軍民融合視角下資源共享的隨機(jī)演化博弈模型

任大勇

(渭南師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西渭南 714099)

【經(jīng)濟(jì)學(xué)研究】

軍民融合視角下資源共享的隨機(jī)演化博弈模型

任大勇

(渭南師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西渭南 714099)

從軍工企業(yè)和民用企業(yè)的微觀層面出發(fā),在有限理性前提條件下,借助演化博弈理論和隨機(jī)博弈Petri網(wǎng),構(gòu)建了軍民融合資源共享隨機(jī)演化博弈模型,模型由資源共享枝、不共享枝和單方共享枝構(gòu)成.同時,通過該模型對軍民融合資源共享動態(tài)演化過程進(jìn)行模型化表示和探究,發(fā)現(xiàn)了影響軍民融合資源共享的關(guān)鍵制約因素.為了更好地實(shí)現(xiàn)軍民融合資源共享,達(dá)到資源的合理配置,避免資源的浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè),應(yīng)盡可能地減少軍民融合資源投入成本,進(jìn)一步擴(kuò)大資源共享規(guī)模,提高雙方資源共享的收益率,降低資源共享過程中機(jī)會主義風(fēng)險系數(shù).

演化博弈;資源共享;軍民融合;隨機(jī)博弈

0 引言

我國軍民融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了建國初期“軍民結(jié)合、平戰(zhàn)結(jié)合”的軍民結(jié)合階段、十一屆三中全會后的“軍民結(jié)合、平戰(zhàn)結(jié)合、軍品優(yōu)先、以民養(yǎng)軍”的軍民一體化發(fā)展階段、全球經(jīng)濟(jì)一體化背景下的“寓軍于民”發(fā)展階段和黨的十七大后所形成的中國特色軍民融合式發(fā)展階段四個發(fā)展時期[1].新的時代背景下,現(xiàn)代科技持續(xù)不斷發(fā)展,如何在滿足軍事需求的同時促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展業(yè)已成為有待解決的關(guān)鍵問題.其根本的出路在于在更大范圍、更高層次、更深程度上把國防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展緊密融合起來,實(shí)現(xiàn)軍民融合式發(fā)展,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、科技、人才等各類資源在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中合理配置、優(yōu)化資源結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)國防安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重效應(yīng)[2].

目前,有關(guān)軍民融合資源共享方面的研究多見于資源共享機(jī)制方面,趙立雨在分析關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)區(qū)科技資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)科技資源配置方面的主要問題,提出了政府在發(fā)揮其“掌舵”職能下的關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)軍民科技資源融合對策建議.[3]汪涵則從軍民信息資源共享的角度出發(fā),提出了通過建立軍民信息對接規(guī)范、完善軍民信息一體化溝通平臺、建全軍民信息共享制度等途徑,實(shí)現(xiàn)軍民信息資源有效共享.[4]董曉輝等立足湖南區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家完全戰(zhàn)略的需求,在深入分析已取得成就和存在問題的基礎(chǔ)上,提出應(yīng)以資源整合為基礎(chǔ),建立軍民科技資源融合的聯(lián)動機(jī)制,以產(chǎn)業(yè)集群為動力,深化軍民科技資源融合的市場機(jī)制,以制度藕合為支撐,完善軍民科技資源融合的保障機(jī)制.[5]賀新聞對國防科技創(chuàng)新的軍民融合特性進(jìn)行了分析,提出構(gòu)建以政府和軍隊(duì)為主導(dǎo)的宏觀調(diào)控組織系統(tǒng)、以國家研究院所和研究型大學(xué)為主體的國防科學(xué)創(chuàng)新組織系統(tǒng)、以國有軍工企業(yè)為核心、產(chǎn)學(xué)研互動的國防技術(shù)創(chuàng)新組織、以中介結(jié)構(gòu)為紐帶的創(chuàng)新服務(wù)組織系統(tǒng).[6]

