應用多目標賽局理論在集水區土地利用的規劃與管理－ 以曾文水庫為例

Multi-objective Game-theory Optimization for Watershed Land Management: A Case Study of Tzeng-Wen Reservoir

廖明浩(Ming-Hao Liao)

指導教授 ： 李志賢

崑山科技大學/工程學院/環境工程研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6828/KSU.2012.00010

摘要

由於環境保護與經濟發展對於決策與管理上一直存有「環保與經濟相互衝突」的情形，因此本研究利用賽局理論結合多目標規劃方法針對台灣水庫集水區管理所面臨的一些經濟與環保衝突問題，建構一多目標最佳化賽局模式（GMOM），以提供有效的改善對策，並且以台灣曾文水庫為實例研究應用，將集水區污染產生量(如總磷及總氮)代表環境保護的目標，和經濟收益為經濟考量上的目標，再結合土地稅收目標為日後的環境保護做有效的利益提供，並且以各種土地利用的需求均衡的邊際條件(Marginal Condition)、土地利用相關限制(坡度、面積)、集水區污染量推估模式、水體水質模式等作為限制式，計算出各目標報酬值的合理範圍，再以設定各目標的報酬值進行多目標最佳化賽局模式（GMOM），以求得Nash均衡解。也由於此方式能有效的將環境保護與經濟和稅收為目標同時列入考量並且取得平衡的條件，因此可以提供決策機關在兼顧環境、經濟、地方政府收入規劃出較佳的流域管理方案。

關鍵字

多目標最佳化賽局模式 ； 奈許均衡 ； 多目標規劃 ； 土地稅收

並列摘要

In this study, an untraditional multiobjective programming approach is illustrated to discuss their suitability and significances in the problems of sustainable in the Tseng-Wen Reservoir management case studies. The game-theory multiobjective optimization model (GMOM) based on the game theory, Nash equilibrium and multiobjective optimization. GMOM is implemented to support decision making process for balancing economic, environmental and social paradox in reservoir watershed management. GMOM is applied in the process of multiobjective programming and to find the optimization solutions efficiently. The model is illustrated in a problem of sustainable management for reservoir watersheds. Results show that the analysis of economic, environmental and social triple balance within watershed management can be easily interpreted to aid the decision maker for watershed management.

並列關鍵字

Game multiobjective optimizatiom model ； Nash equilibrium ； Multi-objective Programming ； Land tax revenue

參考文獻

[34] 行政院農業委員會林務局， 曾文水庫上游林班地整治調查規劃報告，2010。

[3] M. Evgenia,　“Determination of optimal penalties for antitrust violations in a dynamic setting”,　European Journal of Operational Research, 189, 2008, pp 269-291.

[4] M. Suzuki, M. Nakayama,　“The cost assignment of the cooperative water resource development: a game theoretical approach”,　Manage. Sci. 22, 1976, pp 1081-1086.

[5] I. Bogardi, F. Szidarovszky,　“Application of game theory in water management”, Appl. Math. Model. 1, 1976, pp 16-20.

[6] P. D. Straffin, and J. P. Heaney,　“Game theory and the Tennessee Valley Authority”,　International Journal of Game Theory 10/1., 1981, pp 35-43.