Game Theory in Waste Management
Loading...
Date
Authors
Eryganov, Ivan
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Teorie her se zabývá temáty, jako je spolupráce, konkurence a seberegulace v prostředí, kde je zapojeno mnoho entit s protichůdnými cíly. Rozdílné zájmy jsou běžné při řešení environmentální udržitelnosti a oběhového hospodářství. Tato Ph.D. práce je věnována aplikacím teorie her v odpadovém hospodářství s důrazem na energetické zpracování nerecyklovatelného odpadu. Po úvodu je shrnuto základní pozadí teorie her, které poskytuje přehled o součásném stávu poznání. Poté jsou přezkoumány novodobé aplikace metod teorie her v problematice udržitelnosti, aby se zdůraznila aktuálnost práce. V závěru je uveden vlastní přínos autora v aplikaci nekooperativních a kooperativních her v oblasti odpadového hospodářství. Konkretně je Ph.D. práce zaměřena na hru o stanovení cen zařízeními pro energetické využití odpadů a hru o minimalizaci nákladů producentů odpadů. Jsou podrobně studovány teoretické vlastnosti těchto her. Pro řešení uvažovaných her jsou navrženy originální algoritmy pro problémy dvouúrovňové optimalizace a vytváření dynamických koalic. Výsledky případových studií ukazují racionální vyústění konfliktů a dokazují, že navrhované přístupy k uvažovaným problémům odpadového hospodářství jsou rozumné.
Game theory handles tasks such as cooperation, competition, and self-regulation in the environment, where numerous agents with conflicting goals are involved. These conflicts of interest are extremely common, when dealing with environmental sustainability and circular economy. This Ph.D. thesis is devoted to applications of game theory in waste management, with an emphasis on Waste-to-Energy treatment of non-recyclable waste. After an introduction, the fundamental background of game theory is summarized, providing an overview of the current state of knowledge. Then, recent applications of game-theoretic techniques in sustainability research are reviewed to emphasize the novelty of the work. In the end, the author's own contribution in the application of non-cooperative and cooperative games to problems of waste management is presented. In particular, this Ph.D. thesis is focused on the Waste-to-Energy plants' price-setting game and the waste producers' cost minimization game. Theoretical properties of these games are studied in detail. The original algorithms for bilevel optimization problems and dynamic coalition formation are proposed to solve the considered games. The case studies' results demonstrate rational outcomes of the conflicts and prove that the proposed approaches to the considered waste management problems are reasonable.
Game theory handles tasks such as cooperation, competition, and self-regulation in the environment, where numerous agents with conflicting goals are involved. These conflicts of interest are extremely common, when dealing with environmental sustainability and circular economy. This Ph.D. thesis is devoted to applications of game theory in waste management, with an emphasis on Waste-to-Energy treatment of non-recyclable waste. After an introduction, the fundamental background of game theory is summarized, providing an overview of the current state of knowledge. Then, recent applications of game-theoretic techniques in sustainability research are reviewed to emphasize the novelty of the work. In the end, the author's own contribution in the application of non-cooperative and cooperative games to problems of waste management is presented. In particular, this Ph.D. thesis is focused on the Waste-to-Energy plants' price-setting game and the waste producers' cost minimization game. Theoretical properties of these games are studied in detail. The original algorithms for bilevel optimization problems and dynamic coalition formation are proposed to solve the considered games. The case studies' results demonstrate rational outcomes of the conflicts and prove that the proposed approaches to the considered waste management problems are reasonable.
Description
Citation
ERYGANOV, I. Game Theory in Waste Management [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Aplikovaná matematika
Comittee
prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc. (předseda)
doc. RNDr. Ing. Miloš Kopa, Ph.D. (člen)
Prof. Arild Hoff (člen)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
RNDr. Martin Šmíd, Ph.D. (člen)
RNDr. Pavel Popela, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-02-23
Defence
DP prezentuje nové teoretické a algoritmické a aplikační výsledky v oblasti teorie her, dvou-úrovňové optimalizace s využitím v úlohách odpadového hospodářství
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení