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第1章
计算机辅助市场与匹配博弈

计算机辅助市场(Computer-Assisted Market)是为提升实体市场(Physical Market)效率而利用计算机技术进行辅助运作的市场。为什么要独立提出计算机辅助市场的概念?它又与我们经常谈到的虚拟市场、电子商务有什么样的区别和联系?计算机辅助市场呈现什么样的博弈特征?厘清这些问题,将有助于我们更加清晰地了解计算机辅助市场的本质。

1.1 计算机辅助市场

1.1.1 计算机辅助市场的任务:提升实体市场效率

类似于市场的自我调节和外部干预,计算机辅助也是解决实体市场低效问题的一种技术方法。计算机作为一种技术参与市场过程,必将影响市场交易的现有方式,并影响利益分配。

图1.1简要描述了实体市场效率提升的基本路径。

图1.1 实体市场效率提升路径

从市场要素组成看,实体市场中的要素有参与者、商品、信息、资金,这些要素在相应的介质中流动,构成市场交易活动过程。提升实体市场效率的核心是降低交易费用(Transaction Cost),即降低交易过程的成本。

1.1.2 计算机辅助市场的中枢:虚拟市场

“虚拟”一词主要是指在不具备有形实体条件下构建相应功能系统的技术。“虚拟”是实体的延伸,在形态上是虚的,但是在功能上是实实在在的。比如,在计算机中有“虚拟机”,是指利用宿主机器构建一台在实体上并不存在的机器以实现实体计算机的相应功能。而“虚拟经济”(Virtual Economy)则是指借助于信息技术实现经济活动的功能,也称“数字化经济”(Digital Economy)。虚拟企业(Virtual Enterprise)则是建立在信息网络基础上的具有实体企业功能的组织或联盟体。虚拟产品(Virtual Products)则不具备传统产品的物理状态但是具有满足顾客需求的产品功能。

本书中的虚拟市场是相对于实体市场而提出的。当实体市场的部分或全部要素虚拟化之后,就会形成虚拟市场。要素虚拟化的前提是介质虚拟化(电子化),只有虚拟化的介质才能为虚拟化的要素提供流动所依赖的载体,虚拟交易过程才能形成。

实体市场的要素可以虚拟化,但是实体市场要素不可能被虚拟市场要素所完全取代。信息、资金作为实体要素可以被虚拟市场要素完全取代,但是,实体市场中的参与者和商品却不能被完全虚拟化。因此,实体市场在虚拟市场中的基础性作用是不会改变的。

虚拟市场(Virtual Market):借助于虚拟介质(通信网络),交易者以虚拟身份聚集,商品以虚拟(数字)形式陈现,交易以虚拟(数字)方式进行的市场模式。

计算机辅助市场和虚拟市场是相互联系的。一方面,不管是计算机辅助市场还是虚拟市场,都必须以实体市场为依托。另一方面,计算机辅助市场的主体仍然是实体市场,但又离不开虚拟市场的支撑;计算机辅助市场借助于虚拟市场发挥对实体市场的辅助作用,但它又不能独立于实体市场而存在,独立的纯虚拟市场是不存在的。

同时,计算机辅助市场和虚拟市场在内涵和外延上具有明显不同。

1.内涵不同

虚拟市场是针对传统实体市场提出的,虚拟市场是实体市场的延伸,它表述的是市场的形态。虚拟市场采取的一般是计算机技术,实现交易场所的虚拟、交易对象的虚拟、交易商品的虚拟、交易方式的虚拟。其中,场所的虚拟化是虚拟市场的基本特征。虚拟是实体的虚拟延伸,但实体市场依然存在,虚拟市场不可能游离于实体市场之外。

