博弈分析法在建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中的應(yīng)用

摘要：對(duì)整個(gè)建筑系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，宏觀經(jīng)濟(jì)效益建立在對(duì)微觀技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果論證的基礎(chǔ)上，也就是建立在反映微觀技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的基礎(chǔ)上。本文以博弈理論為基礎(chǔ)，利用博弈中的圖解分析法，研究了委托方和設(shè)計(jì)方之間的博弈對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量帶來(lái)的影響，并提出了優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案的對(duì)策，希望為推進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的管理工作提供參考。

關(guān)鍵詞：博弈分析法；建筑設(shè)計(jì)方案；優(yōu)化

前言

概括的說(shuō)，博弈論是關(guān)于決策者在對(duì)決策結(jié)果沒(méi)有完全信息和互動(dòng)條件下做出理性決策的理論。各決策主體采取理性決策行為所達(dá)到的均衡是對(duì)各決策主體都最合理的選擇，即給定其他決策人選擇均衡所規(guī)定的選擇時(shí)，任何一個(gè)決策人若偏離均衡所要求其做出的選擇，則其利益將受到損害。因此，均衡是預(yù)測(cè)決策主體在博弈中的理性行為的關(guān)鍵。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)，博弈論中的各種模型能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者進(jìn)行優(yōu)化提供有益的啟迪，博弈論對(duì)解的尋求與探討，能夠使設(shè)計(jì)者不斷深化對(duì)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

1.建筑市場(chǎng)中存在的博弈

相比較常規(guī)的優(yōu)化決策理論，博弈論研究的是如何優(yōu)化參與者的決策，使得個(gè)人的利益最大化。由于雙方對(duì)相關(guān)信息占有的不對(duì)稱，處于劣勢(shì)的一方為了作出更為科學(xué)、合理的決策，會(huì)采取手段獲得更多的信息，因此它是一個(gè)不完全信息的博弈。

在建筑市場(chǎng)中，委托方和代理方都被假設(shè)為有理性的經(jīng)濟(jì)人，各自有自己的利益追求，都在尋求各自的效用最大化，由此難免會(huì)產(chǎn)生利益沖突。解決這種沖突的一種有效辦法是雙方經(jīng)過(guò)協(xié)商訂立契約，人們希望雙方共同遵守契約來(lái)避免利益沖突。但是，由于信息不對(duì)稱，代理人在尋求自身效用最大化中比委托人處于更為有利的地位，代理人的效用最大化往往不取決于委托人的效用最大化，甚至是對(duì)委托人利益的侵蝕。在契約的執(zhí)行過(guò)程中，委托人和代理人之問(wèn)也存在著信息不對(duì)稱現(xiàn)象，即代理人可以在不被委托人察覺(jué)的情況下為追求自身效用最大化而縮減自己工作努力的程度，這種可能性就是在代理人中存在著的道德風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題[1]。

2.博弈模型

2.1委托方和設(shè)計(jì)方之間的博弈關(guān)系

建筑市場(chǎng)中，委托方想使代理方按照自己的利益設(shè)計(jì)建筑方案，但委托方不能直接觀測(cè)到代理方是否認(rèn)真努力，能觀測(cè)到的只是另一些變量，這些變量由代理方的行動(dòng)和其他的外生的隨機(jī)因素共同決定，因而充其量只是代理方行動(dòng)的不完全信息。委托方的問(wèn)題是如何根據(jù)這些觀測(cè)到的信息來(lái)獎(jiǎng)懲代理方，以激勵(lì)其設(shè)計(jì)出對(duì)委托方最有利的行動(dòng)方案。假設(shè)A表示代理人所有可選擇的行動(dòng)的組合， ∈A表示代理方的一個(gè)特定行動(dòng)。值得注意的是，盡管在許多模型中行動(dòng) 被簡(jiǎn)單地假定為代表工作努力水平的一維變量，理論上講，行動(dòng) 可以是任何維度的決策向量。如： ，一種可能的解釋是 和 分別代表代理方花在“數(shù)量”和“質(zhì)量”上工作的工作時(shí)間。不過(guò)，為了分析的方便，假定 是代表努力水平的一維變量。令 是不受代理方（和委托方）控制的外生隨機(jī)變量（稱為“自然狀態(tài)”）， 是 的取值范圍， 在 上的分布函數(shù)和密度函數(shù)分別為 和 （一般來(lái)說(shuō)，假定 是連續(xù)變量；如果 只有有限個(gè)可能值， 為概率分布）。在代理方選擇行動(dòng) 后，外生變量 實(shí)現(xiàn)。 和 共同決定一個(gè)可觀測(cè)的結(jié)果 和一個(gè)貨幣收入（“產(chǎn)出”） ，臼），其中 的直接所有權(quán)屬于委托方。我們假定 是 的嚴(yán)格遞增的凹函數(shù)（即給定 ，代理方工作越努力，設(shè)計(jì)方案越優(yōu)，建筑質(zhì)量越高，但努力的邊際產(chǎn)出率遞減）， 是 的嚴(yán)格增函數(shù)（即較高的 代表較有利的自然狀態(tài)）。但 可能是一個(gè)向量，可能包括 ，甚至 和 （后一種情況意味著 是可觀測(cè)的）[2]。

假定委托方和代理方的 期望效用函數(shù)分別為 和（ ）其中 ， ； ， ； ， 。即委托方和代理方都是風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避者或風(fēng)險(xiǎn)中性者，努力的邊際負(fù)效用是遞增的。委托方和代理方的利益沖突首先來(lái)自假設(shè) 和 ； 意味著委托方希望代理方多努力進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，而 意味著代理方希望少努力。因此，除非委托方能對(duì)代理方提供足夠的激勵(lì)，否則，代理方不會(huì)如委托方希望的那樣努力工作。

