基于演化博弈的網(wǎng)信軍民融合信息共享研究

徐 剛，何 嵐，石良娟，何文剛

(重慶理工大學 管理學院， 重慶 400054)

一、引言

軍民融合是重大國家戰(zhàn)略，對國防和軍隊現(xiàn)代化建設、社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。在軍工企業(yè)和民營企業(yè)信息共享、協(xié)同創(chuàng)新的動態(tài)博弈過程中，網(wǎng)信軍民融合推動了軍民融合在互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展。有效的信息共享是推動網(wǎng)信軍民融合發(fā)展的基礎和前提。共享觀念陳舊、信息不對稱、知識產(chǎn)權和國防專利歸屬與利益分配機制不完善、共享風險大等問題都會阻礙網(wǎng)信軍民融合發(fā)展。

目前，有許多學者對軍民融合進行了研究。

1.軍民融合戰(zhàn)略意義方面。畢京京從軍民融合戰(zhàn)略層面分析了軍民融合對我國發(fā)展的重要意義[1]；于川信從國家安全和民族振興的角度去理解和把握軍民融合戰(zhàn)略大格局[2]；黃朝峰等分析了軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的三大意義,并闡述了軍民融合深度發(fā)展的內(nèi)涵要求[3]。

2.軍民融合技術以及協(xié)同創(chuàng)新方面。Yeong等運用用戶創(chuàng)新理論，提出軍民融合技術價值雙向轉移[4]；董曉輝研究了軍工優(yōu)勢技術溢出、民用先進技術轉移、軍民技術雙向循環(huán)3種軍民科技融合模式，對促進軍民科技基礎要素融合和協(xié)同創(chuàng)新有極大的推動作用[5]；宋文文基于日本推動軍民兩用技術轉移的做法，提出了我國軍民兩用技術轉移的對策[6]；蔣鐵軍等從演化博弈理論視角，研究了軍民融合合作技術創(chuàng)新內(nèi)在機理和動態(tài)過程，引入懲罰機制，給出了懲罰機制力度[7]；Can等運用創(chuàng)新鏈理論，深入分析了軍民融合協(xié)同創(chuàng)新，并提出了相應的對策和建議[8]；馬大來等以重慶理工大學為例,探究了地方高校軍民融合技術協(xié)同創(chuàng)新體系的建設[9]；代應等從協(xié)同創(chuàng)新視角分析和總結國內(nèi)外軍民融合的研究現(xiàn)狀，從創(chuàng)新平臺等方面為軍民融合發(fā)展提出了有效建議[10]。

3.軍民融合知識產(chǎn)權和專利方面。梅術文等探討了軍民融合背景下專利運營的特殊性，針對關鍵環(huán)節(jié)，提出了專利運營的基本對策[11]；馮媛基于國防知識產(chǎn)權制度演變過程，運用技術創(chuàng)新和制度創(chuàng)新互動關系理論，從市場制度、產(chǎn)權制度兩個視角，研究了國防知識產(chǎn)權制度的供給與設計[12]；王波針對當前我國軍民融合知識產(chǎn)權跨領域轉化中的主要矛盾與問題，為未來軍民融合知識產(chǎn)權跨領域轉化工作提出了重點與對策[13]；田富強通過建立競爭與激勵耦合的知識產(chǎn)權轉化雙軌制，增強了軍民雙方知識產(chǎn)權轉化動力[14]。

4.軍民融合共享方面。張勝等基于科技資源開放共享的政策環(huán)境、共享情況，針對科技資源開放共享的問題，探究了陜西省軍民科技資源共享路徑[15]；趙黎明等針對軍民融合中的技術共享問題，運用微分博弈理論，探討了軍民雙方在3種情況下的最優(yōu)策略、最優(yōu)收益以及整體收益[16]；嚴歡歡等探討了軍民融合物流資源共享對策[17]；馮曉強等認為信息資源的開發(fā)利用和交流共享是推動軍民融合深入發(fā)展的關鍵因素[18]；馮媛針對軍民融合信息共享中的障礙，運用博弈理論，提出了軍民融合信息共享的對策[12]。

