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        基于博弈論的電動汽車充電站規(guī)劃模型

        2018-10-08 11:04:16崔夢瑩
        商情 2018年43期
        關(guān)鍵詞:博弈論

        崔夢瑩

        【摘要】本文基于傳統(tǒng)加油站和電動汽車充電站在汽車燃料市場的競爭關(guān)系,運用經(jīng)濟學中博弈論思想求解出各個傳統(tǒng)加油站和電動汽車充電站的均衡產(chǎn)量。首先,由于油耗和電能出力的單位不同,先同一單位。再給出同一市場的反需求函數(shù),運用古諾模型求解出各個站點的古諾均衡產(chǎn)量。最后,再帶入數(shù)值,進行仿真計算,可以得到各站點的產(chǎn)量,該模型可驗證本文中運用分期靜態(tài)古諾模型計算均衡解是正確可行的。

        【關(guān)鍵詞】燃料市場 博弈論 古諾模型

        1引言

        隨著汽油柴油等化石燃料的逐漸枯竭,以及環(huán)境污染情況的日益嚴重,電動汽車的推廣勢在必行。顯而易見,環(huán)境污染小是電動汽車最突出的優(yōu)點,除此之外,電動汽車還有噪音低,適用范圍廣,結(jié)構(gòu)簡單,維修方便等諸多優(yōu)勢。由于我國現(xiàn)在的汽車燃料供給市場中還存在大量的傳統(tǒng)加油站,引入電動汽車充電站的規(guī)劃時,必然要考慮傳統(tǒng)加油站的影響。因此本文將把這種競爭關(guān)系下各自的產(chǎn)量決策作為本文的主要研究問題。

        2模型假設

        (1)全文服從西方經(jīng)濟學的最基本假設——“理性人”假設。

        (2)電動汽車充電站和傳統(tǒng)加油站所處的汽車燃料市場是完全信息的。

        (3)該研究問題的所采用的所有模型都屬于微觀經(jīng)濟學中的寡頭壟斷模型,并假設汽車燃料市場也是寡頭壟斷市場。

        (4)所有的模型采取的行為決策均以市場為導向,追求絕對的利益最大化。

        (5)整個汽車燃料市場的博弈中,由于供電量和石油消耗量單位不一致,不生產(chǎn)能夠進行比較的同質(zhì)商品,在此,為了簡化模型,我們假設兩者單位是一致的。

        3模型的建立與求解

        3.1利潤函數(shù)

        3.2求解無約束情況下汽車燃料市場的古諾均衡解

        由于古諾模型分析的情況可以很容易的推廣到多個寡頭廠商中去,所以我們在汽車燃料市場中可以使用古諾模型。

        當設備的數(shù)目較少時,利用公式(5b)很容易求出整個汽車燃料市場的總產(chǎn)量Q;但當變量較多時,求取燃料市場的總產(chǎn)量Q將十分困難,沒有推廣的價值。但是,我們?nèi)钥梢赃\用上式對各個設備的產(chǎn)量是不是古諾均衡解進行驗證。

        3.3求解受約束情況下汽車燃料市場的古諾均衡解

        改進思路:對模型進行簡化并且加入現(xiàn)實中的約束條件。

        改進方向:①將某站點中每一個設備的產(chǎn)量設置上限和下限;②將某站點的利潤函數(shù)進行簡化。

        4模型檢驗與仿真

        4.1無約束情況下汽車燃料市場的古諾均衡解仿真

        我國現(xiàn)在的汽車燃料市場格局是以傳統(tǒng)加油站為主導,電動汽車充電站作為補充的,根據(jù)現(xiàn)實情況,我們假設市場中有6個站點,其中有2個電動汽車充電站,4個傳統(tǒng)加油站,并假設每個站有三臺設備。設備11、12、13屬于電動汽車充電站1,設備21、22、23屬于電動汽車充電站2;以此類推,共有18臺設備。六個站點的產(chǎn)量分別用Q1,…,Q6表示。對18臺設備的成本賦值如下:設備11固定成本為600,可變成本為26;設備12固定成本為800,可變成本為5;設備13固定成本為600,可變成本為5.5;設備2l固定成本為600,可變成本為6;設備22固定成本為800,可變成本為5;設備23固定成本為800,可變成本為5;設備31固定成本為1000,可變成本為4;設備32固定成本為1200,可變成本為3;設備33固定成本為1300,可變成本為2.5;設備41固定成本為1200,可變成本為3;設備42固定成本為1500,可變成本為2;設備43固定成本為1400,可變成本為2;設備51固定成本為900,可變成本為4.5;設備52固定成本為1500,可變成本為2;設備53固定成本為1100,可變成本為3.5;設備6l固定成本為1200,可變成本為3;設備62固定成本為1300,可變成本為2.5;設備63固定成本為1400,可變成本為2;對公式(1)賦值,令ρmax=1000,r=0.004,可計算出Q=499.6。根據(jù)式(5a)(5b),可得各站點產(chǎn)量,Q1,…,Q6=15.6;21.8;103.0;134.3;96.8;128.1。

        4.2受約束情況下汽車燃料市場的古諾均衡解仿真

        假設各站點收到產(chǎn)量約束,約束區(qū)間如下:站點1產(chǎn)量為1015;站點2產(chǎn)量為20—25;站點3產(chǎn)量為90—105;站點4產(chǎn)量為120—130;站點5產(chǎn)量為90 100;站點6產(chǎn)量為130 140;

        再次進行仿真計算,可得Q1,…,Q6=13.307;20.644;105.47;128.08;92.999;128.0。

        5模型的結(jié)論

        我們首先建立了非線性需求的反需求函數(shù),并且根據(jù)古諾模型的理論求解出了電動汽車充電站和傳統(tǒng)加油站的古諾均衡產(chǎn)量,在模型的檢驗中,我們進行動態(tài)仿真對變量賦值,可求出均衡解,證明了模型的正確性。然而在實際求解過程中,會受到現(xiàn)實客觀條件的約束,因此在本模型中也相應增加約束,計算后仍可求出各站點古諾均衡。綜上所述,該模型可以對汽車燃料市場中電動汽車充電站、傳統(tǒng)加油站的產(chǎn)量進行策略指導,可以用于電動汽車充電站自身的產(chǎn)量規(guī)劃,并可以進行推廣使用。

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