集装箱班轮运输战略联盟博弈研究

第一章引言11.1选题的意义11.2国外研究现状11.3本文的主要工作2第二章集装箱运输合作与联盟的发展演变42.1 班轮公会的产生、发展和解体42.1.1班轮公会的概念42.1.2班轮公会的产生、发展和解体42.2 航线稳定化协议62.3 集装箱班轮运输战略联盟的兴起和发展62.3.1集装箱班轮公司战略联盟的基本形式62.3.2集装箱运输业战略联盟的特点82.3.3集装箱班轮公司战略联盟沿革与现状8第三章博弈论基本理论与释义123.1博弈论的产生与发展123.1.1早期零散研究123.1.2系统研究123.2博弈论分类方式133.3博弈的结构与纳什均衡143.4合作博弈的基本理论与释义153.5本文借鉴的博弈模型与经济学原理213.5.1古诺模型213.5.2生产函数223.5.3需求曲线233.5.4集装箱运输盈利性分析23第四章战略联盟合理性博弈分析254.1战略联盟经济合理性博弈解释264.2班轮联盟古诺模型的解释294.2.1航线结构合理化304.2.2促进运输需求增长304.2.3运力增长理性化30第五章班轮运输联盟博弈315.1 战略联盟的形成以与利益分配315.2 联盟不稳定性分析385.2.1联盟成员过多，伙伴选择不当395.2.2联盟成员的有限理性和信息不完全405.2.3联盟成员组织文化冲突405.2.4 联盟成员利用分配难以协调405.2.5联盟外部环境变化的挑战415.3 联盟风险防措施415.3.1选择适宜的联盟伙伴，控制联盟成员的数量415.3.2明确联盟目标，加强联盟沟通，理性对待利益分配425.3.3加强联盟伙伴之间沟通，建立信任机制425.3.4强化联盟的约束机制4345 / 48第一章 引言1.1选题的意义国际集装箱班轮（本文以下简称为班轮）运输是一个跨国经营的行业，由于班轮公司追求规模效益，纷纷建造大型船舶，为了在艰难的市场环境中求得生存，同行业的联盟和兼并已经成为国际集装箱运输的一大特点。自1994年起，在集装箱运输业掀起了联盟和兼并的浪潮，然而集装箱运输业的联盟是十分不稳定的。从20世纪70年代，欧/亚航线的三大集团（即三联集团、冠航集团和联合航运集团）成立，至今伟大联盟（GA）、新世界联盟（TNWA）、CKYH联盟、Maersk- Sealand、长荣集团等三联盟两公司体制的形成，班轮公司联盟经历一系列重组。是什么原因导致联盟土崩瓦解，新的联盟应运而生呢？用传统微观经济学方法分析这一问题出现了困难。传统微观经济学中，寡头市场是一个例外，集装箱班轮市场正是一个寡头垄断市场，这一部分是博弈论最主要的应用领域。博弈论是研究各理性决策个体在其行为发生直接相互作用时如何决策以与决策的均衡问题，即研究存在相互外部性条件下的个人选择问题。博弈论是系统研究各种博弈问题，寻求在各博弈方具有充分或有限理性（Full or bounded Rationality）能力的条件下，合理的策略选择和合理选择策略时博弈的结果，并分析这些结果的经济意义、效率意义的理论和方法本文试图运用博弈论这一经济学研究工具，对集装箱班轮运输战略联盟的合理性以与战略联盟的分配机制进行研究，为战略联盟实践提供理论支持。研究结果对企业选择联盟与实施联盟时的策略具有指导意义。1.2国外研究现状自美国DEC公司总裁J.Hopland和管理学家R.Nigel首次提出战略联盟的概念以来，战略联盟受到了学术界和实业界的广泛关注。联盟战略有创造价值的多种来源，这些来源包括规模经济、有效的风险管理、成本有效进入市场和从合伙人处学习，以与帮助公司减少交易费用、应变不确定的环境、减少组织对不受其控制资源的依赖性，成功地在多变的市场中重新定位等。从不同的理论出发，研究者解释了联盟的形成，并对联盟的管理进行了分析。战略管理理论认为利润和成长是公司追求的主要目标，联盟能为公司提供增强竞争力或拓展市场的机会。2002年Ireland等人研究认为战略联盟能够创造两种竞争优势，一是在成功合作过程过整合互补性的资源可以创造价值，二是通过有效地联盟管理创造新价值1 。交易成本理论认为战略联盟是介于市场和企业间的管理结构，形成战略联盟目的是降低企业的总的交易费用和生产成本2。资源理论认为企业利用联盟来优化资源配置，使资源的价值达到最大化。可持续的互补资源不仅是企业竞争优势的来源，也是企业建立战略联盟的原因3。非零和博弈理论认为市场不完全竞争的性质和规模经济的存在，市场竞争成为几个企业集团博弈。简汉权用非零和合作博弈观点讨论了战略联盟的潜在驱动力量和战略联盟的形成机制4。此外，Barkema年提出的进化理论研究跨国合资企业5；Browning,Beyer和Shetler用复杂性理论分析半导体行业合作6。 目前，班轮运输战略联盟的理论研究不多，大部分研究侧重于研究联盟的动因与方式91011。Brian Slack, Claude Comtois和Robert Mccalla研究了集装箱运输业战略联盟三个主要特征：航线变化，船队发展，与挂靠港口调整12。Dong-Wook Song和Photis M. Panayides应用合作博弈理论分析了班轮运输战略联盟13。1.3本文的主要工作随着班轮运输战略联盟广泛开展，国外学者从不同角度对班轮运输联盟进行了研究。本文着力于从班轮运输合作博弈角度，探讨战略联盟的利益分配问题。以下是本文写作思路和研究方法。第2章概述班轮运输合作与联盟的发展演变。首先介绍了班轮公会的产生，发展和衰落；其次介绍了航线稳定化协议；最后介绍班轮运输联盟的兴起和发展现状。第3章阐述博弈的基本理论与其释义。