現(xiàn)有研究中多從宏觀層面,就軍民融合資源共享在制度與體制建設(shè)方面開展了深入研究,具有一定的理論意義,但未能從微觀層面,即軍工企業(yè)和民用企業(yè)的角度分析軍民融合資源共享問題.同時,定性研究居多,定量研究較少;多基于完全理性假設(shè),未能充分考慮實(shí)踐的有限理性.為此,本文從軍工企業(yè)和民用企業(yè)的角度出發(fā),在有限理性的前提假設(shè)條件下,借助演化博弈理論和隨機(jī)博弈Petri網(wǎng),構(gòu)建軍民融合隨機(jī)演化博弈模型,分析軍民融合過程中資源共享的動態(tài)演化過程,并提出相關(guān)對策及建議.

1 隨機(jī)演化博弈模型的建立

演化博弈理論是一種研究群體進(jìn)化的動態(tài)方法,其將頻率制約選擇下的進(jìn)化動態(tài)作為研究對象,基本思路是:在一定規(guī)模的博弈群體中,由于有限理性假設(shè),博弈雙方往往不可能在一次博弈過程中就找到最優(yōu)的平衡點(diǎn),他們需要不斷地模仿和改進(jìn)自己的策略,進(jìn)行一場反復(fù)博弈[7].通過不斷地模仿和改進(jìn),最終所有博弈方將趨于某個穩(wěn)定的策略,這個穩(wěn)定的策略被稱為演化穩(wěn)定策略(Evolutionary Stable Strategy, ESS).

軍民融合資源共享過程中,軍工企業(yè)和民用企業(yè)具有有限理性的特性,他們之間也必將存在著多次博弈的現(xiàn)象.由于兩者在認(rèn)知能力、決策準(zhǔn)確性和理性判斷力等方面的差異,通過一次博弈過程是無法做出最優(yōu)的策略選擇,但在多次的合作博弈中,會不斷改進(jìn)和調(diào)整自己的策略選擇,并最終找到最優(yōu)策略.

1.1 前提假設(shè)

為了更為直觀地表達(dá)軍民融合資源共享過程,軍工企業(yè)和民用企業(yè)兩大決策主體的行為特性,便于相應(yīng)模型的構(gòu)建,本文做如下假設(shè):

假設(shè)1在軍民融合資源共享過程中,只涉及軍工企業(yè)和民用企業(yè)兩類決策主體,且其策略集為(共享,不共享).

假設(shè)2兩類決策主體在資源共享過程中的收益由兩部分構(gòu)成:一是在不進(jìn)行資源共享情況下所獲得的正常收益;另一類是通過吸收、消化、學(xué)習(xí)、借鑒對方技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)資源共享而獲得的收益.

假設(shè)3由于體制限制、信息溝通等原因,博弈雙方有可能存在機(jī)會主義行為,以損害對方利益為代價換取自身利益的最大化.

1.2 模型的定義

基于以上所做的前提假設(shè),借助隨機(jī)博弈Petri網(wǎng)理論,提出描述軍民融合資源共享過程中兩類決策主體行為特性的隨機(jī)演化博弈模型.

定義1 軍民融合資源共享隨機(jī)演化博弈模型如下:

其中:K={J,M}表示演化博弈局中人的集合,依據(jù)假設(shè)1,J代表軍工企業(yè),M代表民用企業(yè);P={p1,p2, p3,…,pn}是庫所的有限集合,表示共享博弈過程中軍企和民企的狀態(tài)集;T={t1,t2,t3,…,tm}是變遷的有限集合,表示共享博弈過程中博弈方的行為集合;F∈I∪O為狀態(tài)轉(zhuǎn)移弧的有限集合,其中I:P→T為輸入映射關(guān)系,O:T→P為輸出映射關(guān)系,且P∩T=?,P∪T≠?;Tok為庫所的托肯集合,Tok(pi)表示局中人K在狀態(tài)pi時所擁有的托肯數(shù);U表示局中人K在狀態(tài)pi時的效用值,即局中人采取的共享或不共享行為所帶來的效益;w∈[0,1]表示選擇某個特定狀態(tài)轉(zhuǎn)移弧的策略,即局中人在采取對應(yīng)博弈策略的概率.

