没有“老板”,系统还能高效运转吗?上纽大学者给出难题新解法

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假设你是一家超市的经理。眼前有两种常见场景:一种是每个收银员只负责自己的收银台——哪怕这边的柜台空着,旁边却已经排起长队,也没人会主动去帮忙;另一种则是所有收银员像一个团队那样协作——谁先忙完手头这一队,就立刻去支援最拥堵的柜台。

两种方式看上去只是排队逻辑不同,带来的结果却可能天差地别。后一种模式不仅让现场更有秩序,也能大幅缩短顾客等待时间。

在运营管理中,这种通过协作提升整体效率的现象有一个专门的名字——资源池化(resource pooling)。在近期发表于国际知名期刊Management Science的论文“Incentivizing Resource Pooling”(“激励资源池化”)中,上海纽约大学运营与商业分析助理教授陈琛关注的,正是这样一个问题:当合作无法自然发生时,系统该如何依然实现资源池化带来的效率提升?

“收银台这个例子,其实对应着很多现实场景,”陈琛说,“比如在医疗系统里,不同科室之间可以共享设备、病床,甚至医护人员;在计算系统中,一台空闲的机器,也可以替负载过高的机器分担任务。”

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陈琛教授

 

既然资源池化听起来如此顺理成章,为什么它不会自动发生?

陈琛教授解释说,原因在于,许多现代系统并不存在一个能统筹全局、随时调配资源的“老板”,而参与者本身也未必愿意承担帮助别人的成本。“一种做法是建立集中式系统,由一个管理者统一调度,”他说,“如果你手头空下来了,负责人可以直接让你去支援别人。”

但他更感兴趣的,是一种更贴近现实的情境:系统中的参与者彼此独立、各自为利,决策时往往也无法掌握他人的真实状态。“你看不到别人到底有多少工作量,”他说,“在信息不充分的情况下,也很难直接约束那些只想获益、不愿付出的‘搭便车者’。”

这正是许多去中心化应用面临的处境。以基于区块链的云计算市场为例,有人出租自己闲置的算力,也有人在需要处理高负载任务时向外借用这些资源。陈琛教授指出,这类市场实际上已经出现,但它们能否真正高效运转,关键取决于规则设计——如何奖励那些愿意贡献资源的人,同时防止“搭便车”现象蔓延。

为了解决这一难题,陈琛教授与两位合作者——香港中文大学(深圳)的陈逸伦以及波士顿大学的钱鹏宇——提出了一套基于代币的机制设计,让合作不再依赖“道德自觉”,而成为一种对个体而言更划算的选择。这套机制有点像积分或信用体系:如果你想获得别人的帮助,就需要支付代币;如果你愿意帮助别人,就有机会获得代币奖励。

陈琛教授表示:“在我们的机制中,请求帮助需要消耗代币,而帮助别人则有机会赚取代币,”陈琛说。所有请求都会进入一个共享池,由系统按照先来先服务的原则统一处理。研究团队还指出,这样的规则可以通过智能合约来执行。

这项研究的目标其实很直接:让“对整个系统最有利的行为”,同时也成为“对个人最理性的行为”。当机制设计得当时,参与者就会形成清晰的激励逻辑:忙的时候优先处理自己的任务,空闲的时候贡献资源,而在确实需要帮助、且手里有足够代币时,再去请求他人的支援。

“我们最重要的发现是,即便没有一个统一发号施令的‘老板’,我们依然可以通过机制设计,让人们出于自身利益考虑,愿意相互帮助,而且最终效果可以和有集中管理者的系统一样好。”陈琛教授说。

当然,想让这套机制真正有效,关键不只是“有没有代币”,而是代币流通规则如何设定。如果代币太容易获得,系统里代币就会变得过于充裕,人们继续帮助别人的动力反而会减弱;但如果代币太难获得,代币又会变得稀缺,参与者甚至可能无力支付请求帮助的成本。

论文表明,在大型系统中,这种代币发放规则存在一个合适的“平衡点”。只要参数设置得当,参与者就会被激励去实现更充分的资源共享,从而让整个系统的运行效率逼近集中式管理下的理想状态。

在陈琛教授看来,这套机制并不只适用于云计算市场,在医疗等领域同样具有启发意义。医院之间、科室之间,原本就可能通过共享床位、设备或医护力量来提升整体效率;但如果没有合适的制度安排,这种合作未必会自发发生。

The paper won the First Place in the 2024 INFORMS Junior Faculty Interest Group (JFIG) Paper Competition (left) and the 2024 CSAMSE Best Paper Award (right)
左:该论文获2024年国际运筹学与管理学研究协会(INFORMS)青年教师组(JFIG)论文大赛一等奖
右:该论文在2024年华人学者管理科学与工程国际年会(CSAMSE)上获最佳论文奖

 

该论文也已获得学界的广泛认可,先后斩获2024年国际运筹学与管理学研究协会(INFORMS)青年教师组(JFIG)论文大赛一等奖,以及2024年华人学者管理科学与工程国际年会(CSAMSE)最佳论文奖。

展望未来,陈琛教授将这种“代币式激励设计”视作一套具有延展性的工具。随着越来越多基础设施转向去中心化运行模式,“没有老板,系统还能否保持高效”这个问题,或许只会变得越来越重要。