简单介绍了博弈论的发展历程，博弈论的分类和博弈结构；重点介绍了本文合作博弈的基本理论，并且结合班轮运输联盟实际做出相应解释；最后介绍本文应用博弈模型和相关经济理论。第4章从非合作博弈入手，运用古诺模型解释班轮运输纳什均衡的低效率，说明战略联盟的合理性，并且进一步解释联盟现实与古诺模型的“矛盾”。第5章运用合作博弈理论，首先运用讨价还价博弈探讨单个联盟（两个联盟成员）收益分配问题；接下来运用“夏普里值”计算方法研究多联盟成员的收益分配问题，为联盟实践提供理论指导。第6章总结论文研究工作并且对深入研究工作做了展望。本文从非合作博弈切入，通过非合作博弈低效率解释联盟形成的合理性。战略联盟形成后，首先运用讨价还价博弈分析单个联盟（两个参与人）利益分配问题，接着运用“夏普里值”计算方法分析较复杂联盟利益分配问题；最后探讨了联盟的不稳定性与风险防措施。为了使研究结果对班轮运输联盟实践更有价值，本人阅读了大量的相关文献，并且在做论文期间到中远集运企划部实习，期望论文理论与实践能够紧密结合。第二章 集装箱运输合作与联盟的发展演变2.1 班轮公会的产生、发展和解体2.1.1班轮公会的概念班轮公会(Liner Conference)又称水脚公会或航运公会，是指两个或两个以上经营班轮运输的船公司，在某一特定航线或某一特定区域各航线上，为限制或避免竞争，维护彼此利益，通过在运价与其他经营活动方面达成一致协议而建立的具有卡特尔性质的国际航运垄断组织。班轮公会本质上是国际航运卡特尔，可以分为开放式公会（Open Conference）和封闭公会（Closed Conference）两种形式。开放公会形式上比较自由，只要承当公会的义务，实行公会的运价制度，任何船公司均可入会。美国只允许开放公会，开放公会运价本必须交国家海事委员会批准，而且必须公开。封闭公会严格控制会外企业加入，只有在遇到强大对手或竞争失败时，才不得已吸收新会员。封闭公会采用秘密的运价本，以英国为代表的传统海运国家多采用这种形式。世界上大多数班轮公会控制的是单向航线。最早的一批公会出现在欧洲国家的对外出口航线上，而从世界各地返航回到欧洲的航线，其班轮公会则发展较晚和较不发达。据1974年统计，全世界375个公会中的335个是单向的，即通常只管辖往程一个方向的运输，返程方向的班轮往往作为独立承运人出现，少数则受到另一公会的管辖。例如，在泛太平洋线上，东航（往程）运输受远东、东南亚/北美东航协定（ANERA）管辖，西航（返程）运输受泛太平洋西行运价协定（TWRA）管辖。2.1.2班轮公会的产生、发展和解体世界上第一个班轮公会是1875年8月成立的加尔各答轮船运输公会（Calcutta Steam Traffic Conference），它由铁行（P&O）、不列颠印度（BIS）等7家英国船公司组成，专门经营印度加尔各答/英国间班轮航线。该公会规定了成员公司在航线上的派船数、最低运价，同时实施托运人均等运价制度并废止“特惠契约”。但是，由于当时公会对托运人并无实质性约束力，托运人极力反对统一运价并转而使用会外船舶；同时，公会对成员船公司也只有道义上的约束而无罚款等制裁，不能达到限制或避免外竞争的目的。1877年，该公会对航线上的主要货种曼彻斯特纺织品，导入了一种新的、有效的约束托运人的手段运费延期回扣制（Deferred Rake-off System），终于达到了把托运人与公会船公司联系在一起并约束托运人的目的。在早期公会中，最有代表性的是中国班轮公会（China Conference）。该公会系在英国商人约翰施怀雅（JSwire）的倡议下，于1879年8月由英国霍而特轮船公司、卡塞尔轮船公司、连轮船公司、大英轮船公司和法国轮船公司所组成，专门负责英国/中国间的货物运输。1887年，该公会又进一步发展成为远东班轮公会（Far Eastern Freight Conference ,FEFC）,会员包括28个国家的40个船公司。直到1998年，远东班轮公会仍是一个包括13个国家的17个会员公司，协调围覆盖了亚欧45个国家的庞大的国际航运组织。根据联合国贸易与发展会议统计，在公会鼎盛时期的1974年，世界上有375个班轮公会，其到庞大的远东班轮公会，小到来往于小港口之间的 UKBerbera（索马里的一个港口）公会，共控制着三分之一的世界班轮航线，有4363个船公司参加班轮公会成为会员（某些公司同时参加若干个公会）。进入20世纪80年代，班轮公会面对几个方面的挑战，逐渐走向衰落。(1) 托运人力量壮大，托运人协会在班轮市场中正日益发挥更加重要的作用，作为班轮公会的谈判对手，极限制了公会政策的实施围。(2) 各国反垄断法的进一步加强，如美国1984年航运法和1998年航运改革法、欧盟有关根据欧盟第85、86条竞争规定适用与海运的实施细则以与日本1998年3月颁布的放松管制和鼓励竞争的新三年计划，对班轮公会造成沉重的打击。(3) 随着集装箱化与多式联运运输方式的成熟，船公司在资金和技术上进入班轮市场的障碍被打破，大量非公会的现代化船队对公会市场领导地位提出挑战。(4) 公会部矛盾突显，公会班轮公司频频违反运力限制规定，使班轮公会作用岌岌可危。 2.2 航线稳定化协议20世纪80年代以来，国际集装箱运输市场发展速猛，集装箱海运量剧增。由于运力增长过快，导致运力与运量之间供需严重失衡。世界三大航线运价大幅滑落，班轮公会与非公会船公司经营困难，这样班轮运输领域的航线稳定化协议应运而生。航线稳定化协议，其核心容是船公司为了控制某一特定区域或航线的运力过剩，有计划地封存船舶，以保持对船公司有利的运价水平。