（系统工程专业论文）一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究.pdf

a!。jj，勺。 j、j-1，-，】ili1 j，-、 17“，il1曲嘞o oq， ， 1 独创性声明 ilulll111iillllflffl4llijliiflllllijllljiiihi l l r lij ir舢rill y 17 4 8 7 7 4 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用 的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或 撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：孓慈 日期：f 。年易月f 日 分类号垂婆丝；q 2 曼! udc 5 量：塑 一 密级公五 编号堇鲤窆窆幽鲤垫兰2 博士学位论文 一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控 制研究 申请学位级别埴 专业名称一丕统王程一 论文提交日期 2 q 曼q 生垒且一 论文答辩日期2 q 羔q ：查! 曼q 学位授予单位和日期江菱太堂生旦 答辩委员会主席 评阅人 2 010 年4 月 r e s e a r c ho n c o m p l e x i t ya n d c h a o sc o n t r o l o fg a m em o d e lf o ra n o l i g o p o l ym a r k e t b y d i n g j u a n m a j o r ： s y s t e me n g i n e e r s u p e r v i s o r ：p r o f y a n gw e i g u o j i a n g s uu n i v e r s i t y a p r i l ，2 0 1 0 摘要 摘要 少数具有较高市场份额的大企业，控制着某一 供给的市场结构。从世界范围内的产业发展来 看，寡头垄断市场结构是当前经济发达国家产业发展所采取的一种最 普遍的市场结构类型。它广泛存在于具有规模经济要求的行业或领 域。它所具有的综合优势是其他市场结构所不具有的。从微观角度， 它具有资源配置效应、技术创新效应、规模经济效应等；从宏观角度， 它具有优化产业结构、促进经济增长、提高一国整体竞争实力的效应。 因此寡头垄断市场是现代社会大规模生产的客观需要，是市场演变的 必然结果，研究寡头厂商的竞争行为和决策方式对整个市场均衡以及 经济的有效运行的影响是非常重要的。 在寡头市场上，每个厂商都占有举足轻重的地位，他们在产量、 价格和质量等方面决策的变化会影响整个市场和其他竞争者的行为。 因此，厂商在做产量、价格和质量等决策时，不仅要考虑自身的成本 和收益情况，还要考虑其他厂商的决策对自己决策的影响。这就使得 对寡头市场的研究与讨论远远超过了西方经济学中边际收益与边际 成本的范围，不得不借助于一些新的分析工具。作为研究经济主体行 为发生直接相互作用时的决策以及这种决策的均衡问题的博弈论是 研究这一经济问题最合适的工具之一。非线性经济学是在研究经济 系统所表现出来的复杂行为的过程中发展起来的，它是非线性科 学与经济学有机结合的产物。本文试图将博弈论、非线性动力学的 分岔与混沌理论结合起来，分析寡头市场厂商之间各类复杂的竞争行 为。本文主要研究了以下几方面内容： 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 1 、将有限理论和预期因素应用到寡头市场，本文建立了寡头市 场中的厂商采取相同决策规则和不同决策规则时的两个产量博弈模 型，分析了这两个博弈模型的参与者在进行产量竞争过程中系统所表 现出的复杂行为和系统n a s h 均衡点的稳定性。分析结果表明：当这两 个模型的某些参数在一定范围内变化时，n a s h 均衡点失去稳定性，经 倍周期分岔后进入混沌态；参与人对产量的调整速度越小或单位变动 成本越大，其利润就越稳定；采用适应性预期的厂商在市场竞争中会 获得较大利润优势；竞争过程中的市场混沌是由采用有限理性预期的 厂商改变产量调整速度所引起。 2 、将博弈论和混沌动力学结合起来，本文首先建立了寡头市场条 件下价格博弈模型。分析了寡头市场中的厂商在进行价格决策博弈时 系统所表现出来的复杂动力学行为；分别讨论了价格竞争过程中厂商 价格的决策速度、产品的需求系数以及替代系数对模型复杂行为的影 响，并给出了双方取得n a s h 均衡时各参数取值的范围。其次，本文将 时滞效应引入到价格博弈模型中，对其平衡点和稳定性以及引入时滞 之后系统的演化过程进行了分析。同时，对引入时滞效应前后的系统 n a s h 均衡稳定区域的变化与时滞变量系数之间的关系进行了研究。 