5.網(wǎng)信軍民融合方面。龍在野認為國家的命運和黨的使命,通過網(wǎng)信軍民融合得以依存相生[19]；于川信等認為網(wǎng)信領域是當今國防和經(jīng)濟建設最具先天融合性和創(chuàng)新性的領域,是信息時代軍民融合發(fā)展的主戰(zhàn)場和戰(zhàn)略制高點[20]；陳偉認為應堅持走中國特色的網(wǎng)信軍民融合之路，并提出網(wǎng)信軍民融合的重要意義和發(fā)展路徑[21]。

總體來看，目前針對軍民融合的研究大多集中在戰(zhàn)略意義、技術轉化、協(xié)同創(chuàng)新、知識產(chǎn)權和專利運營、物資技術資源共享等方面。現(xiàn)有對網(wǎng)信軍民融合信息共享的研究大多聚焦在對策建議等宏觀層面。因此，本文在上述研究的基礎上，運用演化博弈理論，對網(wǎng)信軍民融合背景下信息共享行為進行微觀層面的研究，并引入獎懲機制，促進軍民雙方進行有效的信息共享。

二、網(wǎng)信軍民融合信息共享演化博弈模型

(一)模型假設

網(wǎng)信軍民融合信息共享主體為軍工企業(yè)和民營企業(yè)，軍工企業(yè)主要在航空航天、兵器、電子、信息化等多個領域具有尖端技術、產(chǎn)品，而民營企業(yè)往往具有軍工產(chǎn)品所需的零部件、人才、技術等優(yōu)勢資源和更大的市場需求，如四川綿陽以電子信息、汽車及零部件產(chǎn)業(yè)為主導，并培育發(fā)展了三網(wǎng)融合與物聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在網(wǎng)信領域的軍民融合過程中，軍工企業(yè)擁有的某些尖端技術產(chǎn)品會有更大的民用市場，但也會涉及國家機密泄露甚至危及國家網(wǎng)絡空間安全的問題；民營企業(yè)會遭遇參軍門檻過高、資質(zhì)認證(如保密資質(zhì))程序不夠精簡等融合障礙。因此，軍民雙方的行為策略集合為{信息共享，信息不共享}。信息共享是指雙方通過線上線下平臺(如國家軍民融合公共服務平臺、錢學森智庫等)共享自己的產(chǎn)品需求、技術參數(shù)等信息，并通過信息處理、轉化產(chǎn)生新信息，以促成雙方合作。信息不共享是指雙方擔心自身的優(yōu)勢性產(chǎn)品或技術信息被對方無償竊取從而失去核心競爭力以及危及國家安全，而采取的自我保護策略。假設軍工企業(yè)采取信息共享策略的概率為x(0≤x≤1)，則采取信息不共享策略的概率為1-x；民營企業(yè)采取信息共享的概率為y(0≤y≤1)，則采取信息不共享的概率為1-y。本文假設如下：

(1)當雙方都采取信息不共享策略時，通過自身原有的技術、產(chǎn)品帶來的基本收益為Bj、Bm。

(2)假設軍民雙方通過共享平臺發(fā)布信息的總量分別為Sj、Sm，包括產(chǎn)品、技術、融資需求信息，其中，能夠給對方帶來共享價值的信息比例分別為αj、αm。軍民雙方對信息處理、轉化的能力系數(shù)分別為θj、θm，信息共享給軍工企業(yè)帶來的直接收益為Smαmθj、給民營企業(yè)帶來的直接收益為Sjαjθm。

