基于复杂情境小微物流企业联合运输收益分享合作策略的研究

The study will focus on exploring the cooperative strategies for the small logistics firms in western china. This is a lateral cooperation problem by sharing transport demand and the transport capacity simultaneously in logistics service supply chain. Based on the cooperative game theory and optimization theory, considering demand and capacity sharing in uncertainty, the complex collaborative network models for less than truckload are to be designed. After optimizing the model by maximize cooperative profits, the profit allocation game will be defined from a game-theoretic viewpoint. Furthermore, following profit allocation strategies will be devoted to study.(1) the properties of non-empty core set for which is defined game; (2) how to calculate the single value allocation solution, and then to calculate the single value allocation solution by adding core-stability constraints;(3) the properties of non-empty core set and single value solution for a fuzzy cooperative game by considering complicated scenarioes . Moreover, heuristics and computer simulations will be developed to solve the complex models in the study.

本项目拟以西部地区小微物流企业，构建零担联合运输联盟为背景，运用合作博弈理论、现代优化理论、不确定性理论，定量研究无车承运人、有车承运人合作时多边复杂关系的协调。首先考虑不确定性环境、需求细分、由谁决策等复杂情境，设计基于供需匹配和需求、能力交换时的协调优化网络，并以收益最大化为目标定义联合运输博弈。进一步，通过构建数学规划模型，研究收益分配核心集值解的非空性质；研究多种收益分配的单值解，及核稳定条件下单值分配解的性质；研究空核情况下合理分配解的性质；研究局中人成本信息模糊及参与度信息模糊时，模糊合作博弈的核心及单值解的性质等内容。对于复杂组合问题的求解，我们拟采用启发式方法和计算机模拟的方法加以解决，力求为小微物流企业虚拟化运作提供理论支持。

本研究通过无车承运人集中化运输为背景，在合作博弈理论的框架下，研究公路运输中小微运输企业的合作运输行为和运输联盟的形成。主要工作包括：（1）构建了基于时间策略的无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。该模型的特征函数是基于联盟规模变化而建立的多目标值函数。决策时，基本的时间策略将进一步衍生出多种集结发车策略，并将形成对应的联盟。研究中发现，即使在能力限制的情况下，满载运输并非总是最优策略。不同情况的满载运输也具有不同的经济含义。进一步确定了运力现货市场价格和能力浪费惩罚的合理适用范围。该博弈是凹博弈，设计了两种满足核心的分配法则，即根据D&R算法设计了约束平均主义分配和具有差别性的比例分配方法，并讨论了他们的性质。（2）在基本模型的基础上，考虑了人的等待心理行为对决策的影响，引入了由于集结过程而额外产生的集结等待时间成本，该成本是关于集结时间的非线性函数。最终，基于给定的运输能力、运输现货市场运价、能力浪费的机会成本和消费者的参与约束，构建了基于时间策略的多承运人联盟联合成本模型。该模型是基于集结时间变化的分段函数。研究发现衍生策略的存在将导致形成不同类型的联盟。通过对关键参数（如能力浪费的惩罚成本，现货运输市场运价等）的研究，界定了关键参数的变化对于最优决策的影响，并同时发现了最优决策的演化轨迹和联盟形成的演化轨迹。由于交叉策略的影响，大联盟的形成也更加复杂，据此接着研究了联盟形成时的成本分摊问题。根据最优决策行为，定义了一个基于分段特征函数的多承运人联合集结的合作博弈模型。该博弈不一定满足超可加性质，为此研究了满足超可加性联盟的情景特征。由于交叉策略的影响，该博弈不是凸博弈，通过对一个辅助博弈的研究，间接得到了一个成本分摊解，该分配满足种群单调分配性（PMAS），并证明了该分配属于核心解。研究中，模型的建立是在一般的环境下开展，所有结论也是通过严格的数学证明得到，具有科学性。