跨境電商與跨境物流協(xié)同演化博弈研究

牟能冶，王竹韜，郝娟娟

跨境電商與跨境物流協(xié)同演化博弈研究

牟能冶1,2，王竹韜1，郝娟娟1

（1. 西南交通大學(xué)，交通運輸與物流學(xué)院，成都 611756；2. 綜合交通運輸智能化國家地方聯(lián)合工程實驗室，成都 611756）

基于有限理性，本文首先考察跨境電商和跨境物流在長期發(fā)展中采用各種策略的演變特征；接著，分析了各種情形下二者的協(xié)同演化方向與演化路徑；最后，使用系統(tǒng)動力學(xué)方法，通過Vensim PLE仿真軟件，建立二者協(xié)同演化博弈的系統(tǒng)動力學(xué)模型。并分情況對二者演化博弈的穩(wěn)定性加以仿真，通過合理分配初始狀態(tài)參數(shù)和收益矩陣參數(shù)，直觀展現(xiàn)了二者協(xié)同演化的博弈過程，也驗證了協(xié)同演化博弈模型的結(jié)論。

跨境電商；跨境物流；協(xié)同；演化博弈

0 引 言

有限理性人是相對于完全理性而言的[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，跨境電商行業(yè)發(fā)展迅速，其中存在著既合作又競爭的兩個主體，分別是跨境電商企業(yè)和跨境物流企業(yè)，它們均為有限理性參與者。由于二者的信息搜集水平、決策判斷水平存在差異，同時還面臨隨時變化的環(huán)境，導(dǎo)致它們很難立刻得到最優(yōu)均衡策略，因此，它們需要通過多次的博弈加以改進和調(diào)整，以尋求策略演化穩(wěn)定[2]。

對跨境電商和跨境物流的探索可以分為兩部分，一是二者的互動關(guān)系研究；二是協(xié)同評價研究。二者的聯(lián)動關(guān)系在Rapha?lle[3]的研究中有較為明顯的體現(xiàn)，文章最后提出跨境電商能夠很大程度上積極促進跨境物流的發(fā)展。陸國紅[4]、曹允春[5]等人著眼于二者的融合發(fā)展，認為二者存在相互依存、相互融合的互動關(guān)系，并提出二者未來會有更明顯的融合趨勢。在二者的協(xié)同評價方面，研究成果眾多，其中陳篤彬等[6]著重于理清二者的關(guān)系，通過綜合評價跨境電商與現(xiàn)代物流的協(xié)同水平，研究發(fā)現(xiàn)在二者協(xié)同發(fā)展中現(xiàn)代物流的滯后性較為明顯。張夏恒[7, 8]提出子系統(tǒng)序參量指標體系，構(gòu)建了跨境電商與跨境物流的協(xié)同評價模型，發(fā)現(xiàn)復(fù)合系統(tǒng)處于協(xié)同狀態(tài)，但協(xié)同水平較低，最終在剖析影響協(xié)同主要因素的基礎(chǔ)上，得到二者的協(xié)同發(fā)展路徑。

在對跨境電商和跨境物流的研究中，定性研究與定量研究都取得了一些成果。在定性研究方面，研究成果主要關(guān)注于協(xié)同管理和機制，Togar[9-11]研究了一種基于對等方法的供應(yīng)鏈協(xié)同集成框架，該框架對于改善協(xié)同具有重要意義；Arshinder[12]在回顧供應(yīng)鏈協(xié)同的各種觀點后，探究出可用于協(xié)同的機制并建立了協(xié)同框架。而定量研究的焦點在于探究供應(yīng)鏈協(xié)同決策以及利益分配方式，如楊浩雄[13]等利用基于物流信息共享的協(xié)同激勵模型，對協(xié)同行為加以度量，通過信息共享評價系數(shù)，實現(xiàn)了對協(xié)同收益的合理分配，也激勵了供應(yīng)鏈中協(xié)同的企業(yè)。

本文運用演化博弈理論，構(gòu)建跨境電商與跨境物流協(xié)同的演化博弈模型，重點揭示二者采用各種策略的演變特征。最后進行系統(tǒng)動力學(xué)仿真，通過調(diào)整參數(shù)分布情況對二者演化博弈的穩(wěn)定性加以仿真，實現(xiàn)對協(xié)同演化博弈模型結(jié)論的驗證。

1 模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置

假設(shè)1 博弈主體的策略選擇。策略集為{協(xié)同，不協(xié)同}。

在以上假設(shè)的基礎(chǔ)上，對本文涉及到的參數(shù)和變量進行意義說明，見表1。

表1 模型中的參數(shù)與變量

基于以上，得到跨境電商與跨境物流博弈的支付矩陣，如表2所示：

表2 博弈的支付矩陣

2 協(xié)同演化模型建立與求解

根據(jù)支付矩陣，可以得到跨境電商企業(yè)采取協(xié)同策略的期望收益為：

跨境電商企業(yè)采取不協(xié)同策略的期望收益為：

其選擇策略的平均期望收益為：

類似地，跨境物流企業(yè)采取協(xié)同策略的期望收益為：

跨境物流企業(yè)采取不協(xié)同策略的期望收益為：

其選擇策略的平均期望收益為：

同理，跨境物流企業(yè)選擇協(xié)同策略的增長率為：

按照Friedman[15, 16]的理論，演化系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定性可使用雅克比矩陣的局部穩(wěn)定性加以判定。需滿足以下兩個條件：

條件一 行列式

條件二 跡

計算局部均衡點的行列式值和跡，見表3。

表3 局部均衡解對應(yīng)的det(J) 和tr(J)