(3)如果雙方都采取信息共享策略，共享的信息通過碰撞、轉化不斷產(chǎn)生新的信息，那么軍工企業(yè)和民營企業(yè)之間就產(chǎn)生了協(xié)同效用。如北斗導航系統(tǒng)通過軍民雙方的信息共享行為，不但為導彈制導、協(xié)調(diào)針對敵方目標的攻擊活動提供了更加精準的定位，而且還使得共享單車的停放和行駛、無人機的準確降落更加安全可靠，并通過雙方此后的信息共享與合作，很有可能實現(xiàn)精準導航與未來無人駕駛。設軍工企業(yè)共享的信息能夠給民營企業(yè)帶來的協(xié)同效用系數(shù)為um，則民營企業(yè)共享的信息能夠給軍工企業(yè)帶來的協(xié)同效用系數(shù)為uj。那么，信息共享給軍民雙方帶來的協(xié)同效用分別為Smαmμj、Sjαjμm。

(4)信息共享需要一定的時間成本、金錢成本，甚至是失去一些機會成本，如通過國家軍民融合公共服務平臺獲取信息，需要注冊、篩選信息、就產(chǎn)品技術信息進行面談等程序。設軍民兩方對于獲得、處理對方共享的信息的成本系數(shù)分別為wj、wm，那么軍工企業(yè)獲取、處理信息的成本為Smαmwj，民營企業(yè)獲取、處理信息的成本為Sjαjwm。

(5)對于信息共享，雙方還需承擔自身知識產(chǎn)權、專利等被竊取、國家機密泄露的風險，設軍民雙方需承擔的風險系數(shù)分別為βj、βm，那么軍工企業(yè)需要承擔的風險為Sjαjβj、民營企業(yè)需要承擔的風險為Smαmβm。

(6)如果一方采取信息共享策略，另一方采取信息不共享策略，不共享的一方就會無償獲得新技術、新知識，從而提高收益；共享的一方則會獨自承擔信息風險。雙方得益矩陣見表1。

表1 網(wǎng)信軍民融合信息共享得益矩陣

(二)博弈模型

根據(jù)上述模型假設與得益矩陣，軍工企業(yè)采取信息共享策略時的期望效用為：

(1)

軍工企業(yè)采取信息不共享策略時的期望效用為：

(2)

軍工企業(yè)采取混合策略時的平均期望效用為：

(1-x)[y(Bj+Smαmθj-Smαmwj)+(1-y)Bj]

(3)

則軍工企業(yè)采取信息共享策略時的復制動態(tài)方程為：

(4)

同理可得，民營企業(yè)采取信息共享策略時的期望效用為：

(5)

民營企業(yè)采取信息不共享策略時的期望效用為：

(6)

民營企業(yè)采取混合策略的平均期望效用為：

(1-x)(Bm-Smαmβm)]+(1-y)[x(Bm+Sjαjθm-Sjαjwm)+(1-x)Bm]

(7)

則民營企業(yè)采取混合策略時的復制動態(tài)方程為：

(8)

三、演化穩(wěn)定策略分析

用雅克比分析該演化系統(tǒng)均衡點的局部穩(wěn)定性，其雅克比矩陣為：

雅克比矩陣的值為：

(1-2x)(1-2y)(ySmαmμj-Sjαjβj)(xSjαjμm-Smαmβm)-xy(1-x)(1-y)SmαmμjSjαjμm

(9)

雅克比矩陣的跡為：

(10)

均衡點處于局部穩(wěn)定狀態(tài)須滿足：detJ>0，trJ<0。根據(jù)式(9)—(10)，detJ和trJ的值跟Smαmμj和Sjαjβj以及Sjαjμm和Smαmβm的相對大小有關。分以下4種情況進行討論：