3 、基于质量的时效性、质量竞争的隐蔽性和质量成本曲线的特 殊性，本文建立了寡头市场质量竞争博弈模型。讨论了寡头市场中两 个竞争厂商为获得最大收益而进行质量博弈过程中所表现出来的决 策变化的复杂性。对质量博弈模型的竞争机理以及质量竞争过程中的 企业决策进行了分析。并通过理论推导和数值模拟结果分析了质量成 本结构对企业均衡价格、需求和利润的影响。 4 、首次将工程技术中的自适应控制方法应用到相同决策规则下的 寡头市场产量博弈模型，对此模型可能出现的混沌性态进行了较为成 摘要 功的控制，实现了对离散非线性动力系统的倍周期分岔和混沌吸引子 中不稳定周期轨道以及不稳定平衡点的有效控制，并以具体的数值模 拟结果为例，验证了此控制方法的有效性和实用性。另外，对于不同 决策规则的寡头市场产量博弈模型，本文采用了两种延迟反馈控制方 法，其中一种反馈控制方法是对系统变量进行延迟控制；另一种反馈 控制方法是对系统参数进行延迟控制。其控制目标都是通过对系统变 量和参数的延迟使系统稳定到不稳定不动点或均衡点。与其他文献不 同的是，本文利用差分方程稳定性理论和j u r y 条件求出了控制增益 的取值范围，为寡头市场中厂商的产量决策提供理论依据。 关键词：寡头市场，n a s h 均衡，产量竞争，价格竞争，质量竞争， 自适应控制，延迟反馈控制，时滞 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 i v a b s t r a c t o l i g o p o l yi sam a r k e ts t r u c t u r e ，w h i c hf e wl a r g ee n t e r p r i s e sc o n t r o l ：r e l a t i v e l yh i g hm a r k e ts h a r ea n d m o s tp r o d u c ts u p p l yi no n ei n d u s m yo r m a r k e t f r o mt h ew o r l d w i d ei n d u s t r yd e v e l o p m e n t ，o l i g o p o l i s t i cm a r k e t s t r u c t u r ei st h em o s tc o m m o nt y p eo fm a r k e ts t r u c t u r ei n i n d u s t r y d e v e l o p m e n ta d o p t e db yc u r r e n td e v e l o p e dc o u n t r i e s i th a sw i d e l y e x i s t e di nt h ei n d u s t r yo rf i e l dw i t ht h er e q u i r e m e n t so ft h es c a l ee c o n o m y i th a st h ec o m p r e h e n s i v ea d v a n t a g e so ft h eo t h e rm a r k e ts t r u c t u r e sd on o t p o s s e s s f r o mt h em i c r o s c o p i cp o i i l to fv i e w , i th a st h ee f f e c to fr e s o u r c e a l l o c a t i o n ，t e c h n o l o g i c a li n n o v a t i o n , s c a l ee c o n o m y , e t c ；f r o mam a c r o p o i n to fv i e w , i th a st h ee f f e c to fo p t i m i z a t i o no fi n d u s t r i a ls t r u c t u r e ， p r o m o t i o n o fe c o n o m i c g r o w t h a n d i m p r o v e m e n to f t h eo v e r a l l c o m p e t i t i v e n e s so fac o u n t r y o l i g o p o l ym a r k e ti sn o to n l yt h eo b j e c t i v e r e q u i r e m e n to fl a r g e s c a l ep r o d u c t i o ni nm o d e ms o c i e t y , b u ta l s ot h e i n e v i t a b l eo u t c o m eo fm a r k e te v