在軍民融合資源共享隨機(jī)演化博弈模型中,局中人對共享、不共享行為的選擇轉(zhuǎn)換為模型中對特定狀態(tài)轉(zhuǎn)移弧的選擇;選擇所獲得的收益使用局中人在特定狀態(tài)的效用值表示;對于局中人所采取的不同行為則用對應(yīng)狀態(tài)的托肯數(shù)表示,從而實(shí)現(xiàn)了對資源共享過程的模型化表示.

1.3 模型的Petri表示

由假設(shè)1和假設(shè)3可知,在軍民融合資源共享過程中,軍企和民企兩類決策主體可采用共享或不共享策略,同時也存在著機(jī)會主義的行為,因此可以將資源共享模型的Petri表示分為三枝:共享枝、不共享枝和單方共享枝.圖形化表示如圖1所示.

在圖1中博弈雙方均具有較高的資源共享意向,在資源共享過程中雙方都選擇共享策略,最終實(shí)現(xiàn)資源合理配置.圖1中分別表示在采取行為tK前博弈雙方的狀態(tài);表示行為tK發(fā)生后博弈雙方的狀態(tài).在行為變遷tK觸發(fā)前博弈雙方均持有一個托肯,行為變遷tK觸發(fā)后的狀態(tài)中擁有兩個托肯,這表明博弈雙方所采取的行為tK為共享行為.

圖1 SPN共享枝

圖2 SPN不共享枝

圖2所示為不共享枝,在行為變遷tK發(fā)生前博弈雙方均持有一個托肯,但行為變遷tK觸發(fā)后的狀態(tài)中并無托肯,這表明博弈雙方?jīng)]有進(jìn)行資源共享的意愿或者實(shí)施資源共享的條件還不成熟.

圖3 SPN單方共享枝

圖3中行為變遷tK1觸發(fā)后存在兩個狀態(tài)和,并且每個庫所含有1個托肯,在此行為變遷過程中雙方未能真正的融合,也未實(shí)現(xiàn)資源的有效共享,博弈方存在著機(jī)會主義,導(dǎo)致此過程中共享一方利益受到了損害,另一方以此獲得了自身利益的最大化.同時我們也應(yīng)注意到軍民融合資源共享過程是一個多次重復(fù)的博弈過程,在多次的合作博弈中,局中人會通過吸收、消化、學(xué)習(xí)等手段不斷改進(jìn)和調(diào)整自己的策略選擇,因此圖3中還存在著從狀態(tài)到的轉(zhuǎn)換,分別用變遷tK2、tK3表示.變遷tK2、tK3是局中人對行為變遷tK1的改進(jìn)和調(diào)整,為了與tK1區(qū)分使用了空心變遷符合表示.

2 演化博弈推理分析

軍民融合資源共享隨機(jī)演化博弈模型是建立在演化博弈理論基礎(chǔ)上的,為了清晰地描述軍工企業(yè)和民用企業(yè)在資源共享過程中所表現(xiàn)的有限理性行為特性,需首先建立其相應(yīng)的合作博弈支付矩陣,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合隨機(jī)演化博弈模型通過對局中人期望效用的推理計算,分析其行為特點(diǎn).