圖1 軍民信息共享行為動態(tài)演化

(1)若Smαmμj>Sjαjβj,Sjαjμm>Smαmβm,即雙方都采取信息共享策略時的協(xié)同效用均大于風險時，點O(0，0)、C(1,1)都是穩(wěn)定的。如圖1軍民信息共享行為動態(tài)演化所示，以折線ADB為界，OACB被分成信息不共享區(qū)OADB和信息共享區(qū)ADBC。當初始狀態(tài)在信息不共享區(qū)時，雖然雙方采取信息共享策略的協(xié)同效用大于風險損失，但不足以彌補雙方信息處理、轉化成本及額外損失，軍民雙方最終會采取信息不共享策略；當初始狀態(tài)在信息共享區(qū)時，雙方采取信息共享策略帶來的收益大于采取信息不共享策略的收益，雙方最終采取信息共享策略。系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)1見表2。

(2)若Smαmμj>Sjαjβj,Sjαjμm

表2 系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)1

表3 系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)2

(3)若SmαmμjSmαmβm,即軍工企業(yè)采取信息共享策略時的協(xié)同效用小于風險，民營企業(yè)采取信息共享策略時的協(xié)同效用大于風險時，只有點O(0,0)是穩(wěn)定的。民營企業(yè)更傾向于信息共享，在積極申請“軍工四證”等資質(zhì)認證的過程中投入大量資金、時間成本，但信息共享不能為軍工企業(yè)帶來更高的效益，最終雙方都會采取信息不共享策略。系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)3見表4。

(4)Smαmμj

表4 系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)3

表5 系統(tǒng)均衡點的穩(wěn)定狀態(tài)4

由以上分析可以看出，系統(tǒng)是否處于穩(wěn)定均衡狀態(tài)取決于雙方采取信息共享策略時的協(xié)同效用和風險。當軍民雙方有一方信息共享的協(xié)同效用小于風險時，經(jīng)過長期的演化，系統(tǒng)收斂于穩(wěn)定均衡點O(0,0)，即雙方最終均會采取信息不共享策略；當信息共享雙方的協(xié)同效用都大于風險的時候,雙方才有可能都采取信息共策略。

四、模型參數(shù)分析

在軍工企業(yè)和民營企業(yè)信息共享協(xié)同效用大于風險的情形下，為了促進系統(tǒng)向信息共享方向演化，即雙方達到最優(yōu)策略{信息共享，信息共享}，可以通過擴大信息共享區(qū)域ADBC的面積來實現(xiàn)。

由圖1可知，信息共享的面積為：

(11)

由此可見，信息共享的面積SADBC與點D(x0,y0)有關，進一步來說，即與協(xié)同效用系數(shù)μj與μm、風險系數(shù)βj與βm、具有共享價值的信息總量Sjαj與Smαm有關。

(一)協(xié)同效用系數(shù)μj、μm的影響

協(xié)同效用系數(shù)μj、μm直接影響整個系統(tǒng)最終能否達到穩(wěn)定的信息共享均衡狀態(tài)。由式(11)可知，在其他影響因素不變的情況下，協(xié)同效用系數(shù)μj、μm越大，信息共享的面積SADBC越大，軍民雙方都采取信息共享策略的可能性就越大。因此，在網(wǎng)信軍民融合發(fā)展過程中，雙方應重視信息共享的協(xié)同效用。比如，雙方應通過對彼此信息需求的分析，從而發(fā)布更加具有共享價值的信息，采取一些誘導方式，有效提升協(xié)同效用，促進彼此之間進行信息共享。

(二)風險系數(shù)βj、βm的影響

風險系數(shù)βj、βm對整個系統(tǒng)最終能否達到穩(wěn)定的信息共享均衡狀態(tài)有直接的影響。由式(11)可知，在其他影響因素不變的情況下，風險系數(shù)βj、βm越小，信息共享的面積SADBC越大，軍民雙方均采取信息共享的可能性就越大。因此，應該考慮采取有效措施降低信息共享的風險，比如對民營企業(yè)的保密資質(zhì)進行嚴格的認證。