计算机辅助市场是针对市场辅助技术提出的,是传统市场的再设计,它强调创新理论和先进技术对现有市场运作方式的改善或者模式的创新。

2.外延不同

虚拟市场是计算机辅助市场的重要组成部分。从组成上讲,计算机辅助市场涵盖了实体市场和虚拟市场,但它又不是实体市场和虚拟市场的简单叠加。

1.1.3 计算机辅助市场的商务:电子商务

电子商务EC(Electronic Commerce)是指人们利用电子化手段进行以商品交换为中心的各种商务活动。

在一定意义上,电子商务是在计算机辅助市场上开展的商务活动,包括虚拟市场行为及其在实体市场中的拓展行为。电子商务是基于管理层面的商务理论与实践,是面向企业的市场营销模式创新和管理模式创新。也可以这样讲,电子商务是在计算机辅助市场中开展的商务活动,主要内容是市场实现及运维管理,属于现代商务管理范畴,其重点不包含经济设计的内容。

计算机辅助市场是面向社会需求的市场机制创新,它提取了虚拟市场、电子商务的共性特征:“计算机辅助”。在计算机辅助市场背景下,博弈论、市场理论、机制设计、计算机算法研究领域得以交叉融合。

1.2 匹配市场

市场机制是指市场通过交易者发送特定信息完成的一系列交易过程,并能根据这些信息和交易资源的最初配置决定交易资源的最终配置(Friedman and Rust,1993) [1] 。魏立佳(2013)按照交易要素以及交易过程的特点,把市场分为一般价格市场、拍卖价格市场和匹配市场三大类。按照价格在市场中的作用,市场可分为强价格市场、弱价格市场、非价格市场。

1.2.1 强价格市场

强价格市场的主要形式是双向搜寻(Bilateral Search)市场,买卖双方在市场中寻找交易对象和讨价还价,价格发挥了主要的作用,最终的成交能使双方获得收益。这里,卖方行为是完全依赖于价格,即一旦买方给出的价格落在卖方可接受的价格区间内,则达成交易。普通的商品零售市场多为双向搜寻市场。

强价格市场中,价格机制和产权机制是研究市场配置的重要考量因素,市场通过信息使得资源重新配置 [2] 。传统的关于商品市场的研究是建立在价格机制上,主要针对经济主体如何根据商品价格进行商品选择。市场实践表明,基于价格和产权的自由市场有时会导致市场在配置资源方面的功能不能有效发挥,引发以供给需求结构失衡为基本特征的市场低效问题。在一般市场和拍卖市场中,当出现供需信息不对称、交易搜寻困难、交易效率低下等问题时,会导致价格市场的资源配置低效。

自我修复论和外部干预论是提升市场绩效的常用理论。自我修复具有演化性,认为失灵的市场可以自由演化、自我修复。但是,这种演化受到众多因素的影响,不可能在短期内自我调节到最佳均衡状态,其效率是低下的。外部干预具有强权性,借由政策性的约束去影响市场博弈的环境。然而,外部干预违背市场原则,甚至会带来新的政策性失灵。

1.2.2 弱价格市场

弱价格市场是指价格在市场交易中发挥了一定作用的同时,市场机制的作用也对市场交易产生重要作用。

比如,拍卖市场就是典型的弱价格市场。拍卖分为单边拍卖和双边拍卖,单边拍卖可分为密封价格拍卖(Sealed-Bid Auction)和公开拍卖(Open Auction),双边拍卖有集合竞价市场(Call Market)和连续双边拍卖(Continuous Double Auction)。金融市场中最常用的就是双边拍卖市场机制。拍卖机制本质上是基于价格排序的匹配。价格在市场中的作用就在于它完全或部分决定了参与者的排序。在拍卖市场中,有一个卖方与多个买方竞拍人(或者一个买方与多个卖方竞拍人),价格在市场交易中发挥了一定的作用,但拍卖机制的作用也非常重要,拍卖方式的不同会导致完全不同的交易结果。

1.2.3 非价格市场

经济学所研究的资源分配一般是建立在价格机制上的。但是,在很多情况下,价格不是分配的关键因素,如企业招工问题、学生就业问题、婚姻匹配问题等。这就形成了一种新的基于双方选择(选择与被选择)的市场形式——匹配市场(Matching Markets),用来解决在序数效用条件下的市场均衡问题。 [3] [4]