2.2激勵(lì)相容約束

給定委托方不能觀測(cè)到代理方的行動(dòng) 和自然狀態(tài) ，在任何的激勵(lì)合同下，代理方總是選擇使自己的期望效用最大化的行動(dòng) ，因此，任何委托方希望的 都只能通過(guò)代理方的效用最大化行為實(shí)現(xiàn)。換言之，如果 是委托方希望的行動(dòng)， ∈A是代理方可選擇的任何行動(dòng)，那么，只有當(dāng)代理方從選擇 中得到的期望效用大于從選擇 中得到的期望效用時(shí)，代理人才會(huì)選擇 。激勵(lì)相容約束的數(shù)學(xué)表述如下：

（ ） ，

2.3分布函數(shù)的參數(shù)化方法

簡(jiǎn)單地說(shuō)，這種方法是將上述自然狀態(tài) 的分布函數(shù)轉(zhuǎn)換為結(jié)果 和 的分布函數(shù)。給定 的分布函數(shù) ，對(duì)應(yīng)每一個(gè) ，存在一個(gè) 和 的分布函數(shù)，這個(gè)新的分布函數(shù)通過(guò)技術(shù)關(guān)系 和 從原分布函數(shù) 導(dǎo)出。用 和 分別代表所導(dǎo)出的分布函數(shù)和對(duì)應(yīng)的密度函數(shù)。在狀態(tài)空間模型化方法中，效用函數(shù)對(duì)自然狀態(tài)0取期望值；在參數(shù)化方法中，效用函數(shù)對(duì)觀測(cè)變量 取期望值[3]。

3.建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的對(duì)策和措施

3.1均衡各方的關(guān)系

首先可以一方面引導(dǎo)沖突各方通過(guò)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息對(duì)稱、達(dá)成諒解、妥協(xié)和一致等來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。當(dāng)無(wú)法充分了解各方利益需求、要盡量全面權(quán)衡各方的利害關(guān)系，盡量避免出現(xiàn)零和博弈，而讓各方都能從優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案中中得到自己最想得到的東西，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)雙贏或多贏的結(jié)局。實(shí)際上就一次設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)，經(jīng)常很難完全實(shí)現(xiàn)雙贏或多贏的結(jié)局，但是可以從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)，在設(shè)計(jì)方案的不斷修改和完善中漸進(jìn)地加以實(shí)現(xiàn)，甚至可以在不同問(wèn)題的決策中對(duì)有關(guān)各方的利益做出調(diào)節(jié)和均衡。

3.2提高設(shè)計(jì)人員素質(zhì)

（1）提高責(zé)任心

設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的難以較好的完成原因包括兩個(gè)方面：一是部分設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充滿了恐懼，在害怕樓塌了的心理陰影下極力增加荷載取值，選用設(shè)計(jì)參數(shù)偏嚴(yán)；二是部分設(shè)計(jì)人員得過(guò)且過(guò)，粗心大意，對(duì)自己的計(jì)算模型及施工圖紙不進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，漏洞百出。一個(gè)人的責(zé)任心如何，決定著他在工作中的態(tài)度，決定著其工作的好壞和成敗。有了責(zé)任心，才會(huì)認(rèn)真地思考，勤奮地工作，細(xì)致踏實(shí)，實(shí)事求是；才會(huì)按時(shí)、按質(zhì)、按量完成任務(wù)，圓滿解決問(wèn)題；才能主動(dòng)處理好分內(nèi)與分外的相關(guān)工作，從事業(yè)出發(fā)，以工作為重，有人監(jiān)督與無(wú)人監(jiān)督都能主動(dòng)承擔(dān)責(zé)任而不推卸責(zé)任。因此應(yīng)努力提高設(shè)計(jì)人員的責(zé)任心。

（2）要善于思考

建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化還要求在滿足建筑要求的前提下，從宏觀的角度考慮結(jié)構(gòu)整體性及主要分體的相互協(xié)調(diào)關(guān)系。并且在理論設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮工程條件、計(jì)算理論、材料性能等各種因素對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，判斷理論設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要注意到總體布置的大原則，又要顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的可靠度，力求使設(shè)計(jì)方案安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理。

4.結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性和對(duì)抗性的日趨激烈，行為主體之間相互影響、相互依存和相互制約不斷加強(qiáng)，行為主體對(duì)自身行為及決策的理性和效率有了更高層次的追求。同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于快速增長(zhǎng)和制度轉(zhuǎn)型階段，新經(jīng)濟(jì)形式、新交易制度不斷出現(xiàn)，而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的信息傳遞機(jī)制卻尚未建立或完善，使經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的信息不完全性、不對(duì)稱性問(wèn)題比較嚴(yán)重。特別是當(dāng)前建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈和市場(chǎng)相對(duì)混亂，信息不完全和不對(duì)稱問(wèn)題尤其嚴(yán)重，運(yùn)用博弈論及信息經(jīng)濟(jì)學(xué)的模型對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化進(jìn)行研究，在深層次上尋找有效的和科學(xué)的解決辦法，并從博弈的結(jié)果指導(dǎo)設(shè)計(jì)方案，從而為建設(shè)設(shè)計(jì)者提供新的思路，并為建筑業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下健康發(fā)展提供有益的啟示。

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