2.1 合作博弈支付矩陣

依據(jù)假設(shè)2在軍民融合資源共享過程中雙方的收益由正常收益和共享收益構(gòu)成,資源共享總的收益受制于雙方所愿意投入的資源規(guī)模和共享收益率,而雙方資源共享過程中所獲得的共享收益,則依賴于雙方對總收益的分配比例.若設(shè)f表示局中人所愿意投入的資源規(guī)模,r表示采取共享行為的收益率,則采取共享行為總的收益為rf.在不采取資源共享的情況下,軍工企業(yè)和民用企業(yè)的正常收益為a1和a2.若在資源共享過程中民用企業(yè)所獲共享收益的比例為q,軍工企業(yè)所獲共享收益比例為1-q,則民用企業(yè)在資源共享情況下所獲得的總收益為a2+qrf,軍工企業(yè)所獲的總收益為a1+(1-q)rf.同時軍工企業(yè)和民用企業(yè)為實(shí)現(xiàn)資源共享,也需要一定的資金、技術(shù)等投入成本,其相應(yīng)投入成本為c1f1、c2f2,f1為軍工企業(yè)資源共享投入規(guī)模,f2為民用企業(yè)資源共享投入規(guī)模,c1、c2分別為軍工企業(yè)和民用企業(yè)的成本系數(shù).

同時由于機(jī)會主義的存在,局中人在采取共享行為時存在一定的風(fēng)險系數(shù)l,則當(dāng)民用企業(yè)選擇資源共享策略,而軍工企業(yè)資源不共享時,雙方的收益將為:a2-c2f2和a1+l1f2;當(dāng)軍工企業(yè)選擇資源共享策略,而民用企業(yè)資源不共享時,雙方的收益將為:a1-c1f1和a2+l2f1,其中l(wèi)1f2和l2f1分別為軍工企業(yè)和民用企業(yè)的機(jī)會主義收益.

表1 軍工企業(yè)和民用企業(yè)合作博弈支付矩陣

2.2 模型的推理計算

根據(jù)假設(shè)1和模型的定義,在某一特定狀態(tài)pi軍工企業(yè)和民用企業(yè)可采取“資源共享”或“資源不共享”的策略,若選擇“資源共享”策略的概率為wi,則選擇“資源不共享”策略的概率為1-wi.

則民用企業(yè)選擇資源共享策略時的收益為:

民用企業(yè)選擇資源不共享策略時的收益為:

民用企業(yè)的平均收益為:

軍工企業(yè)選擇資源共享策略時的收益為:

軍工企業(yè)選擇資源不共享策略時的收益為:

軍工企業(yè)的平均收益為:

根據(jù)演化博弈原理,分別構(gòu)造民用企業(yè)和軍工企業(yè)動態(tài)復(fù)制方程:

于是,軍民融合資源共享的演化過程可用兩個動態(tài)復(fù)制方程所表示的演化系統(tǒng)來描述.根據(jù)Friedman所提出的方法[8],演化系統(tǒng)的穩(wěn)定性則可由該演化系統(tǒng)的雅可比(Jacobian)矩陣分析得到.軍民融合資源共享演化系統(tǒng)雅可比矩陣如下:

表2 軍民融合資源共享演化系統(tǒng)均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析

由表2可知,在軍民融合資源共享演化系統(tǒng)五個局部平衡點(diǎn)中,僅當(dāng)和全為0或者全為1時,是演化穩(wěn)定策略,即只有在軍工企業(yè)和民用企業(yè)都采用資源共享或不共享時系統(tǒng)才是穩(wěn)定的.由此可構(gòu)建軍民融合資源共享模型圖,如圖4所示.

圖4 軍民融合資源共享SPN模型圖

軍民融合資源共享過程是一個多次重復(fù)博弈的演化過程,在資源共享過程中往往需要雙方經(jīng)過多次合作博弈,通過吸收、消化、學(xué)習(xí)和借鑒對方技術(shù)等手段修正自身策略,使博弈結(jié)果向著自身利益最大化的方向邁進(jìn).在這一演化博弈過程中,局中人要收到資源投入成本、雙方資源共享預(yù)期規(guī)模、資源共享收益率、風(fēng)險系數(shù)等因素的影響,投入成本越低、規(guī)模越大、收益率越高、風(fēng)險系數(shù)越小,局中人資源共享的概率越大,且會以較快的速度收斂于狀態(tài).