在强价格市场和弱价格市场中,当出现供需信息不对称、交易搜寻困难、交易效率低下等问题时,会导致价格市场的供需匹配低效。因此,在市场实践中,买卖双方的有效匹配是市场参与者的基本要求。如何提高供需匹配效率成为提升市场绩效的重要任务。因此,匹配市场的研究具有重要的现实意义。

匹配市场(Matching Markets)是一种基于双方选择(选择与被选择)而形成匹配的市场形式,用来解决在序数效用条件下的市场均衡问题 [5] 。匹配市场中,价格在市场中几乎不直接发挥作用,主要靠匹配机制完成市场交易。本书后续章节,将重点围绕匹配问题进行深入探讨。

1.3 匹配博弈

博弈是给定行为规则下,参与人以利益最大化为目标而进行的决策活动。强调主体行为的相互影响。一切交易在本质上必然具备博弈合作的特征,同时,也必然存在“匹配”过程。由于博弈主体的差异,信息不对称成为博弈的基本特征,匹配研究是解决信息不对称问题的重要思路。

在匹配市场背景下,主体匹配是市场交易形成的关键。在给定偏好排序下,参与人以获取最优化匹配为目标,进行以“请求”“响应”为特征的博弈合作过程,就是匹配博弈。自由市场背景下,匹配博弈表现为匹配主体在可见的范围内,寻求可匹配对象,提出请求,对方则对请求做出回应的过程。

匹配博弈有以下博弈特征:

(1)参与人收益由最终稳定的匹配集所确定。

(2)匹配的收益是最终引发的,也就是说只有到达稳定匹配才会产生匹配收益。

(3)匹配的行为是请求响应式的,单方面的请求行为在没有得到有效响应时,不会对匹配结果产生影响。

(4)博弈的行为是自决定的,不会受制于其他主体。只要博弈者愿意,可以采取其行动集中任何行动,该行动不会因外部因素而被迫取消。

匹配博弈参与者同样面临策略选择的问题。这种策略选择主要表现在两个方面:一是如何对排序进行“技术”处理,二是如何改善自身的语境(即提高别人对自己的排名)。

影响匹配结果的关键因素是各主体的排序值。在两方匹配中,对于给定主体,各种匹配结果的效用是可直接比较的。因为,排序值直接反映了效用情况(序值越低,效用越高)。

影响匹配结果的另一个因素是参与人的“请求概率”。在自由市场匹配中,请求者、响应者的主观划分是没有意义的。因为,每个主体均有请求的动机。虽然,请求者往往比响应者占有选择优势。但是,由于个体属性和能力的差异,每个主体的“请求”能力是不一样的,即有些主体会更多地主动发出“请求”行为,而有些主体则可能以“响应”为主。比如,在自由市场中,一般以卖方作为“响应者”群体,但是,在许多情况下,卖方会以“请求者”的角色出现在匹配过程中。这样,就会形成对等匹配,即不严格区分“请求者”“响应者”。所有参与者以自身的“请求概率”参与匹配博弈。

多方匹配中,主体的效用可用组合排序值来表示。比如,三方匹配时,主体可以对其他两类主体的组合进行排序。此时,有一方是请求者,另外两方是响应者。

多方匹配规则:

(1)面对请求,响应组合均接受时,匹配成功;

(2)响应组合中有一方退出(加入其他组合),则匹配解散。

1.4 算法博弈

一直以来,经济学家关注经济主体的经济行为,而计算机科学家则研究信息处理和计算方法。互联网时代,市场博弈环境发生了巨大的变化,大数据和人工智能快速发展,计算机和经济活动互相融合,计算机科学和博弈论交叉发展,如何发展网络环境下的博弈理论具有重要意义。在这样的背景下,形成了一门独特的学科:算法博弈论(Algorithmic Game Theory)。

