Динамические кооперативно-игровые модели управления потреблением электроэнергии с учётом оппортунистического поведения

Автор(ы): Лошкарев И.В., Угольницкий Г.А., Усов А.Б.

Выпуск: 118

Рубрика: Управление в социально-экономических системах

Год: 2025

Библиография: Лошкарев И.В., Угольницкий Г.А., Усов А.Б. Динамические кооперативно-игровые модели управления потреблением электроэнергии с учётом оппортунистического поведения // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 118. - С.225-249.

Дата опубликования: 30.11.2025

Ключевые слова: иерархические системы управления, кооперативные игры, характеристическая функция, имитационное моделирование, оппортунистическое поведение, вектор Шепли, целевой функционал

Аннотация: В динамической теоретико-игровой постановке изучена задача управления потреблением электроэнергии предприятиями. Построена и в кооперативной постановке исследована двухуровневая динамическая теоретико-игровая модель управления потреблением электроэнергии предприятиями с учётом возможного оппортунистического поведения субъектов управления. Предложенная двухуровневая модель включает в качестве ведущего контролёра (контролирующий орган) и нескольких ведомых (владельцев предприятий). Контролёр предъявляет агентам механизм управления с обратной связью, сообщая им, насколько будет уменьшена отчётная величина фактически потреблённой ими электроэнергии в зависимости от величины предложенного ими «отката». Кооперативная игра описывается в форме характеристических функций Неймана – Моргенштерна, Петросяна – Заккура и Громовой – Петросяна, значения которых вычислены с помощью имитационного моделирования. Построен вектор Шепли для этих характеристических функций. Методом сценариев проведено имитационное исследование модели и дан сравнительный анализ полученных результатов. Сделан ряд содержательных выводов, в частности, вывод о том, что одним из эффективных способов борьбы с оппортунистическим поведением субъектов управления в иерархических системах может быть предоставление им возможности образовать коалиции с ведущим игроком.

Author(s): Loshkaryov I., Ougolnitsky G., Usov A.

Article title: The dynamic cooperative game models of electricity consumption management taking into account opportunistic behavior

Issue: 118

Year: 2025

Keywords: hierarchical control systems, cooperative games, characteristic function, simulation modeling, opportunistic behavior, Shapley value, objective functional

Abstract: The problem of managing electricity consumption by enterprises is studied in a dynamic game-theoretic formulation. A two-level dynamic game-theoretic model of managing electricity consumption by enterprises is constructed and studied in a cooperative formulation, taking into account possible opportunistic behavior of agents. The proposed two-level model includes a leading controller (controlling body) and several followers (enterprise owners). The controller presents the agents with a feedback control mechanism, informing them how much the reported amount of electricity actually consumed by them will be reduced depending on the amount of the "kickback" they propose. The cooperative game is described in the form of Neumann – Morgenstern, Petrosyan – Zakkur and Gromova – Petrosyan characteristic functions, the values of which are calculated using simulation modeling. The Shapley value is constructed for these characteristic functions. A simulation study of the model was conducted and a comparative analysis of the obtained results was given, a number of meaningful conclusions were made, in particular, the conclusion that one of the effective ways to combat opportunistic behavior of agents in hierarchical systems can be to provide them with the opportunity to form coalitions with the leader.