因此,為了更好地實(shí)現(xiàn)軍民融合資源共享,達(dá)到資源的合理配置,避免資源的浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè),應(yīng)盡可能地減少軍民融合資源投入成本,進(jìn)一步擴(kuò)大資源共享規(guī)模,提高雙方資源共享的收益率,降低資源共享過程中機(jī)會主義風(fēng)險系數(shù).

3 結(jié)語

軍民融合資源共享是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要統(tǒng)籌安排各類資源在國防安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)資源的有效合理配置.本文從軍工企業(yè)和民用企業(yè)的微觀層面出發(fā),在有限理性前提條件下,通過構(gòu)建軍民融合資源共享隨機(jī)演化博弈模型,分析了資源共享的動態(tài)演化過程,找到了影響資源共享的部分因素,但仍有其他因素未納入本文的考慮范圍,可作為后續(xù)研究的研究對象.

[1]楊志堅(jiān).協(xié)同視角下的軍民融合路徑研究[J].科技進(jìn)步與對策,2013,30(4):1-4.

[2]丁德科,劉敏,張興先.軍民融合:西部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的戰(zhàn)略抉擇[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2011,31 (1):51-56,83.

[3]趙立雨,張萌物.關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)區(qū)軍民科技資源有效融合研究[J].科技進(jìn)步與對策,2012,29(1):54-58.

[4]汪涵.軍民信息資源共享探討[J].軍事經(jīng)濟(jì)研究,2012,(1):12-13.

[5]董曉輝,黃朝峰,曠毓君.區(qū)域軍民科技資源融合的現(xiàn)狀及對策研究——以湖南省為例[J].科技管理研究,2012,32 (17):82-85.

[6]賀新聞,候光明.基于軍民融合的國防科技創(chuàng)新組織系統(tǒng)的構(gòu)建[J].中國軟科學(xué),2009,(S1):332-337.

[7]謝識予.有限理性條件下的進(jìn)化博弈理論[J].上海財經(jīng)大學(xué)學(xué)報,2001,3(5):3-9.

[8]Fridman D.Evolutionary games in Economics[J].Econometrica,1991,59(3):637-666.

【責(zé)任編輯 曹 靜】

A Stochastic Model Based on Evoltionary Game about the Sharing of Resource in Civil-military Integration

REN Da-yong
(School of Economics and Management,Weinan Normal University,Weinan 714099,China)

Starting from the micro level of military and civilian enterprises and under the condition of the limited rational,there is a stochastic model based on the evolutionary game and stochastic Petri net about the sharing of resource in military and civilian integration which is made from the sharing branch,share nothing branch and unilaterally sharing branch.At the same time,this paper analyzes the dynamic evolution process of civil-military integration resources sharing through the model,finding out the factors that restricted the civil-military integration resources sharing.There are some suggestions to realize the civil-military integration resources sharing and avoid the waste of resource and redundant construction,expanding the scale of resource sharing,improving the yield of the resource sharing and reducing the risk of opportunities in the process of resource sharing coefficient.

evolutionary game;the sharing of resources;civil-military integration;stochastic game

F063.3

A

1009-5128(2014)07-0078-06

2014-01-17

陜西省軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究資助項(xiàng)目:基于模糊Petri網(wǎng)的軍民融合資源共享機(jī)制研究(12JMR10);協(xié)同創(chuàng)新視角下軍民融合發(fā)展路徑研究(13JMR01);陜西省教育廳科學(xué)研究資助項(xiàng)目:承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移視角下渭南市優(yōu)勢資源共享機(jī)制研究(2013JK0115);渭南師范學(xué)院人文社科研究資助項(xiàng)目:承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移背景下渭南市高新技術(shù)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制研究(13SKYB023)

任大勇(1981—),男,陜西渭南人,渭南師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院講師,西安建筑科技大學(xué)博士研究生,主要從事Petri網(wǎng)原理及應(yīng)用研究.