Konzepte · Kooperation und Wettbewerb

Spiele auf Netzen erklärt

In den meisten Spielen der Spieltheorie spielt es keine Rolle, wer mit wem verbunden ist: Lkw wählen Tore, Spediteure teilen Kosten, Bieter bieten. Betriebe sind aber verbunden, über Subunternehmer, Zahlungsziele und gemeinsam genutzte Anlagen. Diese Linie fragt an einem wachsenden Beispiel, was sich dann ändert: wer im Netz wichtig ist, wer ein Gemeinschaftsgut trägt, wie sich ein Zahlungsausfall fortpflanzt und welche Netze von selbst entstehen. Das gemeinsame Verfahren ist das Gleichgewicht auf einem Graphen, geprüft durch Aufzählung und Linearalgebra und verglichen mit dem gemeinsamen Optimum.

Die vier Stücke bauen aufeinander auf: Das Netzwerkspiel ist die Wurzel, die öffentlichen Güter ersetzen die Komplemente durch Ersatzgüter, die Zahlungsketten lassen die Wirkung über Schulden laufen, und die Netzbildung führt alle drei zusammen, indem die Betriebe das Netz selbst wählen. Alle Ergebnisse sind Befunde in synthetischen Modellen mit erzeugten Netzen, keine Aussagen über echte Betriebe; Eigennutz ist eine Modellannahme, und in der Praxis plant meist eine Zentrale.

In short: Four interactive demos on games played on networks: a linear-quadratic network game with key players and a planner benchmark, best-shot public goods with equilibrium selection, payment-chain clearing and default cascades, and network formation with pairwise stability.

Diese Seite gehört zu Algorithmen und Verfahren erklärt. So lesen Sie sie: Das Diagramm zeigt, wie die Stücke zusammenhängen. Jede Kachel darunter öffnet eine interaktive Demo, wo es eine gibt, mit einer Erklärseite für Einsteiger und Fachleute. Auf der Suche nach einer Lösung für ein konkretes Problem? Zu den Interaktiven Demos.

Hinweis: Alle Demos rechnen mit synthetischen oder frei verfügbaren Beispieldaten und laufen auf einem externen Anbieter (Datenschutz). Bitte geben Sie darin keine vertraulichen oder personenbezogenen Daten ein. Die Ergebnisse gelten für die jeweilige Demo-Instanz und lassen sich nicht ungeprüft auf reale Fälle übertragen; für darauf gestützte Entscheidungen übernehme ich keine Gewähr.

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Zum Nachlesen: erst einfach, dann fachlich

WENN EIN KUNDE NICHT ZAHLT

Zahlungsketten und Ausfallkaskaden verständlich erklärt

Warum der Zahlungsausfall eines Verladers Spediteure und Subunternehmer nacheinander treffen kann und warum ein Netz, in dem jeder jedem schuldet, kleine Ausfälle abfängt und erst an einer Schwelle für alle kippt: erst für Einsteiger ohne Formeln, dann für Fachleute mit Modell, Formeln und Messwerten.

Die vier Stücke im Überblick

Die Wurzel ist das Netzwerkspiel: Betriebe wählen ihren Aufwand und profitieren von den Nachbarn, das Gleichgewicht folgt aus einer linearen Gleichung. Die öffentlichen Güter beheben seine Beschränkung auf Komplemente: Dort ersetzt das Gut eines Nachbarn die eigene Leistung, und es gibt viele Gleichgewichte statt einem. Die Zahlungsketten übernehmen nur die Idee, dass die Wirkung über Verbindungen läuft, und rechnen sie an Schulden statt am Aufwand.

Die Netzbildung ist der Zusammenfluss: Bisher war das Netz gegeben, hier wählen die Betriebe es, und jede Verbindung braucht die Zustimmung beider. Gestrichelte Fremdknoten sind Bausteine aus anderen Linien: die Zentralität misst Wichtigkeit ohne Spiel, das Austauschnetz die Verhandlungsmacht, Bron–Kerbosch liefert die Orakel-Aufzählung, die Kaskaden lassen Knoten durch Last ausfallen, und die Kooperation in Netzen lässt Strategien sich auf festem Netz ändern.

Die Kästen sind klickbar und öffnen die jeweilige Demo direkt.

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Netzwerkspiel wen fördern, wer fehlt? Öffentliche Güter im Netz wer trägt bei, wer fährt mit? NUR KOMPLEMENTE, EIN GLEICHGEWICHT Zahlungsketten robust und zerbrechlich DIE WIRKUNG LÄUFT ÜBER VERBINDUNGEN Netzbildung wer verbindet sich mit wem? NETZ IST VORGEGEBEN NIEMAND WÄHLT SEINE NACHBARN NETZFORMEN NUR VERGLICHEN Zentralität Grad, Betweenness, PageRank WICHTIG, ABER OHNE SPIEL Austauschnetz Verhandlungsmacht im Netz STRUKTUR STATT ZAHL DER NACHBARN Bron–Kerbosch alle maximalen Cliquen GLEICHGEWICHTE ALS MAXIMALE MENGEN Kaskaden und Ausbreitung lastbasierte Ausfälle AUSFALL DURCH LAST, NICHT DURCH SCHULDEN Kooperation in Netzen Nachbarschaft trägt Kooperation STRATEGIEN ÄNDERN SICH, NETZ BLEIBT
  • behebt eine Schwäche des Vorgängers oder baut darauf auf
  • Gegenstück: derselbe Zweck, andere Bauweise (kein Fix)
  • übernimmt nur eine Idee
  • Zusammenfluss mehrerer Stränge
  • Baustein aus einer anderen Linie