o l u t i o n t h e r e f o r e ，i ti sm o s ti m p o r t a n tt o s t u d yt h ei n f l u e n c eo ft h eo l i g o p o l ym a r k e te q u i l i b r i u ma n dt h ee f f i c i e n t f u n c t i o n i n g o ft h e e c o n o m y f o r f i n n s c o m p e t i t i v e b e h a v i o ra n d d e c i s i o n m a k i n gm e t h o d s e a c hf i r mp l a y sav i t a lr o l e i nt h e o l i g o p o l ym a r k e t ，a n dt h e i r c h a n g e so no u t p u t ，p r i c ea n dq u a l i t yw i l la f f e c tt h eb e h a v i o ro ft h e w h o l eo fm a r k e ta n do t h e r c o m p e t i t o r s t h e r e f o r e ，w h e ne a c hf i r m m a k e ss u c hd e c i s i o n s ，t h e yw i l lc o n s i d e rn o to n l yt h e i ro w nc o s t sa n d e a r n i n g sb u ta l s ot h ea f f e c t i o no fo t h e rf i r m s d e c i s i o nm a k i n g a l lo f t h e s ef a c t o r sm a k et h es t u d ya n dd i s c u s s i o n so fo l i g o p o l ya r ef a rm o r e t h a nt h e s c o p e o fm a r g i n a lb e n e f i ta n dm a r g i n a lc o s to fw e s t e r n e c o n o m i c s ，a n dh a v et og e tt h eh e l po fs o m en e wa n a l y t i c a lt o o l s g a m e v 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 t h e o r y , w h i c hs t u d i e st h eb e h a v i o ro fe c o n o m i co fd i r e c ti n t e r a c t i o na n d b a l a n c eo ft h i sd e c i s i o n ，b e c o m e so n eo ft h em o s ta p p r o p r i a t et o o l si n s u c he c o n o m i ci s s u e s n o n l i n e a re c o n o m i c sh a sd e v e l o p e d b yt h es t u d y o fc o m p l e xb e h a v i o ro fe c o n o m i cs y s t e m s ，a n di ti st h ec o m b i n a t i o no f n o n l i n e a rs c i e n c ea n de c o n o m i c s i nt h i sp a p e r ，w ea p p l yg a m et h e o r y a n dn o n l i n e a rd y n a m i c so fb i f u r c a t i o na n dc h a o st h e o r yt os t u d yt h e c o m p l e xc o m p e t i t i o nb e h a v i o rb e t w e e nf i r m si no l i g o p o l ym a r k e t t h e m a i nc o n t e n to ft h i sd i s s e r t a t i o ni sa sf o l l o w s ： 1 、t h eb o u n d e d l yr a t i o n a l t h e o r ya n dt h ee x p e c t e df a