1988年10月，由5家日本和美国船公司发起，9家公会船公司和4家非公会船公司共同签署“泛太平洋航线协商协定”（Trans pacific Disscusion Agreement,TPDA）。同年12月，又签署了“泛太平洋航线稳定化协议”（Trans Pacific Stabilization Agreement,TSA）作为TPDA的补充协议，并向美国联邦海事委员会申请核备，1989年1月22日正式实施。随着在太平洋航线成立TSA并获得了一定成功，全球其他主干航线的公会与非公会船公司纷纷成立本航线稳定化协议。1992年，大西洋航线达成“泛大西洋航线协议”（TAA,1994年改组为TACA）；同年欧洲/远东达成“欧亚贸易协定”（Europe-Asia Trade Agreement,EATA）。这些协议的主要容是运力冻结，成员间相互交换运价和货载方面的信息，以与商讨包括运价在的一些市场问题，但一般不进行运价控制，更不从事统一定价（公会的主要职能）。但是，由于托运人的反对以与欧美反垄断法的加强，使各航线稳定协议不得不中止其核心政策暨运力限制计划。美国联邦海事委员会和欧盟已宣布反对限定或冻结运力的行为，认为其违反了新的美国1998年航运改革法和欧盟的反垄断法。2.3 集装箱班轮运输战略联盟的兴起和发展2.3.1集装箱班轮公司战略联盟的基本形式班轮公会是最早的班轮联合形式，这种联合仅仅限制各成员公司的运价，防止公会成员之间的恶性降价竞争，同时也防止其他非公会成员的班轮公司进入公会成员控制的航线。20世纪90年代以来，班轮运输供需矛盾日益尖锐，班轮运输市场进入前所未有的困难时期。尽管各船公司努力在航线配置，运价政策，服务水平的等方面增加投入和合作，但是事实说明一家船公司已经孤掌难鸣，无法在“低运输成本，高服务质量”轨道上运行。因此，世界主要班轮公司走上了大规模联营的道路。战略联盟的主要形式有：(1) 接运一个承运人出于班期、成本等因素考虑而无法直接挂靠一些港口，这些港口与这个承运人经营的航线直接挂靠港口间的运输，需要使用接运承运人(Connecting Carrier)提供的服务来完成。接运协议一般规定，接运承运人向需要接运服务的一方提供在一定围的接运服务，承当相应的责任和风险，同时按约定的费率收取运费。承受接运服务的一方，根据约定的费率和交运的货量支付运费。另外，双方还可以在协议中规定接运的具体程序。(2) 舱位租用船公司为争取经营的灵活性和扩大市场领域，通过以租用其它经营人某些航线上部分固定数量的舱位来经营相关航线的方法。舱位租用协议一般规定，舱位租用人无权干预舱位提供方在航线经营上的活动。但是，如果舱位提供方对航线做出调整，如调整挂港、班期，并对舱位租用方预期的利益造成负面影响，舱位租用方有权全部或部分停止租用舱位。舱位租用方式下，集装箱由舱位租用方提供，舱位租用方独立进行营销活动；舱位租用方对舱位提供方的义务就是按租用协议的规定，定期向对方支付固定舱位租金，无论实际是否使用舱位。(3) 舱位互租舱位互租是各船公司在维持各自原来经营航线的基础上，彼此间相互租用对方一部分舱位。这种形式可以使合作各方在保持各自航线经营包括运力在的各种固定投入基本不变的情况下，增加班次密度，扩大服务覆盖面，从而显著提高服务质量，增强竞争能力。舱位互租最早为日本船公司所使用，其6大船公司之间在日本/西雅图/温哥华航线上曾广泛采用过舱位互租并分摊收益的方法。舱位互租一个最显著的特点是合作各方各自独立经营自己的航线。但是，如果一方调整自己经营的航线并使对方在该航线上的舱位使用受到影响，舱位租用方有权调整租用舱位的数量。舱位互租中的租金通过各方协商确定。租金一般由船舶成本、燃油费和港口费三部分组成。租金参照市场平均水平而不是每条船的实际固定费用确定，这样，两条船舶类型、挂港数量和航次里程基本相同的航线的舱位租金也基本相当。有时为简便起见，租金可干脆取相同值，双方如在一定时间段彼此使用对方航线相同数量的舱位，彼此间就不需要发生实际的租金结算。(4) 共同派船两家或两家以上的船公司就在同一条或几条航线共同派船营运达成协议，规定航线的班次、挂港、各方投入船舶的具体数量和各方按投船比例确定各方在每条船上可使用的舱位数量等。共同派船明显的特征是各方共同负责航线的营运，但是，各方仍独立地进行航线营销工作。这种方式可以使合作的每一方能以较少的投入开拓新的市场，大大降低了进入和退出的壁垒，减小了投资风险。2.3.2集装箱运输业战略联盟的特点集装箱班轮公司在构建战略联盟集团的过程中，大都出于提高资产利用率，改进服务水平这一基本的战略目标。基于这种目标考虑，战略联盟具有以下特点：1. 不进行统一定价联盟集团各成员的运价由各成员公司自行制订，联盟本身不进行统一定价。联盟主要是按约定投入一定船舶或其他设施来联合经营，但很少涉与各自的资产，市场营销等功能也由各公司自己负责，各公司可保持自己营销方式；2. 联盟集团变动频繁为了获得最正确经济效益，几乎所有大型班轮公司都开展了不同方式的联合与联营，联合经营围较广泛；并且各大班轮公司还在这一过程中纷纷打破旧的联营体框架或藩篱，在更广泛的围重新优化组合，以其找到最正确合作伙伴和最正确联营方式。2.3.3集装箱班轮公司战略联盟沿革与现状最早的联营集团是1965年9月成立于英国的海外集装箱公司（OCL），它由4家英国船公司共同投资组成。1966年1月，丘纳德、埃勒曼、边行、兰星和哈里森5家英国公司共同投资成立联合集装箱运输公司（ACT），同年又成立大西洋集装箱公司（ACL）。早期成立的这些联合公司都是独立法人公司，主营集装箱运输业务。20世纪70年代，出现了班轮公会部成员公司组成非独立法人的联营集团，最具有代表性的是欧/亚航线的三大集团。