其中：

根據(jù)不同情況，分析雅克比矩陣在5個局部均衡點處行列式和跡的正負情況，得到均衡點的穩(wěn)定特性，如表4所示。

表4 不同情況下演化博弈局部均衡點的穩(wěn)定性判定結(jié)果

3 協(xié)同演化策略及路徑分析

圖1 時的系統(tǒng)演化相位圖

圖2 時的系統(tǒng)演化相位圖

圖3 時的系統(tǒng)演化相位圖

圖4 時的系統(tǒng)演化相位圖

綜上所述，跨境電商與跨境物流企業(yè)協(xié)同演化博弈的結(jié)果是：①當博弈雙方積極協(xié)同的凈收益大于投機收益時，雙方要么都采取積極協(xié)同策略，要么都采取不協(xié)同策略，最終的穩(wěn)定策略會受收益矩陣與初始狀態(tài)影響；②只要有任何一方積極協(xié)同的的凈收益小于投機收益，二者最終都會采取不協(xié)同策略；③二者的協(xié)同演化呈現(xiàn)出明顯的路徑依賴特征。

4 協(xié)同演化博弈的模擬仿真

為了更為直觀地展現(xiàn)跨境電商與跨境物流協(xié)同演化博弈的過程，本節(jié)依據(jù)鐘永光[17]等研究的系統(tǒng)動力學(xué)方法，運用Vensim PLE仿真軟件，進行模型仿真。依據(jù)支付矩陣和演化博弈中復(fù)制動態(tài)方程，可以得到二者協(xié)同演化博弈的系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型，如圖5所示。

圖5 跨境電商與跨境物流協(xié)同演化博弈的SD仿真模型

跨境電商與跨境物流采取協(xié)同策略的初始概率分別?。?.5，0.5）、（0.8，0.2）、（0.1，0.1）和（0.05，0.6）。伴隨著演化步數(shù)增加，可以得到演化軌跡如圖6?？梢园l(fā)現(xiàn)跨境電商與跨境物流的演化博弈結(jié)果與前文推導(dǎo)的演化穩(wěn)定策略一致。該情形下，二者的協(xié)同意愿受到初始狀態(tài)的影響，二者要么都采取協(xié)同策略，要么都采取不協(xié)同策略。

圖7 額外收益的分配系數(shù)對雙方協(xié)同演化策略的影響

取二者采取協(xié)同策略的初始概率為（0.5，0.5）和（0.1，0.1），得到演化軌跡如圖8所示。演化軌跡與前文推導(dǎo)的演化穩(wěn)定策略一致。該情形下，二者協(xié)同演化博弈的穩(wěn)定策略不受初始狀態(tài)的影響。當采取協(xié)同策略的初始概率都較高時，跨境物流的演化曲線收斂于均衡點的速度更快；而當采取協(xié)同策略的初始概率都較低時，跨境電商的演化曲線收斂于均衡點的速度更快，雙方最終都會選擇不協(xié)同策略。

圖8 時不同初始狀態(tài)下的穩(wěn)定均衡仿真結(jié)果

圖9 時不同初始狀態(tài)下的穩(wěn)定均衡仿真結(jié)果

圖10 時不同初始狀態(tài)下的穩(wěn)定均衡仿真結(jié)果

5 結(jié) 論

本文基于有限理性與演化博弈理論，首先構(gòu)建了跨境電商與跨境物流協(xié)同的動態(tài)博弈模型，揭示了二者在長期發(fā)展中采用各種策略的演變特征。通過研究發(fā)現(xiàn)，二者的協(xié)同演化表現(xiàn)出明顯的路徑依賴特征，且二者演化博弈的路徑和狀態(tài)會隨著初始狀態(tài)和收益矩陣的變化而發(fā)生變化。接著使用Vensim PLE進行系統(tǒng)動力學(xué)仿真，構(gòu)建了二者協(xié)同演化博弈的系統(tǒng)動力學(xué)模型，通過調(diào)整參數(shù)，分情況對二者演化博弈的穩(wěn)定性加以仿真，最終驗證了協(xié)同演化博弈模型結(jié)論的正確性。

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The Co-evolutionary Game of Cross-border E-commerce and Logistics

MU Neng-ye1,2, WANG Zhu-tao1, HAO Juan-juan1

（1. School of Transportation and Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China; 2. National United Engineering Laboratory of Integrated and Intelligent Transportation, Chengdu 611756, China）

Based on bounded rationality, this study examines the evolutionary characteristics of cross-border e-commerce and logistics in the long-term development process. Firstly, a co-evolutionary game model is constructed using evolutionary game theory. The Jacques matrix determines the stability of the equilibrium point of the system, and the co-evolution direction and evolution path of the two under different conditions is analyzed from a theoretical perspective. Finally, Vensim PLE simulation software is used to establish the system dynamics model of the co-evolutionary game. The initial state and the parameters of the return matrix are reasonably assigned, and the SD model simulation is conducted to visually reflect the game process of the co-evolution, which verifies the conclusion of the co-evolutionary game model.

cross-border e-commerce; cross-border logistics; synergy; evolutionary game

1672-4747（2020）04-0120-10

F724.6; F252.8

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2020.04.015

2020-01-07

國家社會科學(xué)基金資助項目（17BGL085）；四川省科技攻關(guān)計劃資助項目（2018GZ0271）

牟能冶（1982—），男，重慶人，博士，副教授，研究方向為供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，E-mail：munengye@163.com

王竹韜（1995—），女，山西呂梁人，研究生，研究方向為物流系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化，E-mail：1402353102@qq.com

牟能冶，王竹韜，郝娟娟. 跨境電商與跨境物流協(xié)同演化博弈研究[J]. 交通運輸工程與信息學(xué)報，2020, 18(4): 120-129

（責(zé)任編輯：李愈）