2-2 主体仿真决策框架与应用

主题仿真决策——框架与应用

1. 仿真概述

• 定义：仿真是指基于模型开展模拟试验研究的科学活动，包括用计算机进行仿真。
• 要素与分类：
  • 系统、模型、计算机 是仿真的三要素。
  • 分类包括离散事件仿真（DES）、系统动力学（SD）、主体建模与仿真（ABMS）。

2. 生命游戏

• 模型：由 John H. Conway 提出，用于模拟生命活动中生存、灭绝、竞争等复杂现象。
• 规则：
  • 生存：元胞状态为“生”，且八个相邻元胞中有两个或三个的状态为“生”则继续“生”，否则“死”去。
  • 复活：元胞状态为“死”，且八个相邻元胞中正好有三个为“生”则“复活”。

3. 主体仿真与智能决策

• 智能决策：包括数据驱动的决策、算法决策、仿真决策和决策支持系统。
• 仿真决策：利用计算机仿真技术进行决策，通过展示和刻画不同决策方案的结果来帮助决策者制定合理决策。
• 结合方式：
  • 反应式行为：使用 If-then-else 规则模型或基于概率的规则模型。
  • 推理行为：使用 BDI 模型，包括信念、愿望和意图。
  • 优化行为：使用 NK 模型、运筹学模型或启发式算法。
  • 学习行为：使用神经网络或强化学习。

4. 主体仿真决策框架

• 宏观决策者 和 微观主体 之间的交互。
• 框架：
  • 总框架：主体模型 + 启发式算法。
  • 子框架：
    • 参数估计：有限信息下的参数估计。
    • 运筹优化：有限资源下的理性决策。
    • 学习探索：有限理性下的学习探索。

5. 主体仿真决策应用

• 外卖市场案例：
  • 动机：识别影响外卖市场的主要因素。
  • 假设：
    • 餐厅和顾客的位置分布。
    • 食品准备时间和质量的关系。
  • 代理：
    • 顾客：选择具有更高效用的餐厅。
    • 平台：动态解决复杂的车辆路径问题。
    • 餐厅：通过优化算法决定食品质量和位置。
  • 验证：
    • 使用真实数据验证模型。
  • 情景分析：
    • 情景 A：提高对高质量食品的偏好。
    • 情景 B：缩短食品准备时间。
    • 情景 C：平台倾向于降低成本。