c t o ra r e i n t r o d u c e dt ot h eo l i g o p o l ym a r k e tt oe s t a b l i s ht w od i f f e r e n to u t p u tg a m e m o d e l ，w h i c ha r eb a s e do nt h es a m ed e c i s i o nr u l e sa n dt h ed i f f e r e n t d e c i s i o nr u l e s ，a n da n a l y z et h et w op l a y e r sd u r i n gg a m ep r o d u c t i o n c o m p e t i t i o nm o d e ld e m o n s t r a t e dw h e n t h ec o m p l e xs y s t e mb e h a v i o ra n d n a s he q u i l i b r i u mc h o i c e t h er e s u l t ss h o wt h a tn a s he q u i l i b r i u mp o i n t w i l ll o s ei t ss t a b i l i t ya n dt h e nt h r o u g hb i f u r c a t i o ni n t oc h a o ss t a t ew h e n s o m ep a r a m e t e r so ft h em o d e lc h a n g ei nac e r t a i nr a n g e a n dt h er e s u l t s s h o wt h a tt h es p e e do fp a r t i c i p a n t si nt h ea d j u s t m e n ti ss m a l l e ro ru n i t v a r i a b l ec o s tl a r g e r t h ep r o f i t si sm o r es t a b l e t h ec o m p a n i e sw h i c h a d o p ta d a p t i v ee x p e c t a t i o n si nt h em a r k e tw i l lb em o r ep r o f i ta d v a n t a g e ， a n dm a r k e tc h a o si sm a i n l yc a u s e db yt h eb o u n d e d l yr a t i o n a lc o m p a n y w h i c h c h a n g e st h ea d j u s t i n gs p e e do fo u t p u t 2 、f i r s t ，c o m b i n i n gb o t ho fg a m et h e o r ya n d c h a o sd y n a m i c sw h i c h e s t a b l i s hp r i c eg a m em o d e lu n d e rt h eo l i g o p o l ym a r k e t ，a n da n a l y z et h e c o m p l e xd y n a m i cb e h a v i o ri nt h eo l i g o p o l ym a r k e tw h e n t h ec o m p a n i e s m a k ep r i c ed e c i s i o n sd u r i n gg a m i n gp r o c e s s t h ec o m p l e xi m p a c to f p r i c ed e c i s i o ns p e e da n dd e m a n df a c t o ra n da l t e r n a t i v ef a c t o rt ot h e m o d e la r ed i s c u s s e dd u r i n gt h e p r i c ec o m p e t i t i o n s e c o n d ，d e l a y e d d e c i s i o ni si n t r o d u c e di n t ot h ep r i c eg a m em o d e l ，a n di t se q u i l i b r i u ma n d g a i n i n gm a x i m u mb e n e f i t i na d d i t i o n ，w ea n a l y z et h em e c h a