1969年，日本邮船，商船三井、赫伯罗特、英国海外集装箱和边行5家公司组成三联集团（Trio Group），在日本、远东/欧洲航线上开展联营。1975年6月，日本川崎、海皇、海外、和比利时法比4家公司组成冠航集团（Ace Group），在日本/欧洲航线上联营；同年，由瑞典东亚公司、丹麦宝隆洋行、挪威威廉臣航运、荷兰渣华4家公司组成北欧联合航运集团（Scan Dutch Group），在欧洲/远东航线开展联营。这三个集团均在远东班轮公会(FEFC)开展运作，有关运价制定、运力控制和成员加入等主要功能仍由公会负责，联营集团承当船队调配、场站经营、收入分摊、共同营销等职责。1995年，全球围联盟集团开始了新一轮的重组活动。经过船公司间考察、选择和激烈的讨价还价，最终形成了5大联盟集团。1. 环球联盟（Global Alliance）成员包括美国总统（APL）、日本大阪商船三井（MOL）、荷兰渣华（Nedlloyd）、海外（OOCL）、马来西亚国际（MISC）。2. 伟大联盟（Grand Alliance）成员包括日本邮船（NYK）、赫伯罗特（Hapag-Lloyd）、新加坡海皇（NOL）、英国铁行集团（P&O）。3. 马士基/海陆 成员包括丹麦的马士基（Maersk），美国海陆（Sea-Land）。4. 联合联盟 成员包括国（Choyang）、德国胜利罗斯托克（DSRSentor）、进海运（Hanjin）。5. 川崎/现代/阳明联盟成员包括日本川崎（K-Line）、国现代（Hyundai）、阳明（Yangming）。上述5大联盟经过一段时间的运作后，随着1997年铁行和渣华合并成立新的公司“铁行渣华”（1997年1月），海皇收购美国总统轮船（1997年11月），进行了跨航运联盟的合并与收购，航运联盟进行一定程度的重组。1995年以来，班轮运输联盟成为航运市场的主旋律，8年时间中，先后进行了多轮联盟的重组。全球几大联盟集团在东西主干航线控制80以上的货源，其成员基本包括前20位的班轮公司。2003年底，经过不断的调整和发展，世界上的大型班轮公司开始集约为三联盟两公司的体制，下面简单介绍一下各联盟服务情况：1. 伟大联盟（GA）：由赫伯罗特，马来西亚国际，日本邮船，海外，铁行渣华等五家公司组成的伟大联盟，截至2003年10月其中四家公司（不包括马来西亚国际）共有集装箱船337艘，993，813TEU，超过排名第一的马士基海陆公司。该联盟2002年新辟经巴拿马运河亚洲/美东航线（ECX），投入9艘28003500TEU船，提供周班服务。为应对2003年良好的航运形势，3月28日伟大联盟决定恢复2月份停航的FEX美洲航线，共投入5艘6200TEU的集装箱船。2003年5月，调整日本、亚洲/地中海航线取消挂靠神户，增加挂靠，仍采用8艘41004800TEU的集装箱船提供周班服务。伟大联盟为配合货运旺季，加强中国市场的挂靠港口数量和频度，欧洲干线船舶增加挂靠、，调整亚欧航线B线和D线的挂港顺序。2. 新世界联盟（TNWA）由商船三井（MOL）、总统轮船（APL）、现代商船（HMM）组成新世界联盟，截至2003年10月共有集装箱船189艘，632，654TEU。在亚/欧航线上，2002年3月，新世界联盟提升日本、中国欧捷运线,该航线使用运力更大速度更快的船舶，并且联盟确定意大利的焦亚罗港为地中海地区的货物处理中心。大西洋航线上，停止挂靠奥克兰，而改靠洛杉机，并增加其APX/ECS钟摆航线的运力，达飞和马士基海陆都在此航线租用舱位。 新世界联盟在ATN线配置了12条船，航线提供周班服务用加拿大港口哈利法克斯的舱位，换取马士基海陆的大西洋和太平洋钟摆航线TP-3/TA-3的舱位。泛太平洋航线上，新增NYX航线（定期、周班、全水路纽约快航）将连接亚洲、巴拿马与美东海岸，于2003年11月NYX更新有原来9艘3000TEU集装箱船替换为8艘4000TEU集装箱船。2003年5月恢复停运的PSV线，使美西航线每周达到8班，美东达到2班，共计10班。3. CKYH由中远、川崎、阳明、进4家公司组成，截至2003年10拥有集装箱船共计342艘，904，605TEU。CKYH联盟尚未完全整合，尽管2002年3月，4家公司签署了建立CKYH联盟协议，但CKY联盟与联合联盟的4家船公司在建立混合船队前还没有全面建立合作关系。2003年3月，CKYH调整亚/欧CEX航线欧洲挂靠港口顺序，鹿特丹取代汉堡成为此线欧洲的第一挂靠港口，航线共配置8条5500TEU集装箱船舶。2004年CKYH联盟调整一条亚洲/美东航线由原来9条船舶调整为8条，港口挂靠顺序为高雄、盐田、釜山、萨瓦纳、纽约、威灵顿、萨瓦纳、高雄，调整后运输时间可以减少3-5天。2004年4月，CKYH联盟新辟AWE-3线。4. 马士基海陆1999年马士基收购海陆，世界上最大的集装箱船公司就此诞生。2003年10月，该公司船队规模为328艘，844，626TEU，超过位居第二位的地中海航运30万TEU以上，马士基的市场份额保持在13以上。目前，马士基海陆是在三大干线航线上单独配船的唯一的船公司。此外，马士基也寻求与其他船公司合作。由马士基、地中海航运、铁行渣华三公司在大西洋航线上组成联营体“CANEX”（其服务名称相同），自2003年1月起，利用由加太轮船旗下的加拿大海运与海外共同配船的大西洋班轮服务“SLCS”的箱位，合同期为2年。SLCS的挂靠港序为蒙特利尔、泰晤士港、安特卫普、勒阿弗尔、蒙特利尔。 5. 长荣集团 截至2003年10月，长荣海运拥有全集装箱船舶152艘，共计442，310TEU，位居世界第三位。