基于模糊合作博弈的移动云计算联盟利益分配模型研究

高长元　刘划　王京

摘要：移动云计算联盟是云产业联盟下的新型组织形式，合理的利益分配是实现联盟高效运作和整体协同效应的关键问题。根据联盟成员参与度具有区间属性，建立了一个由多成员跨层次合作的模糊合作博弈模型，分析了该模糊合作博弈的超可加性及支付函数关于成员参与度具有单调非减性，根据区间参与度模糊延拓给出联盟利益分配区间Shapley值，并证明了当联盟多成员以区间参与度进行跨层次合作时，参与度区间范围越广，边际收益越大，从而保证该最优分配模型的存在性，实现成员最优结盟及联盟利益分配公平合理化。

关键词：模糊合作博弈；移动云计算联盟；利益分配；模糊Shapley值

随着全球信息产业的融合、开源云项目的协同发展及云计算商业模式的加速完善，云产业自主创新理念和跨越发展模式正发生着深刻的变革。移动云计算联盟的成立有效发挥了产业协同合作的整体优势，大量的跨地域移动云计算联盟成员合作是基于资源共享动机上的一种跨组织经济行为，联盟内共享资源在多成员间进行水平式双向或多向流动，创造节点价值互补，从而形成产业空间上多成员突破层次限制、跨层次发展的合作关系，因此公平合理的利益分配模型是保障其稳定运行的基础。

目前关于产业联盟利益分配的研究已成为其运作领域的重点和难点。国内外学者认为联盟利益分配过程实质是模糊环境下以合作对策论为基础下的经济合作行为，并展开相关研究。Aubin首次使用模糊联盟来描述经纪代理人的集合，并研究了一类模糊联盟对策，证明了其划分值算子的存在性。Butnariu等在Aubin的基础上提出一类具有模糊联盟的合作对策，并提供基于三角模糊度来研究模糊合作对策的方法，得到合作环境中联盟利益如何进行平衡、均衡分配的许多启发性成果。Nishizaki等又从具有模糊参数的线性生产规划问题引出了迷糊合作对策，并证明对策的核心是非空的，它所对应的区间可以用线性规划中的灵敏度分析以及对偶规划的理论求得。Branzei等研究了凸模糊合作对策的锥，证明了凸模糊对策的每个核心元素是分享单调分配方案可扩展的。谭春桥同其团队在关于n人模糊合作对策的深入研究中取得了较完善的成果，包括基于Choquet延拓分支下的直觉模糊Sugeno积分值、语言Choquet积分算子、诱导Choquet积分算子等的改进，以及展开对区间直觉模糊TOPSIS值多属性决策和基于伪布尔函数讨论模糊延拓的性质与经典n人对策的Shapley值之间的关系等的n人对策模糊延拓方法的研究。综上所述，国内外学者的研究主要集中在以对策论与经济行为研究为基础，基于博弈论对联盟收益分配问题进行模糊延拓，构建模型得到区间模糊支付合作博弈解，或是通过理论基础及联盟协调机制来量化利益分配冲突及影响因素调整分配模型，然而在利益分配模型中较少考虑联盟稳定性及成员参与度具有区间属性等因素。

我国云产业联盟的利益分配模型还不完善，联盟成员参与度具有模糊性及利益分配模型具有不确定性，从而导致考虑的因素过于单一，成员的满意度和积极性不高，使联盟无法长期、高效的运行。在移动云计算联盟内，大量的跨地域成员依据资源共享性原则，以市场为导向，通过对云计算、移动互联网等领域的研发资源的整合和能力的互补，在此过程中，移动云计算联盟发展成为一种介于企业和市场间的中间组织形式，其成员会根据自身资源及能力情况，以不同参与度非完全性的加入一个或者多个协同合作中，使得移动云计算联盟成员参与度具有模糊性、不确定性，即与现实商业环境中具有模糊联盟的模糊合作博弈中的联盟模糊性和不确定性一致。因此本文从模糊合作博弈的视角揭示移动云计算联盟利益分配过程，建立联盟模糊合作博弈模型，并通过对其性质分析，延拓成员参与度为区间值，以便成员明确可选择范围，根据自身资源及能力优势在复杂多变的价值网络中重新定位，帮助联盟成员应变不确定的环境、减少组织对其不受控制资源的依赖性，从而实现移动云计算联盟模糊合作博弈的成员最优结盟及联盟内部利益分配公平合理化。

1.移动云计算联盟模糊合作博弈

移动云计算产业相关主体通过构建多渠道、多层次、多角度网络式联盟，促进移动云计算产业协同多主体深度合作，突破依靠市场机制快速形成产业整体竞争优势，实现由小范围联盟向网络化的产业联盟而转变。通过合作关系较快地促进产业整体优势的演进与形成，移动云计算联盟将产业链各成员优势资源进行有效整合，提供大量市场机遇，其依据产业整体竞争优势进行价值创造及增值的商业模式必将吸引成员加入其中，并在产业链的各个环节形成多种合作模式。根据资源及服务的优势互补明确合作需求，加快合作速度，提高合作频率，成为联盟内资源共享与服务整合进行价值创造与持续增值的主要途径。其中，合作产生主要源于移动云计算联盟成员间在价值创造及增值环节上的相互关联，主要体现在：一方面，按照联盟服务层次划分，围绕移动云服务项目，处于产业链各服务层次上具有价值节点的移动云计算联盟成员合作从而形成产业空间上彼此独立的单层次服务关系；另一方面，基于单层次服务关系基础之上，在移动云计算联盟内，每个成员既是服务提供者又是服务对象，有其自身不同的节点价值，如果成员节点价值互补，那么成员间就会建立起某些突破层次限制、跨层次发展的合作关系，而这些合作关系是通过资源共享实现的多层次交叉服务关系。因此，联盟既要追求自身利益最大化，也要兼顾联盟成员的利益，达到联盟和各方成员利益分配协同。

在移动云计算联盟内，由于其显著的分布式服务模式，在其产业链条中大量跨地域分散的各类成员，依托先进的移动无线网络等多种沟通方式，成员以不同参与率加入到联盟协同运作中，根据市场机遇寻找联盟内合作成员进行分工协作，建立相应的合作关系，参与移动云计算产业运作，形成以可扩展、按需使用的云计算服务为导向，以资源优势互补、构建创新性商业服务模式及提升自身竞争优势为目标，并最终实现联盟协同发展。移动云计算联盟是为了实现整合资源，获得协同效应和竞争优势的高级产业联盟，联盟成员合作的方式和参与度决定着联盟的预期收益和竞争力，联盟成员在合作过程中，会产生价值增值及超准额利润。通过上述分析可知，移动云计算联盟具有模糊联盟的特征，所以可将其利益分配问题视为模糊合作博弈求解问题，移动云计算联盟成员利益分配过程在资源整合和实现运作协同效应方面起着至关重要的作用，是不容忽视的问题。鉴于联盟成员合作程度一般是由参与度决定的，因此为了促进联盟成员深度合作获得协同利益，将成员合作参与度设置为模糊合作博弈重要参量。