩(wěn)定解1是合作解，而且穩(wěn)定解1對于甲乙雙方都具有更高的偏好。但在實(shí)踐中，合作解的出現(xiàn)必須要求對對策雙方具有約束力。當(dāng)這一要求不滿足時(shí)，合作解就不可能達(dá)到。第七章系統(tǒng)工程之沖突分析七、沖突模型的特點(diǎn)與分類（1）決策人。（2）策略。（3）偏好與偏好函數(shù)。在實(shí)踐中，決策者的偏好往往無法用定量的信息來描述，因此，大多數(shù)沖突分析模型都使用定性的信息來描述局中人的偏好，稱之為偏好函數(shù)。（4）決策準(zhǔn)則與決策行為。沖