长期以来长荣公司都致力于单独经营，随着航运联盟愈演愈烈，长荣海运也在尝试与其他公司进行合作。2003年2月长荣海运、意邮与达飞签署亚洲/地中海航线的舱位互租协议。自3月1日起，达飞每周将从长荣的FEM航线租入300TEU舱位；与此同时，长荣与意邮从达飞的MEX航线双向每周租入300TEU舱位。长荣与万海的合作关系日趋密切频繁。两家公司共联手经营三条航线，包括有日本关西-航线、-菲律宾-越南航线并在JCS与JCI航线上进行舱位互换。他们在JCS和JCI航线合作，目的是为扩大东南亚市场服务网络，进一步扩大策略合作围，为货主提供更便捷的运送服务。第三章 博弈论基本理论与释义3.1博弈论的产生与发展3.1.1早期零散研究博弈论来自社会实践，伴生于人们在社会实践中的决策问题，博弈思想实际上是人类在社会经济实践中不断运用中的古老智慧。如果按照现有文献记载的最早博弈思想的标准，则至少可以追溯到2000多年前我国古代的“齐威王田忌赛马”，1500年前巴比伦犹太教法典中的“婚姻合同问题”等。现代经济学和博弈思想中经常引述的，最早包含典型博弈思想文献是古诺1838年关于寡头之间通过产量决策进行竞争的模型。1883年伯特兰德提出通过价格进行博弈的寡头竞争模型与古诺模型有异曲同工之妙。1881年艾奇沃斯（Edgeworth）提出的“合同曲线”则是后来博弈论重要概念“核”的特例。3.1.2系统研究对博弈论比较系统的研究是从上世纪初开始的。齐默罗（Zermedo）1913年提出的关于象棋博弈的定理是博弈论的第一个定理，提出的“逆推归纳法”（Backward Induction Procedure）是博弈论的第一种有一般意义的分析方法。1921-1927年期间，波雷尔给出了混合策略的第一个现代表述，并给出了有数种策略的两人博弈的极小化极大解等。诺伊曼（Von Neumann）和摩根斯坦（Morgenstern）1928年给出了扩展型博弈定义，证明了有限博弈策略的两人零和博弈确定结果等。诺伊曼和摩根斯坦1944年出版的博弈论和经济行为（Theory of Games and Economic Behavior），应该是博弈论的真正起点。他们的著作中引进了博弈论的扩展形（Extensive Form）和正规形（Normal Form）或称策略形（Strategy Form）,并说明了这种解在所有两人零和博弈中都存在，提出了稳定集（Stable Sets）解概念等，而且正式提出了创造一种博弈论的一般理论的主意。该书促进了博弈论与经济研究之间的联系，使得博弈理论找到了经济学这个最好的用武之地、思想源泉和实验领域。20世纪50年代，合作博弈发展到鼎盛期，包括纳什（1950）和夏普里（shapley,1953）的“讨价还价”模型，Gillies和Shapley(1953)关于合作博弈中“核”（core）的概念，以与其他一些人的贡献。纳什（John Nash）在1950和1951年发表了两篇关于非合作博弈的重要文章，Tucker于1950年定义了“囚徒困境”（prisoners dilemma）模型。他们两个人的著作基本奠定了现代非合作博弈论的基石。泽尔腾（1965）将纳什均衡的概念引入了动态博弈，提出了“精炼纳什均衡”的概念；海萨尼（1967-1968）则把不完全信息引入博弈论的研究。20世纪八、九十年代是博弈论走向成熟的时期。这个时期的重要理论进展包括Elon Konlberg1981年引进“顺推归纳法”（Forward induction）, David M.Kreps和Robert Wilson1982年提出“序列均衡”（Sequential equilibrium）概念。海萨尼和泽尔腾1988年提出在非合作博弈和合作博弈均衡选择的一般理论和标准，1991年弗得伯格（D.Fudenberg）和泰勒尔（J.Tilrole）首先提出了“完美贝叶斯均衡”（Perfect Bayesian Equilibrium）概念。3.2博弈论分类方式博弈论可以划分为合作博弈（cooperative game）和非合作博弈（no-cooperative game）。纳什、泽尔腾和海萨尼的贡献主要是在非合作博弈方面。合作博弈与非合作博弈之间的区别主要在于人们的行为相互作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议，就是说，有没有一种binding agreement。合作博弈强调的是团体理性（collective rationality），强调的是效率（efficiency）、公正（fairness）、公平（equality）。非合作博弈强调的是个人理性、个人最优决策，其结果可能是有效率的，也可能是无效率的。把非合作博弈可以再进行分类，以参与人决策的先后顺序可分为静态博弈（static game）和动态博弈（dynamic game）。静态博弈指参与人在博弈中同时选择或虽非同时但后行动者并不知道前行动者采取了什么具体行动；动态博弈指的是参与人的行动有先后顺序，而且后行动者能够观察到先行动者所选择的行动；以参与人是否知道其他参与人（对手）的特征、战略空间与支付函数的知识，可以分为完全信息博弈和不完全信息博弈。完全信息博弈指的是每一个参与人对所有其他参与人（对手）的特征、战略空间与支付函数有准确的知识；否则，为不完全信息博弈。将上述两个角度的划分结合起来，我们得到四种不同类型的博弈，即：完全信息静态博弈，完全信息动态博弈，不完全信息静态博弈，不完全信息动态博弈。