用于网络化系统协同设计的多类 Stackelberg 博弈

我们通过博弈论框架研究了一个协同设计问题，该问题涵盖系统基础设施和控制的同步设计。为此，我们将协同设计问题提出为一个两层层次化战略交互。在上层，一个领导者（或多个领导者）决定系统设计参数，而在下层，一个跟随者（或多个跟随者）优化控制策略。为了捕捉这种层次结构，我们提出了四类新颖的 Stackelberg 博弈，这些博弈整合了多样化的战略行为，包括跨两个不同层的合作与非合作交互的组合。值得注意的是，领导者之间的交互使用正则形式博弈表示，而跟随者之间的交互则由不同的博弈（离散时间动态博弈）建模。这些不同的博弈结构产生了一个 Stackelberg 博弈，该博弈允许每层使用不同的博弈类型，并且/或者支持同时涉及合作与非合作的异构战略行为。当考虑领导者的离散战略空间时，使用基于最佳响应动力学的学习算法来解决博弈问题。通过对巴塞罗那饮用水网络协同设计的应用，证明了所提方法的有效性。