量化共享经济中公平成本分担机制的低效性

共享经济是一种分布式点对点经济范式，产生了各种出于经济目的的社会互动。一个基本的分布式决策过程是联盟形成以协作共享某些可替代资源，例如旅行者共享酒店房间、乘客共享出租车、用户共享定期通行证。受共享经济应用驱动，本文研究了一个受每个联盟参与者容量 K 限制的联盟形成博弈。每个联盟中的参与者应根据给定的成本分担机制分摊相关成本。当没有一组参与者可以选择退出形成另一个导致更低个人支付的联盟时，就建立了稳定的联盟结构。我们通过强无政府价格 (strong price of anarchy, SPoA) 量化成本分担机制下分布式决策过程的低效性，比较最坏情况稳定联盟结构与社会最优。特别地，我们推导了常见公平成本分担机制（例如等分、比例分、平均主义和议价博弈的纳什议价解，以及基于使用的成本分担）的 SPoA。我们显示等分、比例分和基于使用的成本分担（在特定条件下）的 SPoA 是 Θ(log K)，而平均主义和纳什议价解的是 O(√K log K)。因此，常见公平成本分担机制下的分布式决策过程仅导致中等低效。