Durchgezogene Pfeile beheben eine Schwäche des Vorgängers, der gestrichelte Doppelpfeil ist ein Kontrast (gleiche Aufgabe, anderer Bauweg), gepunktete Pfeile übernehmen nur eine Idee, der Doppelrahmen markiert den Zusammenfluss und gestrichelte graue Rahmen sind Fremdknoten aus anderen Linien. Die Stücke lassen sich in der Reihenfolge der Pfeile lesen, die Netzbildung zuletzt.

Verwandt in anderen Linien

DIE WURZEL: GLEICHGEWICHT IM NETZ

Netzwerkspiel: wen fördern, wer fehlt?

Verfolgen Sie, wie Betriebe ihren Aufwand wählen, wenn jeder von mehr Aufwand der Nachbarn profitiert: Eine lineare Gleichung liefert das Gleichgewicht, den teuersten Ausfall und die besten Förderknoten. Bei Kopplung 0,3 erreicht das Gleichgewicht im Zufallsnetz (n = 14) im Median 60,5 % der Aktivität eines Planers, der alle Nachbarn mitrechnet. Der Haken: Dieser Planer existiert nur bei Kopplung unter 0,5, und der Grad bleibt ein unvollständiger Hinweis.

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WER TRÄGT, WER FÄHRT MIT

Öffentliche Güter im Netz: wer trägt bei, wer fährt mit?

Sehen Sie, wie ein Gemeinschaftsgut wie eine Rampe entsteht, wenn jeder Betrieb sie selbst bereitstellt oder bei einem Nachbarn mitnutzt: Das Gleichgewicht ist nicht eindeutig, sondern eine von meist vielen Lastverteilungen. Im Zufallsnetz mit 20 Betrieben hat das schlechteste Gleichgewicht im Median 1,80-mal so viele Bereitsteller wie das beste. Der Haken: Dass die Regel „Hubs zuerst“ das beste öfter trifft, ist ein Messbefund an einer Heuristik, kein Satz.

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AUSFALL DURCH SCHULDEN

Zahlungsketten und Ausfallkaskaden: robust und zerbrechlich

Verfolgen Sie, wie der Ausfall einer Firma ihre Gläubiger schwächt und sich durch ein Netz von Zahlungszielen fortpflanzt. Im dichtesten Netz, in dem jeder jedem schuldet, fallen bei vier Schocks von je höchstens 1,0 nur diese vier von 40 Firmen aus (Puffer 0,1); darüber alle. Der Haken: Ein Kern-Rand-Netz verliert bei vier Schocks weniger, „dicht ist sicher“ gilt nur gegenüber Ring und Zufallsnetz im Modell.

Verständlich erklärt: erst für Einsteiger, dann für Fachleute

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NETZE, DIE VON SELBST ENTSTEHEN

Netzbildung: wer verbindet sich mit wem?

Sehen Sie, wie Betriebe ein Netz bilden, wenn jede Verbindung beide kostet und beide zustimmen müssen: Stabil heißt, dass niemand eine Verbindung kappen und kein Paar sich neu verbinden will. Bei sechs Betrieben ist das beste stabile Netz in 110 von 316 Zellen nicht das gemeinsam beste, meist das leere. Der Haken: Aufgezählt wird nur bis sechs Betriebe; beim Netzwerkspiel fehlt die Lücke meist, weil das leere Netz effizient ist.

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Welches Stück passt zu meiner Frage?

Ein kurzer Entscheidungsbaum über alle vier Stücke, entlang der Frage, ob das Netz der Betriebe feststeht und was die Betriebe darin verbindet.

Welches Stück passt zu meiner Frage?

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Steht das Netz der Betriebe fest? Was verbindet die Betriebe im festen Netz? JA, DAS NETZ IST GEGEBEN Netzbildung wer verbindet sich mit wem? NEIN, ES ENTSTEHT ERST Netzwerkspiel wen fördern, wer fehlt? NACHBARN ERHÖHEN DEN NUTZEN Öffentliche Güter im Netz wer trägt bei, wer fährt mit? EINER BEZAHLT, ANDERE NUTZEN MIT Zahlungsketten robust und zerbrechlich SIE SCHULDEN EINANDER GELD

Beige Kästen sind Fragen (nicht klickbar), weiße Kästen sind Ergebnisse (klickbar, sie öffnen die jeweilige Demo).

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