n i s mo f q u a l i t yc o m p e t i t i o na n dc o r p o r a t ed e c i s i o no ft h ep r o c e s so fq u a l i t y c o m p e t i t i o n a tl a s t ，w ea n a l y s i st h eq u a l i t yo ft h ep r i c eo fc o m p a n yc o s t a n dd e m a n dp r o f i ti m p a c tt h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dn u m e r i c a l s i m u l a t i o n 4 、f i r s t ，t h ea d a p t i v ec o n t r o lm e t h o d so fe n g i n e e r i n gt e c h n o l o g yi s u s e dt ot h eo l i g o p o l ym a r k e to u t p u tg a m em o d e lo ft h es a n l ed e c i s i o n r u l e s a n dt h ec h a o t i cb e h a v i o ro ft h eo u t p u tg a m em o d e li ss u c c e s s f u l l y c o n t r o l l e d w er e a l i z et h ee f f e c t i v e l y c o n t r o l l i n gf o rp e r i o d d o u b l i n g b i f u r c a t i o no fd i s c r e t en o n l i n e a rd y n a m i cs y s t e ma n du n s t a b l ep e r i o d i c o r b i t s i nc h a o sa t t r a c t o ra n du n s t a b l ee q u i l i b r i u mp o i n t a n ds o m e n u m e r i c a lc o m p u t a t i o n sa r ep r e s e n t e dt oi l l u s t r a t eo u rt h e o r i e s s e c o n d ， w eu s et w ok i n d so fd e l a y e df e e d b a c kc o n t r o lm e t h o dt ot h eo u t p u tg a m e m o d e lo ft h ed i f f e r e n td e c i s i o nr u l e s o n eo ft h ef e e d b a c kc o n t r o lm e t h o d i st h ev a r i a b l ed e l a yc o n t r o ls y s t e m a n o t h e rf e e d b a c kc o n t r o li st od e l a y t h es y s t e mc o n t r o lp a r a m e t e r s a l lo ft h et w oc o n t r o lo b j e c t i v e sa r et o m a k et h es y s t e ms t a b l et ou n s t a b l ef i x e dp o i n to re q u i l i b r i u mb yv a r i a b l e s a n dp a r a m e t e r so nt h ed e l a y a n dt h ed i f f e r e n tt oo t h e rl i t e r a t u r ei st h a t t h i sp a p e ru s e st h es t a b i l i t yt h e o r yo fd i f f e r e n t i a le q u a t i o n sa n dt h ej u r y c o n d i t i o n st oo b t a i nt h er a n g eo fc o n t r o lg a i n t h e r e f o r et h e s et h e o r i e s c a nb et h eb a s i sf o r t h eo l i g o p o l ym a r k e tm a k e r s v 