2.7.5. Понятие коалиционных игр.

Ситуация значительно усложняется, когда в игре принимают участие более двух игроков. Водится понятие коалиции игроков, которые пользуются согласованной стратегией против интересов игроков, не входящих в их коалицию. Тогда могут быть вычислены ожидаемые выигрыши (значения игры) для каждой коалиции. В частности, вычисляются значения игры для каждого игрока в предположении, что он играет против коалиции всех других игроков. Обозначим эти значения g₁,g₂,…,g_n. Нормальный выигрыш игрока должен быть не меньше соответствующего значения игры, назовем такой выигрыш обязательством. Таким образом, (s₁,s₂,…,s_n) – обязательство, если s_i≥g_i для i=1,2,…,n и ∑_is_i=G, где G – значение игры (суммарный выигрыш всех игроков, не обязательно равный нулю). Тогда решением для игры n лиц будет такое множество обязательств, что ни одно обязательство этого множества не доминирует над другими обязательствами того же множества и для любого обязательства, не принадлежащего этому множеству, найдется обязательство нашего множества, доминирующее над ним. (Теорема фон Неймана и Моргенштейна). Отношение доминирования используется только для двух игроков или больше и заключается в превышении выигрышей этих игроков в одном обязательстве по отношению к выигрышам этих же игроков в другом обязательстве.

В заключение приведем оценку теории игр, данную Вильямсом: «…хотя в настоящее время уже выяснены, несмотря на множество ограничений теории, многие ее специфические приложения, ее наибольший, пока неявный, вклад состоит в том, что она дает людям, имеющим дело со сверхсложными проблемами, самую общую ориентацию. Даже если эти проблемы не подаются строгому решению, она дает основу для работы над ними. Идея стратегии, различия между игроками, роль случайных событий, понятие матрицы выигрышей, идеи чистой и смешанной стратегии и т.д. дают драгоценную ориентацию лицам, которым необходимо обдумывать сложные конфликтные ситуации».

2.7.6. Практический блок Примеры

Пример 1. ЗАО «ПК Элина» продает свой товар в основном бюджетным организациям. Объём продаж зависит от финансирования организаций. Распределение объемов продаж различного вида товара от степени финансирования представлено в таблице 2.7.10.

Таблица 2.7.10 – Распределение объёмов продаж от степени финансирования

Наименование товара	Финансирование		Прибыль, руб./шт.	Затраты на хранение, руб./шт.
	«Хорошее»	«Плохое»
«Южный Урал»	200	400	100	10
«Патриот»	400	70	300	10
«Смерч-100»	150	200	200	5
«Смерч-200»	100	20	300	5

Необходимо определить оптимальный объем производства каждого вида товара, обеспечивающий максимальную прибыль.

Решение: Для решения задачи воспользуемся теорией игр.

На основании исходных данных строим платежную матрицу, где 1-я стратегия: объем производства, рассчитанный на хорошее финансирование, 2-я стратегия: объём производства, рассчитанный на плохое финансирование.

Таблица 2.7.11 – Платежная матрица

	«хорошее»	«плохое»
1-я стратегия	200000	73300
2-я стратегия	74750	107000

Элементы платежной матрицы вычисляются следующим образом:

а₁₁ = 200 * 100 + 400 * 300 + 150 * 200 + 100 * 300 = 200000

а₁₂ = 200 * 100 + 70 * 300 + 150 * 200 + 20*300 – 330*10 – 80*5= 73300

а₂₁ = 200 * 100 + 70 * 300 + 150 * 200 + 20*300 – 200*10 – 50*5= 74750

а₂₂ = 400 * 100 + 70 * 300 + 200 * 200 + 20 * 300 = 107000

Преобразуем платежную матрицу следующим образом:

- 73300 =

: 1450 =

200000 73300 126700 0 87,38 0

74750 107000 1450 33700 1 23,24

Тогда система уравнений запишется в виде:

87,38 х₁ + х₂ ≥ 1 х₁ = 0,011

х₂ ≥ 1 х₂ = 0,043

Целевая функция F^* = х₁ + х₂ = 0,011 + 0,043 = 0,054

Частота использования стратегий определяется как p_i=x_{i *}g=x_i/F^*, т.е для наших данных р₁ = 0,011/0,054 = 0,2

р₂ = 0,043/0,054 = 0,8

Произведем противоположные действия преобразованию платежной матрицы и получим минимальную прибыль (цену игры):

υ = (1/ F^* ) * 1450 + 73300 = (1/0,054) * 1450 + 73300 = 100152 руб.

Теперь определим объём производства каждого вида товара:

«Южный Урал»: 200 * 0,2 + 400 * 0,8 = 360 штук,

«Патриот»: 400 * 0,2 + 70 * 0,8 = 136 штук,

«Смерч-100»: 150 * 0,2 + 200 * 0,8 = 190 штук,

«Смерч-200»: 100 * 0,2 + 20 * 0,8 = 36 штук.