与上述四类博弈相对应的是四个均衡概念，分别是：纳什均衡（Nash equilibrium）(纳什，1950,1951)，子博弈精炼纳什均衡（subgame perfect Nash equilibrium）(泽尔腾，1965)，贝叶斯纳什均衡（Bayesian Nash equilibrium）（海萨尼，1967-1968），与精炼贝叶斯纳什均衡（perfect Bayesian Nash equilibrium）。3.3博弈的结构与纳什均衡博弈的基本结构包括参与人、战略和支付函数，其中扩展型博弈再把战略细分，引入行动顺序（the order of moves）、行动空间（action set）和信息集（information set）概念。在扩展型博弈中，战略对应于参与人的相机行动规则（contingent action plan），参与人的策略选择是与外部环境紧密相关的。参与人（Player）指的是博弈中选择行动以最大化自己效用的决策主体；战略（Strategies）是参与人选择行动的规则，它告诉参与人在什么时候选择什么行动；支付函数（payoff）是参与人从博弈中获得的效用水平，它是所有参与人战略或行动的函数，是每个参与人真正关心的东西；行动顺序（the order of moves）是指参与人在什么时候行动；行动空间（action set）是指每次行动时，参与人有什么选择；信息集（information set）指每次行动，参与人知道些什么。纳什均衡(equilibrium)是所有参与人的一个最优战略组合（战略组合可定义为：假定有n个人参与博弈，在给定其他人战略的条件下，每个人选择自己的最优战略（个人最优战略可能依赖于也可能不依赖于其他人的战略），所有参与人选择的战略一起构成一个战略组合）。纳什均衡，就是在给定别人战略的情况下，没有任何单个参与人有积极性选择其他战略，从而没有任何人有积极性打破这种均衡。3.4合作博弈的基本理论与释义在合作博弈中，“核”的概念类似于非合作博弈纳什均衡，即没有参与人能主动偏离并采取一个使合作全体都更好的联合行动。定义1：可以转移支付的联盟博弈（a coalitional game with transferable payoff），包括：l 一个有限集合N（参与人集合）l 将N的每个非空子集（一个联盟）与某个实数（S的值（worth）相联系的一个函数v。对每个联盟S，实数是在S成员间有效分配的全部支付；即，联盟S能采取的联合行动集合包括在S成员间所有可能的分配。释义：可转移支付联盟中的是唯一的且是一个可以任意在S联盟成员间进行分配的支付。将可转移支付联盟博弈应用到班轮公司战略联盟中，N即指班轮战略联盟全体班轮公司数量；S是N的子联盟，由N中S个班轮公司自由组成，如在CKYH联盟中，N指中远、川崎、阳明、进四家班轮公司；S指四家公司任意子联盟；是指S子联盟的收益，在可转移支付联盟博弈中是唯一的，也就是S子联盟的最大收益且这个收益可以按任意比例在成员间进行分配。定义2：可以转移支付联盟博弈凝聚性（cohesive），如果对于N的每个分割，有。释义：简单的说，凝聚性是指由两个独立的子联盟组成更大的联盟，其总收益不小于他们各自收益的简单相加，即。对应于班轮运输联盟，三家班轮公司联盟的总收益一定不小于其中任意两家联盟的收益与第三家公司单独经营收益的和。定义3：可转移支付联盟的核（the core of coaltional game with transferable payoff）是可行支付组合的集合，对于它没有满足对所有的联盟S和S可行支付向量。其中：可行支付组合（feasible payoff profile）系指：令为一可转移支付联盟博弈。对任一实数组合和任一联盟S，我们令。如果一个实数向量是一个S-可行支付向量（S-feasible payoff vector）。我们成一个N-可行支付向量为一可行支付组合（feasible payoff profile）。释义：可转移支付联盟的核就是联盟的“纳什均衡”解，联盟的任何子联盟收益分配都小于等于其在联盟中的收益。相对于班轮公司联盟而言，核就是班轮公司联盟收益可行分配。它是在联盟稳定存在条件下，联盟成员的收益分配方案，这些分配是各成员公司达成协议基础，也是联盟成员存在争议的焦点。定义4：可转移支付市场（market with transferable payoff）包括：l 一个有限集合N（代理人集合）l 一个正整数l（投入商品的数量）l 对每个参与人的一个向量（参与人i的禀赋）l 对每个参与人的一个连续、非递减且凹的函数（参与人的生产函数）一个投入向量是的一个元素，满足的一个投入向量组合是一个分配。释义：班轮公司战略联盟可以用可转移支付市场来描述，N是参与联盟的班轮公司数量，l为各班轮公司参与联盟的航线数（包括码头等共享设施），相当于班轮公司i投入船舶运力与码头设施等资源，为班轮公司i通过联盟获得的收益。收益可以用经济学生产函数来解释，因此它满足连续、非递减且凹的要求。具体解释详见本章第五节。命题1：每个可转移支付市场有一非空核。释义：此命题说明可转移市场一定有解，也就是战略联盟可以达成协议。定义5：竞争均衡（competitive equilibrium）,可转移市场的一个竞争均衡为一个二元组，它包括一个向量（投入品价格矩阵）和一个分配使得对每个参与人i，向量解决了问题。如果是一个竞争均衡，则我们称为参与人i的竞争支付。释义： 竞争均衡是指有多个参与人的合作博弈“纳什均衡”解。参与人可以用固定的价格交换投入品(租用舱位、联合派船或码头共享等)，交换后参与人i投入为（联盟后班轮公司i可利用的运力与相关设施），则他的花费是（班轮公司i参与联盟额外成本支出）；他能产出单位产出品（班轮公司i在联盟中获得的总收益），所以他的净收益是（联盟使班轮公司i收益增加值）。