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 k e yw o rd s ：o l i g o p o l ym a r k e t ，n a s he q u i l i b r i u m ，o u t p u tc o m p e t i t i o n , p r i c ec o m p e t i t i o n ，q u a l i t yc o m p e t i t i o n ，a d a p t i v ec o n t r o l ， d e l a yf e e d b a c kc o n t r o l ，t i m ed e l a y v 目录 第一章绪论 目录 l 1 1 研究背景及问题的提出1 1 1 1 研究背景1 1 1 2 问题提出2 1 2 国内外研究现状4 1 2 1 产量、价格与质量竞争模型的相关研究。4 1 2 2 经济系统混沌复杂性的相关研究。7 1 2 3 经济系统混沌控制的相关研究1 0 1 3主要研究内容及创新点1 1 1 3 1 主要研究内容1 1 1 3 2 论文创新点1 4 第二章基本理论概述 2 1 博弈论及其在寡头市场中的应用1 5 2 1 1 博弈理论一1 5 2 1 2 博弈论在寡头市场中的应用。1 8 2 2 经济系统的混沌理论。2 0 2 2 1 混沌的概念与定义2 1 2 2 2 经济系统中的混沌现象与特征2 2 2 2 3 经济混沌系统的研究方法。2 3 2 3 经济系统的混沌控制2 6 2 3 1 混沌控制理论2 7 2 3 2 混沌控制基本方法2 8 第三章寡头市场产量博弈模型复杂性分析。一。一3 5 3 1 基于相同决策规则的寡头市场产量博弈模型3 6 i x 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 3 1 1 模型建立3 6 3 1 2 模型分析3 7 3 1 3 数值模拟分析3 9 3 2 基于不同决策规则的寡头市场产量博弈模型4 1 3 2 1 模型建立4 3 3 2 2 模型分析4 4 3 2 3 数值模拟分析4 6 3 2 4 两种决策规则下厂商利润的比较4 8 3 3 本章小结5 0 第四章寡头市场价格博弈模型的复杂性分析5 1 4 1 寡头市场价格博弈模型5 2 4 1 1 模型建立。5 2 4 1 2 模型分析5 3 4 1 3 数值模拟分析。5 5 4 1 3 1 价格调整速度v l ，屹对系统的影响5 5 4 1 3 2 产品需求系数6 1 ，包对系统的影响5 7 4 1 3 3 产品替代系数吸，畋对系统的影响5 8 4 2 时滞对价格博弈模型的影响5 9 4 2 1 模型建立与分析。5 9 4 2 2 数值模拟分析6 1 4 2 3 进一步推广6 2 4 3 本章小结6 5 第五章寡头市场质量博弈模型复杂性分析 6 7 5 1 寡头市场质量博弈模型的基本假设。6 8 5 2 单寡头市场质量博弈模型6 9 5 2 1 模型建立6 9 5 2 1 数值模拟分析7 0 5 3 双寡头市场质量博弈模型7 4 5 3 1 模型建立7 4 x 目录 5 3 2 数值模拟分析7 6 5 4 本章小结8 0 第六章寡头市场产量博弈模型的混沌控制 6 1 产量博弈模型的自适应控制8 8 6 1 1 自适应控制原理8 8 6 1 2 自适应控制产量博弈模型8 9 6 2 延迟反馈控制产量博弈模型9 3 6 2 1 系统变量的延迟反馈控制9 3 6 2 1 1 单个企业引入系统变量的延迟反馈控制9 3 6 2 1 2 两个企业引入系统变量的延迟反馈控制。9 6 6 2 2 系统参数的延迟反馈控制。9 9 6 3 本章小结1 0 2 第七章总结与展望1 0 5 7 1 主要研究成果与结论1 0 5 7 2 未来展望1 0 6 致谢 参考文献 附录a 附录b 读博期间发表的论文及参加的项目 x i 1 0 9 m n 9 1 2 1 1 2 3 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景及问题的提出 1 1 1 研究背景 寡头( o l i g o p o l y ) 一词是托马斯莫尔爵士( s i rt h o m a sm o o r e ) 在其1 5 1 6 年出版的乌托邦一书中最先使用的。1 9 3 3 年，张伯伦首次明确提出了“寡 头垄断市场( 简称寡头市场) 的概念，并将其与垄断竞争市场区别开来。按西 方经济学家的看法，产品市场结构一般可以分为完全竞争、完全垄断、寡头垄 断和垄断竞争四种基本类型。 完全竞争和完全垄断是两种极端的市场结构。完全竞争的情况下，市场上存 在众多的买者和卖者，两者都只能被动地接受由市场决定的价格；完全垄断市场 中，整个市场只存在一个厂商，而且其他任何厂商进入该行业都极为困难和不可 能。显然，现代市场经济环境中很少有行业存在这两种市场结构。