Revenue Management with Repeated Competitive Interactions

Abstract

While revenue management (RM) frequently claims to provide a competitive advantage, its long-term competitive effects have hardly been explored. Current research on RM under competition has started to examine competitive interactions in RM with the help of game theory. However, single-stage game analyses predominate, although for most practical applications of RM, a multi- stage view would be more appropriate. In fact, a single-stage view of RM under competition is dangerous, since—similarly to the Iterated Prisoner’s Dilemma (IPD)—the single-stage optimum can prove disastrous in the repeated game. This thesis provides a formal model of two competing service providers implementing RM in an environment with price-elastic demand who face each other repeatedly. Based on approximations to the solutions of the single-stage game, we present a heuristic to transfer strategies from the IPD to the repeated RM game. In this thesis, we use both computational results derived using a stochastic simulation system and mathematical analyses of a simplified version of the game to analyze repeated-game strategies. We investigate the influence of capacity restrictions, forecasting techniques and observation errors on the performance of multi-stage strategies. Our results stress the relevance of a multi-stage view of revenue management games. Furthermore, our results show the strong impact of observation errors and the resulting importance of robust strategies.

Obwohl Revenue Management (RM) häufig mit einem Wettbewerbsvorteil verbunden wird, wurden die langfristigen Effekte von RM im Wettbewerb bisher kaum untersucht. In der aktuellen Forschung wird zwar Spieltheorie genutzt, um im RM die Wechselwirkungen von Wettbewerbern zu untersuchen. Allerdings wird dabei fast ausschließlich ein einma- liges Spiel betrachtet, obwohl in den meisten praktischen Anwendungen eine Darstellung als wiederholtes Spiel angebracht wäre. Ähnlich wie beim Gefangenendilemma (IPD) ist eine Betrachtung als einmaliges Spiel sogar gefährlich, da die Wiederholung der optimalen Strategien des einmaligen Spiels im wiederholten Spiel zu sehr schlechten Ergebnissen führen kann. In dieser Arbeit stellen wir ein Modell für zwei RM- nutzende Dienstleister auf, die sich wiederholt im Wettbewerb um preissensitive Kunden gegenüber stehen. Aufbauend auf Annäherungen an die Lösungen des einmaligen Spiels präsen- tieren wir eine Heuristik, mit der Strategien vom IPD auf das wiederholte RM-Spiel übertragen werden können. Wir verwenden sowohl Simulationen mit einer stochastischen Simulationsumgebung als auch mathematische Analysen eines vereinfachten Spiels, um Strategien des wiederholten Spiels zu analysieren. Dabei untersuchen wir den Einfluss von Kapazitätsbeschränkungen, Prognosemethoden und fehlerhaften Beobachtungen auf das Abschneiden der Strategien. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer Betrachtung von Wettbewerb zwischen RM-Betreibern als wiederholtes Spiel. Weiterhin verdeutlichen unsere Resultate die starken Auswirkungen von Beobachtungsfehlern und daraus resultierend die Wichtigkeit robuster Strategien.