如果当每个参与人选择交易去使他的收益最大化时，投入向量组合与对应价格向量构成可行的竞争均衡。竞争均衡阐释的是一个每个参与人的讨价还价能力都较小的世界。在一个仅有少数几个参与人的市场中，某些人可能有较强的讨价还价能力，并且核可能包含非常不同的竞争均衡结果。不过，在一个大市场中，每个参与人的行动对结果仅有很小的影响，我们可以期望“核”仅包含类似竞争均衡的结果。用竞争均衡解释班轮公司战略联盟，班轮公司i自己拥有的运力和码头设施为，他可以用价格购买或出售舱位或码头设施的使用权，是班轮公司i参加联盟而付出的额外成本，是班轮公司i参与联盟获得的净收益。定义6：无可转移支付联盟博弈（coalitional game）包括：l 一个有限集合N（参与人的集合）l 一个集合X（结果集合）l 一个对N的每一非空子集S（一个联盟）赋一个集合的函数Vl 对每个参与人有一个X上的偏好关系。释义：无可转移支付联盟博弈与可转移支付联盟博弈相比更具有一般，其中不要唯一最大值，而且成员间分配不必是任意的。这里引述无可转移支付联盟博弈，主要考虑联盟具有风险，也就是联盟存在达不成协议的可能。对于班轮公司联盟而言，如果N个联盟班轮公司的收益不唯一，假定X是联盟收益所有可行值；任意子联盟S的收益应该是X中的一个元素；在一定的风险情况下，班轮公司i倾向于某一收益分配方案。定义7：联盟博弈的的核（the core of the coalitional game）是所有的集合；对于它不存在联盟S和满足对所有有的。释义：联盟博弈的“核”是N个参与人联盟博弈的一个分配方案，这个分配方案使得任何子联盟S成员收益均小于等于N联盟中的收益。也就是说，如果某个联盟分配是最优的，那么不存在它的子联盟而使其某些成员收益更好。在班轮公司联盟中，如果N个公司能达成联盟（其中任意几家公司可以组成子联盟），在子联盟中公司的收益都不如在N家公司联盟中获得的收益多，这说明了N个公司联盟成立的合理性。定义8：一个分配x是联盟S对分配y的一个异议（an objection of the coalitional s to the imputation y）如果对所有有，同时，写作。（经典文献中说“x通过S优于y”,因为（N,v）是凝聚的，所以有当且仅当有一满足对所有有的S一可行支付向量。博弈(N,v)的核是所有没有异议的分配的集合：）释义：异议是指某联盟成员提出新的分配方案。新方案中如果联盟所有成员的收益能改善，这个新方案是可置信的，否则是不可置信的。对于班轮联盟而言，若某个联盟成员不满意现有的分配方案，他可以提出一个新方案使大家收益都增加。定义9：令x为可转移支付联盟博弈（N，v）中的一个分配。l 一个二元组（y，S）是i针对j对x的异议(objection of i against j to x)如果S包括i但不包括j并且对所有有，这里S是一联盟并且y是一个S可行的支付向量。l 一个二元组（z，T）是i针对j的异议（y，S）的反异议（counterobjection to the objection (y，S)of i against j）如果T包括j但不包括i，对所有，对所有。这里T是一个联盟并且z是一个T可行的支付向量。释义：班轮公司i提出一个不包括j的分配方案y，这个方案使他自己和其他成员收益优于x。但是，j同样可以提出一个排除i的分配方案z，这个分配方案使他和其他成员收益优于方案y，异议和反异议的提出过程就是联盟成员讨价还价的过程。如果没有联盟成员提出新方案，大家达成协议都承受协议x，x就是纳什解。定义10：一个可转移支付联盟博弈的讨价还价集合(bargaining set)是所有具有以下性质的分配x的集合：对任一参与人i，针对任一别的参与人j对x的异议（y，S）总存在j对（y，S）的一个反异议。释义 ：讨价还价集合是指联盟参与人都满意的分配方案，如果某个成员提出新方案必然受到其他参与人的反对，并且反对是可置信的。定义11：值满足平衡贡献性质（balanced contributions property）如果对每个可转移支付联盟博弈（N，v）我们有：只要和，则释义：简单地说，平衡贡献性质是指联盟成员i和j相互排斥的分配方案，但是如果这样他们的损失是相等的。班轮运输联盟中，i公司用离开联盟或者联合排斥j公司，从而要求更多收益。但是，j公司会告诫i公司如果我离开联盟，那么你的损失跟我一样多；而且如果我们排斥你，我在联盟中的收益也会跟你一样多。定义12:夏普里值（shapley value）由以下条件定义对每个有这里R是N的所有！个排列的集合且是排列R中先于的参与人i的集合。其中：为边际贡献（marginal contribution），即在中满足的参与人i对任一联盟的边际贡献，为释义：边际贡献是指某个非联盟成员加入联盟后，使联盟整体收益的增加值。“夏普里值”可以解释为：假定所有参与人按照某个顺序排列，所有排列都是等可能的。那么是关于参与人i的所有排列对在他之前的参与人集合的期望边际贡献。夏普里值的公理性描述：SYM(对称性)如果在v中i和j是可互换的那么DUM（虚拟参与人）如果在v中i是一虚拟参与人那么ADD（可加性）对任何两博弈v和我们有：对所有有这里是由对每个联盟S有所确定的博弈。3.5本文借鉴的博弈模型与经济学原理3.5.1古诺模型古诺（Cournot,1838）寡头竞争模型是纳什均衡的最早版本。