大部分行业是 处于垄断和竞争之间，即寡头垄断的市场结构和垄断竞争市场结构。在垄断竞争 市场上，行业中每一个厂商都面临着一个向下倾斜的产品需求曲线，因此，它能 自主确定价格，而不是像一家竞争厂商那样被动地接受市场价格，从这层意义上， 它拥有某种市场垄断力量；另一方面，各家厂商又必须在价格和产品的种类方面 争夺消费者，而且，新厂商进入垄断竞争行业没有任何限制，因此，这个行业又 像是一个竞争行业。寡头垄断是一种少数大企业具有较高的市场份额，控制着某 一产业或市场大部分产品供给的市场结构并对产品的价格有一定的影响力。寡 头垄断市场有利于实现规模经济，降低企业的生产成本。一个企业要实现规 模经济就必须建立大批量生产经营体系。就生产过程而言，大批量生产经营 体系可以使单位产品成本明显下降。就技术创新与产品开发过程而言，大批 量生产经营体系有利于促进技术的更新、升级以及新产品、新工艺的研制和 开发。就流通过程而言，大批量生产经营体系必然与大批量销售相联系，而 大批量销售可以大幅度降低推销费用和流通费用，从而降低产品单位成本。 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 由此可见，企业只有建立大批量生产经营体系，才能充分获得规模经济效益。 而只有在寡头垄断市场结构下，大批量生产经营体系才能得以有效建立和运 行。 传统的西方经济学认为，只有完全竞争市场才是最有效率的市场形式，垄断 则扼杀竞争、阻碍技术进步和创新，不仅对整个经济不利，也使企业本身缺乏竞 争力。但是近年来大量的实证研究证明，寡头垄断市场结构是比完全竞争市场结 构更有效率的一种市场结构。虽然从理论上而言完全竞争市场最有效率，但在具 有规模经济要求、具有公共或准公共产品等成熟行业出现的市场结构并非如此。 由几家或十几家企业垄断某个市场的半数甚至更多市场份额，即寡头垄断市场结 构在这些行业中则比比皆是。这种市场结构并非某个政府的设计，相反恰恰是市 场选择的结果，并在不同的行业得到印证，如美国汽车业的通用、福特和克莱斯 勒，投资银行业的美林、高盛和摩根斯坦利等。因此，从1 9 世纪末2 0 世纪初产生 此概念以后，近二、三十年，随着经济全球化日益加强，美、日、欧等国和地区 的政府从提高国家整体竞争力考虑，相继在政策、法律、实际操作诸方面放宽了 对垄断的管制，在客观上进一步促进了寡头市场结构的发展，寡头垄断市场结构 已成为垄断资本主义的一种象征。 鲁政委和冯涛分析研究了西方发达国家中的寡头企业在经济发展中做出 重要贡献，得出寡头垄断企业和所在国家经济发达程度高度相关的结论；认为寡 头垄断市场结构是一种很有生命力和效率的市场结构。我国在社会主义现代化进 程中，应尽快培养一个有效率的寡头垄断市场结构。自上世纪9 0 年代以来，随着 我国市场竞争不断加剧和企业之间兼并、重组的逐步展开，金融、重化、航空、 医药、石化、电力、汽车、钢铁、电子设备和计算机等行业的市场结构开始显现 出寡头垄断的特征。在未来一段时间内，我国的一些行业或迟或早还会出现资本 和生产( 经营) 集中的趋势，形成某种寡头垄断格局。 1 1 2 问题提出 寡头市场的研究对象是介于单一个体行为与大群体行为之间的所谓小集团 行为，其讨论比单一个体行为和大群体行为更具有难度与挑战性，这也是为什 么在四种市场结构的理论中，寡头市场理论最薄弱、最不完善，以至于至今不能 2 第一章绪论 被一些经济学家接受的原因。在寡头市场上，由于少数厂商控制了产品供给的大 部分，各厂商既有竞争的一面，又有合作的一面，且他们之间具有较大程度的 相互依赖性，这使得对寡头的研究与讨论远远超过了西方经济学中边际收益与 边际成本的范围，不得不借助于一些新的分析工具，如博弈论和非线性动力学 岔占 守。 博弈论主要是分析几个参与者的策略之间相互影响相互作用的理论。现已被 广泛应用于诸多领域。在经济学中，博弈论主要用于分析寡头之间的相互影响、 劳资争议、工会与管理层的讨价还价、国际贸易政策、国际环境协议者、商誉等 等。博弈论的研究近年来受到许多经济学家的关注，主要原因还在于经济实践发 展和与之相适应的经济理论发展的需要。博弈论的主要理念在于关注他人的价 值，即将自己置于对手的位置来考虑问题，尽可能提前对竞争对手的所有策略进 行反应。近些年来，经济全球化深入发展，生产规模扩大，垄断势力增强，人们 要谈判，讨价还价，进行交易，所有这一切都建立在个人理性的基础上，建立在 竞争的基础之上。随着这种竞争和冲突的日益加剧，各种策略和利益的对抗、 依存和制约的持续发展，使博弈论( 主要是非合作博弈) 的研究达到了全盛时期， 由它的概念、内容、思想和方法出发，已经并将继续几乎全面地改写经济学，也 并将得到更加广泛的应用。 在寡头市场上，厂商们的行动具有复杂的行为，其中定价和定产是厂商竞 争的两种主要方式。对所有生产者来说，最佳情况是在串谋或联合时实现利润最 大化。但这种情况是不稳定的，因为双方都想以降低价格和增加产量来增加利润。 