(三)具有共享價值的信息總量Sjαj、Smαm的影響

五、懲罰機制演化博弈分析

(一)只進行“風險補貼”的演化博弈分析

當只對信息共享的一方進行風險補貼R時，軍民雙方信息共享得益矩陣見表6。

表6 風險補貼得益矩陣

則軍工企業(yè)采取混合策略時的復制動態(tài)方程為：

(12)

民營企業(yè)采取混合策略時的復制動態(tài)方程為：

(13)

(二)“風險補貼+懲罰”的演化博弈分析

當對信息共享的一方進行風險補貼R的同時，對信息不共享的一方進行懲罰P時，軍民雙方信息共享得益矩陣見表7。

表7 “風險補貼+懲罰”得益矩陣

軍工企業(yè)采取混合策略時的復制動態(tài)方程為：

x(1-x)(ySmαmμj+P-Sjαjβj+R)

(14)

民營企業(yè)采取混合策略時的復制動態(tài)方程為：

(15)

(三)對比分析

圖2、圖3分別為軍工企業(yè)和民營企業(yè)在只加入“風險補貼”和“風險補貼+懲罰”兩種情況下的信息共享行為的動態(tài)演化。

圖2 風險補貼情形下動態(tài)演化

在只引入“風險補貼”的情況下，信息共享面積SA1D1B1C1比SADBC大，軍民雙方向信息共享方向演化的概率變大。

在引入“風險補貼+懲罰”的情況下，信息共享的面積SA2D2B2C2比SA1D1B1C1大，軍民雙方向信息共享方向演化的概率變大。

由以上分析可知，為了促進網(wǎng)信軍民融合信息共享行為的發(fā)生，政府需要采取類似合同約定的形式，對軍工企業(yè)和民營企業(yè)進行鼓勵與約束。當只對信息共享方進行風險補貼時，軍民雙方采取信息共享策略的可能性要小于對信息共享方進行風險補貼、信息不共享方進行懲罰時的可能性。因此，政府要結合風險補貼和懲罰的方式促進網(wǎng)信軍民融合信息共享行為。

在對信息共享方進行風險補貼時，雅克比矩陣為：

雅可比矩陣的值為：

detJ=(1-2x)(1-2y)(ySmαmμj-Sjαjβj+R)(xSjαjμm-Smαmβm+R)-

xy(1-x)(1-y)SmαmμjSjαjμm

(16)

雅可比矩陣的跡為：

(17)

要使系統(tǒng)在點C(1，1)成為穩(wěn)定均衡點，此時存在以下關系：detJ>0且trJ<0。

此時，R>max{Sjαjβj-Smαmμj,Smαmβm-Sjαjμm}，當政府給予的風險補貼能夠彌補風險成本對協(xié)同效用的負作用時，軍民雙方均愿意采取信息共享策略。

六、結語

網(wǎng)信軍民融合是軍民融合發(fā)展的重點領域和前沿領域，而信息共享是網(wǎng)信軍民融合發(fā)展的基礎和關鍵。軍工企業(yè)和民營企業(yè)應該抓住機遇，樹立合作共贏的信息共享觀念，明確彼此的信息需求，分享具有共享價值的信息，提升雙方的信息共享效用。雙方應加強信息共享的風險控制和管理，做好涉密信息的保密工作，嚴格進行保密資質(zhì)審核，降低信息共享的風險。政府應加強信息共享平臺的建設，擴大網(wǎng)信軍民融合范圍，打通共享渠道，適當簡化“融合”程序，實現(xiàn)網(wǎng)信領域軍民融合的高效信息共享[22]。為促進信息共享行為，政府應引入風險補貼機制來彌補信息共享的風險對協(xié)同效用的負影響，而不是注重對信息不共享一方進行懲罰。在網(wǎng)信領域的軍民融合過程中，有效的信息共享有利于實現(xiàn)航空航天、人工智能等領域關鍵技術的自主可控，更有利于網(wǎng)絡強國的建設。