基于网络效应的理性排队经济学分析

Since individuals in the social network are related to each other, the value of a specific service to a customer depends on the number of customers who choose the same service or other compatible services, which implies there exist network effects among customers. In this proposal, we take the impacts of network effects on the queuing system into consideration, and employ the methods in behavioral operations research to analyze rational strategies. Firstly, we consider a single-period, single-server queueing system, where the value a customer gets from the service increases (i.e., positive network effect) or decreases (i.e., negative network effect) with the number of customers who choose it. Secondly, we discuss a multiple-period queueing system and embed the effects of the sales in the previous period into a customer’s estimation towards the service. Lastly, in the multiple-server queueing system, the network effects among different service systems and within the service system are considered. In the above three situations, we investigate the strategies of fully rational and boundedly rational customers, the optimal pricing strategy of the manager and whether a revenue maximizing or consumer-welfare maximizing server is in its best interest to reveal some information to customers. This illustrates the influence of network effects on customers’ estimation towards the service, provides new ideas for the development of queuing economics theory and establishes theoretical basis for operational decision-making.

社会网络中的所有个体是相互关联的，某一服务带给顾客的价值往往与使用该服务或其他兼容服务的顾客数有关，即顾客之间存在网络效应。本项目拟考虑网络效应对排队系统的影响，利用行为运筹学中的方法进行理性策略分析。首先，本项目考虑单阶段销售期、单服务台的排队系统，由于服务台内部的网络效应，选择该服务的顾客越多，新到达顾客对这一服务的估值或增加（正网络效应），或减少（负网络效应）。其次，考虑多阶段销售期的情形，当前阶段到达的顾客对服务的估值取决于前一阶段该服务的销量。最后，从多服务台的角度出发，分析服务台之间和服务台内部的网络效应带来的影响。在以上三种情形下，本项目研究完全理性顾客和有限理性顾客的行为策略、管理者的最优定价和信息披露策略，揭示网络效应对顾客进行服务估值的影响，旨在为排队经济学理论的发展提供新思路，为管理者进行运营决策提供理论依据。

本项目以理性顾客和网络效应为切入点，考虑随机服务系统中管理者和顾客之间的博弈关系，基于策略型顾客的进队行为，研究了管理者的最优定价策略、信息披露策略以及服务机制的决策等问题。本项目主要进行了三方面的研究：（1）具有完全理性顾客的排队经济学分析。针对服务台不可靠的排队系统，从吞吐量、公平性以及社会收益三个角度给出了认知无线电系统中服务被中断的次级用户的最优服务机制。研究发现，提供的系统信息越多，不一定越有利于服务商收益和社会福利的提高。（2）具有有限理性顾客的排队经济学分析。当顾客对其进队效用存在估计偏差时，分析了有限理性顾客的进队行为，以及忽略顾客的有限理性对管理者造成的损失。在密集型服务系统中，研究发现，服务台之间的竞争会导致服务商通过增长服务时间来提高服务质量，但是服务商可能同时提高了服务定价。（3）网络效应下针对不同理性程度顾客的排队经济学分析。在跨期服务系统中，考虑历史销量信息对顾客进行服务估值的影响，给出了服务商的最优定价策略，分析了网络效应强度对服务商收益和顾客效用的影响。本项目丰富了排队经济学的理论研究，相关研究结果可以在实践上为服务管理者提供决策建议和参考。