古诺模型假定：寡头市场仅有两个生产企业（企业1和企业2），他们生产同质的产品；两个企业的总成本和边际成本都为0(也可以假定两个企业以相同的成本进行生产,并且在所能涉与的任何产量围,单位成本是固定不变的)；两个企业都掌握市场需求信息，他们都面临共同的线性需求曲线；每个企业的战略是选择产量；支付是利润，它是两企业产量的函数。我们用代表第i个企业的产量，代表其成本函数，代表逆需求函数（P是价格；是原函数），则企业i的利润为： ，若是纳什均衡产量意味着：对每个企业利润函数求一阶导数并令其等于零： （3.1） （3.2）上述（3.1）和（3.2）两式分别定义了两个反应函数（reaction function）： 反应函数意味着每个企业的最优战略（产量）是另一个企业产量的函数。两个反应函数交叉点就是纳什均衡。3.5.2生产函数微观经济学中，生产函数（production function）是指能够生产出来的最大产出量与生产这一产出所需要的投入之间的关系。某个简单生产过程：企业利用两种可变的投入（），一种或多种固定的投入，生产某一种产品。其生产函数把产量作为可变投入量的函数： （3.3）假定（3.3）式是具有连续的一阶和二阶偏导数是单值连续函数。生产函数只对非负的投入和产出水平有定义。一般假定生产函数在定义域是递增的，即。当产出达到极大或者成本达到极小时，生产函数被假定是正则严格拟凹函数，当利润达到极大时，生产函数被假定是严格凹函数。本文合作博弈定义4中参与人的生产函数就是这个概念。生产函数的图像如图3-1：劳动总产量图3-13.5.3需求曲线经济学中，需求曲线是指一种物品的市场价格与该种物品的需求量之间的关系。我们通常假定需求函数具有反函数，从而价格可以表示为需求量的函数。需求函数的反函数，使。在班轮运输市场中，集装箱运输需求量可表示为如下关系： （3.4）式（3.4）中： 箱运需求量 P 集装箱运价除运价外的其他影响因素。我们假定其他因素不变的情况下，运价是运量的逆需求函数。这里我们假定逆需求曲线是线性的，则 （3.5） 式（3.5）中，a，b是逆需求曲线的两个参数3.5.4集装箱运输盈利性分析集装箱班轮运输总成本可以划分为固定成本和变动成本。固定成本不随集装箱运量变化而变化，变动成本随着集装箱运量的增加而增加。固定成本包括：船员工作与伙食、津贴等附加；船舶折旧费；船舶修理费；船用物资费；船保险费；船舶共同费用的分摊；企业管理费用的分摊；其他固定费用等。变动成本包括：燃油费，港口费（货物装卸作业费用与各种使费），其他变动费用。那么，班轮公司的收益为：收益运费收入运输总成本班轮公司的收益量本利分析如图3-2。我们可以看出，班轮公司的收益随着集装箱运量的增加，收益逐渐增大。当运量Q2Q1时，收益U2U1。变动成本Q1Q2Qp箱运量固定成本总成本成本/收入运费收入Q1收益Q2收益增加图3-2第四章 战略联盟合理性博弈分析首先，我们对出现的相关符号进行统一说明： 第i家班轮公司，即博弈中的局中人，i=1,2,n第i家班轮公司在某条航线上的运力供给, i=1,2,n第i家班轮公司的收益，i=1,2,n某条航线上班轮公司的总运力供给某条航线上各班轮公司的总收益市场中班轮公司的个数市场出清运价，即可以将所有舱位卖掉的运价运价逆需求函数的两个参数（详见3.5.3节）第i家班轮公司的单位变动成本，i=1,2,n独立决策时，利用古诺模型解出的第i家班轮公司的最优运力决策i=1,2,n独立决策时，利用古诺模型解出的第i家班轮公司的最大收益，i=1,2,n从整个市场考虑，某航线上的最优运力供给从整个市场考虑，某航线上的最大收益参与战略联盟的班轮公司的个数联盟前班轮公司i某航线平均每TEU成本（包括固定成本分摊），i=1,2,n联盟前班轮公司i某航线船舶载箱率，i=1,2,n联盟后班轮公司i某航线载箱率增量，i=1,2,n某航线航运市场每TEU运价4.1战略联盟经济合理性博弈解释随着世界经济周期性波动，国际航运市场供需不平衡的矛盾不可避免。当运力过剩时，运价急剧下跌，船舶载箱率下降。我们利用古诺模型来说明战略联盟的合理性，古诺（cournot）模型是寡头市场模型的经典例子，是研究一个寡头产量的决策模型。设某航线上有n个班轮公司提供相同或相近的服务，大家共同拥有一个可提供利润的市场，但市场上的货运需求量不是无限大的。由于货运需求量是有限的，只能让某些班轮公司的船舶运力得到充分的利用，当投放到该航线上的运力超过这个限度时，则所有船舶载箱率都不理想，班轮公司的利润不理想甚至亏损。假设各班轮公司清楚的知道该航线上货运需求量是多少，也知道自己在不同运力水平下的利润情况，并且n个班轮公司同时决定在该航线上投放多少运力，则可以将此问题看作是一个完全静态博弈。1、班轮公司、投入运力、，则市场上总运力供给为,(i=1,2,.,n)2、市场出清运价（可以将所有舱位卖出去的运价）为p，则p是市场总运力供给的函数（i1,2,n）3、运输固定成本是指船舶的折旧等不随舱位变化的成本（或期租的租金），这些都是以前做出的投资，与本决策无关。而且，在供大于求的市场情况下，无须在本航线投入新的运力，因此把固定成本看作是沉没成本。4、班轮公司的、的边际成本是指每增加一单位舱位所需增加的成本，在本文中将固定成本看作沉没成本不予考虑后，边际成本就等于单位变动成本，记做（i1，2，n）；则该博弈局中人的收益，为各自运费收入减去各自的成本， 记做 ，（j,i1，2，n且）在本博弈中每个局中人有无限多种可选策略，因而无法用矩阵的形式表示博弈，但是纳什均衡的概念还是适用的。第三章五节古诺模型中，我们介绍了反应函数的概念 。局中人的决策依赖于其他局中人的策略（）的策略选择，纳什均衡是两个反应函数的交叉点。我们现在求局中人i的最大化利润以与最优运力，目标函数：， （4.1）因为二次项系数