当参加博弈的双方都这样做时，就加剧了市场竞争。在寡头市场中，一个厂商的 定价和定产要考虑其竞争对手的策略性行为，各个厂商需要在假定其竞争者的行 为以后才能作出其最佳选择。由于厂商会很自然地假定其竞争对手也会在给定该 厂商的行为后采取最好的行动，因而寡头市场的的各种模型中总假定各厂商考虑 其竞争者，而其竞争者也将会这么做。由于寡头厂商们行动的复杂性使得寡头市 场上没有一个模型能对该市场价格和产量决定做出一般的理论总结，可以说，有 多少竞争对手的反应假定，就可以出现多少中结果，就有多少模型。其中古诺 ( c o u r n o t ) 模型乜3 、伯特兰( b e r t r a n d ) 模型协3 、斯塔克伯格( s t a c k e l b e r g ) 模型 h 3 是三个经典的寡头博弈模型。c o u r n o t 模型描述的是同时行动的寡头之间的产 量竞争博弈。而b e r t r a n d 模型描述的是同时行动的寡头之问的价格竞争博弈。 3 江苏大学博士学位论文：一类寡头市场博弈模型复杂性及混沌控制研究 不同于上述两类模型，经典的s t a c k e l b e r g 模型描述的虽然也是寡头之间的产量 竞争，只是寡头之间的行动顺序不再是同时的，而是外生给定的序贯行动。此后， 关于寡头市场的分析一直吸引着许多经济学家和管理学家。 近年来随着博弈论作为一门理论学科的不断完善与发展，运用博弈论中的新 思想与新方法进一步研究这三类基本模型成为博弈论和产业经济学中的一个共 同的热点问题。本文就是利用差分方程的相关知识，通过建立数学模型，将博弈 论与混沌动力学控制理论结合起来分析寡头市场中的生产者在进行产量、价格的 调整以及质量、成本缩减博弈时所做的决策行为。 1 2 国内外研究现状 企业之间竞争模式的理论探讨永远落后于企业的竞争实践。由于寡头间竞 争策略的不确定，因此要想建立一个理想的模型解释寡头之间的竞争行为是不可 能的。实际上存在多种解释寡头竞争行为的模型。模型的结论依赖于对寡头竞争 行为的假定。对寡头行为作出的假定不同，模型的结论也就不同，寡头模型是厂 商定价理论中最不定型的模型，也是研究最多、最受关注的理论热点。模型的种 类多，但是又找不到一种模型对寡头的行为给出十分令人满意的解释。目前的相 关研究主要都是建立在c o u r n o t 模型和b e r t r a n d 模型的基础之上，集中于分析 不同经济条件下寡头博弈的均衡点及其对寡头行为的影响，也得出了许多重要的 结论。本文将从三个方面对近年来关于寡头市场竞争中的相关研究进行介绍。首 先，简单介绍国内外学者关于产量、价格与质量竞争模型方面的研究：其次，介 绍混沌经济模型复杂性的相关研究；最后，介绍混沌经济系统控制方面的相关研 究。 1 2 1 产量、价格与质量竞争模型的相关研究 ( 1 ) 寡头市场产量竞争模型 最早对寡头垄断市场产量竞争进行研究的是1 9 世纪法国经济学家奥古斯 汀古诺，也称古诺( c o u m o t ) 模型【2 】，古诺研究的是两个寡头厂商之间的产量 竞争问题，指出企业之间的竞争在于选择不同的产出水平。 4 第一章绪论 美国经济学家爱德华张伯伦对古诺模型的假设前提加以修正以后提出了 “张伯伦模型 【5 】。张伯伦在古诺的基础上进一步认为：寡头双方虽然在竞争过 程中各目追求最大利润，但其过程不单是一种竞争过程。他们在激烈的竞争中还 会意识到双方的互相依赖性，单纯的竞争只会导致两败俱伤。因此，双方都会在 不达成正式协议或共谋的情况下产生自然的默契与妥协，从而获得较大利润。 此后，国内外许多经济学家对c o u m o t 模型进行了改进，使得该模型越来越 符合实际经济行为。文献 0 3 探寻了c o u m o t 博弈中最优反应对应递减( 即策略替 代) 的充分必要条件，表明利润函数的超模性是反应对应递减的充分条件，在线 性成本时，c o u m o t 双寡头中最优反应对应递减的充分必要条件为净成本逆需求 函数在一定范围内是严格对数凹函数，这在经济学上意味着逆需求函数的弹性关 于对手产量严格递增。文献门提出的内生时机观点对c o u r n o t 经典模型具有开创 性的作用。一直以来学者们对三类经典模型中的一个共同假设都假设博弈中 参与人的行动顺序是外生给定的( 同时或序贯行动) 颇有争议，这一争议直到 h a m i l t o n 和s l u t s k 匆提出内生时机观点才得以解决。内生时机观点表明一个博弈 中参与人的行动顺序不应该由外生确定，而应该由参与人自己确定，即参与人之 间的博弈本身也包含对行动顺序的博弈。文献 8 1 研究了多个寡头垄断的古诺模型 等等。 ( 2 ) 寡头市场价格竞争模型 最早研究寡头市场价格竞争的是伯特兰德模型，是由法国数学家约瑟夫伯 特兰德( j b e r t r a n d ) 1 8 8 3 年提出【3 l 。b e r t r a n d 认为古诺假设寡头厂商双方从对 方会维持一定的销售量来决定自己的销售量是