博弈机制设计在保障个体自由化的条件下,通过博弈机制实现特定的社会目标。机制设计通常是领域相关的,这就要求机制设计必须满足相关市场领域的实际,且能够被有效“执行”。这就要求设计者设计的机制能够被执行者所理解。在传统市场机制条件下,习俗和制度成为机制最主要的表现形式,机制执行通常是有效的。然而,互联网时代的机制设计和执行不再仅是人与人的交互,计算机已经成为机制执行的重要角色。博弈论研究应用不再局限于以人为唯一执行者的分析、设计及应用的路线,面向计算机的博弈理论成为新时期博弈论研究的重要方向。因此,算法博弈论成为博弈机制设计在互联网信息时代的最新发展形式。

我们先来看一下,什么是算法?算法概念起源于数学,现代算法通常与计算机科学相关。算法有五个基本的特征:输入(Input)、输出(Output)、确定性(Definiteness)、有穷性(Finiteness)、有效性(Effectiveness)。

定义 算法,Algorithm ):即计算方法,是指关于某问题的解决方案的清晰指令,是解决问题的策略机制的系统描述。

在互联网环境下,越来越多的市场行为更加依赖于计算机系统,市场规则已经逐步被“算法”所取代,“算法”制约着个体放任的市场行为。互联网背景下,博弈论的思想只有融入计算机系统才能在实践中得到应用。因此,博弈理论除了数学上的严格推导和证明,还要具备充分的“可计算性”,即具有清晰的计算逻辑,能够通过计算机实现。这正是算法博弈论研究的主要内容。

定义 算法博弈论,Algorithmic Game Theory ):也称计算机经济学,研究因特网环境下经济个体之间以及个体与网络之间的交互规律,包括均衡问题、优化问题以及可计算问题,通过计算机算法设计、建立新的博弈规则。 [6]

当市场机制的实现是借助于计算机算法时,就称之为算法博弈。算法博弈中,算法平台是基础,算法认同是关键。

互联网时代,基于计算机算法的算法博弈已成为个体博弈的基本形式,对经济个体的交互规律产生了深刻的影响,算法博弈论为计算机辅助市场研究提供坚实的理论和方法支撑。

算法博弈论主要体现了如下特点:

(1)算法博弈论是博弈论、经济学和计算机科学等多学科交叉的研究领域,是理论研究与实践应用的结合。算法博弈论以算法的逻辑进行博弈分析,以算法的实现进行博弈机制设计,以算法的实施推进实践应用。目前,算法博弈论已经在互联网相关的经济领域得到了广泛应用,如电子商务交易行为分析、网上拍卖、云计算定价、排序理论、大数据系统等 [7] [8]

(2)算法博弈论将可计算性作为算法实施必须考虑的限制条件 [9] ,它有两个基本任务:博弈中的大规模数据快速计算问题、因特网环境下参与者的各种博弈行为分析与博弈算法设计。算法博弈论使博弈论的基本均衡理论通过算法得以具体化,为博弈论思想和现实经济实践之间的互相联系搭建了坚实的桥梁,从而为博弈理论的实践运用扫平了道路。当博弈算法在真实系统中得以实现,它就成为一种机制。因此,算法博弈论不但为经济机制设计提供了理论分析工具和描述方法,更为互联网应用实践提供了可操作的逻辑构架。

(3)计算机辅助市场的本质是在博弈中引入了新的虚拟参与主体“计算机算法”,该算法主体能按照博弈规则有效参与到市场博弈中,在市场交易中扮演重要角色。

1.5 小结

本章从实体市场效率提升的基本路径入手,对计算机辅助市场的任务进行了探究,并同时阐述了它与虚拟市场、电子商务的区别和联系。同时,探讨了匹配市场的几种模式,并对匹配博弈、算法博弈的相关概念原理进行了论述。 lYSwCeC4Bos0KNUukhxai348wHENyCljG65/LLTOyF38TJ9YnOgFYVlewLho4gDi

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