政府促進創新集群協同創新的作用機理
——基于演化博弈視角的分析

鄧元慧，邢虎松

（1.中國科協創新戰略研究院，北京 100863；2.交通運輸部水運科學研究院，北京 100088）

一、引言

作為區域經濟發展的重要載體，產業集群已成為了當今世界經濟地理空間的重要節點，隨著產業結構調整和優化，產業集群面臨的低端鎖定、同質化競爭等問題日益加劇，亟需轉型升級。隨著創新成為經濟、社會發展最為重要的動力來源，推動產業集群向創新集群轉變已成為保持和提升集群競爭力的重要手段。自20 世紀90 年代起，各國學者們就開始圍繞創新集群進行探索和討論，世界各國也積極實踐，為創新集群的發展奠定了理論和實踐基礎。

在邁克爾·波特（Michael Porter）對“集群”進行描述和界定之前，學術界對創新集群的研究尚未形成統一的認識，對集群的認識還處于萌芽階段，對創新集群的理解也局限于創新集群式的出現。波特的“集群”思想既包含了“創新的累積與集中”，又包含了“產業集聚”的內涵，在繼承中突破了傳統的概念和內涵，掀起了創新集群研究的熱潮[1]。OECD（2001）在《創新集群：國家創新體系的推動力》中提出創新集群是簡化的國家創新系統，并對主要成員國發展創新集群的經驗進行介紹，認為集群是企業通過相互作用逐步聚合以提高競爭力的經濟現象[2]。這與傳統上關于“創新成群出現”或“創新集中分布”概念界定有了明顯區別與提升。而本文所研究的創新集群是指由企業、研究機構、大學、風險投資機構、中介服務組織等構成，依托產業鏈、價值鏈、創新鏈和知識鏈形成的有利于創新的戰略聯盟和合作網絡系統[3]。顯然，根據這一概念的界定，創新集群內部各參與主體之間并不僅僅具有單純的合作關系，更強調它們之間基于正式和非正式的合作進行協同創新，即以各方的共同利益為基礎，構建資源共享優勢互補機制、文化融合機制和收益分配機制，從而實現創新集群內不同創新要素的有效互動與共享，使集群整體上作為一個系統協調運作，從而提升集群內參與主體以及整體的創新能力。

近年來，通過創新集群推動經濟發展已逐漸成為世界各國重要的戰略手段，國內外學者也從不同角度對政府在創新集群發展中的作用進行了探索。在創新集群形成和發展過程中，除了要充分發揮市場這只“看不見的手”的作用，政府的支持也十分重要。劉馨然（2013）[4]指出政府在創新集群中扮演著政策制定者、建設者、協調者三個角色。不少學者通過實證研究驗證了政府在創新集群發展過程中發揮了積極作用。何彬和范碩（2014）[5]利用空間面板數據模型證明了政府在韓國創新集群演化中發揮了較大的作用。董微微（2016）[6]構建了創新集群復雜網絡演化模型，發現政府干預能夠推動創新集群更快進入穩定發展階段，且不同階段政府干預力度的差異對創新集群有不同影響。還有些學者從理論上對政府如何在創新集群的發展、成長等不同階段制定相應的政策體系來鼓勵和支持集群的發展進行了研究[7-13]。從現有研究看，學者們對創新集群的研究大多集中于概念內涵、發展模式、政策分析等方面，尚未有學者對政府如何促進創新集群內部的協同創新進行深入分析，本文將運用演化博弈理論對政府促進創新集群協同創新的作用機理進行分析，更有針對性地提出相應的政策建議。

二、政府在創新集群中發揮的作用

一般而言，創新集群的參與主體主要包括：政府、企業、大學、科研機構、金融機構和中介機構等。各參與主體依托資金流、物資流、信息流、知識流、人才流、政策流的匯集和轉化[13-14]，形成創新網絡，促進協同創新，最終促使創新集群的發展和提升，這其中既有長期正式合作交流，也有非正式的合作交流[15]。企業作為技術創新的主體，是技術創新的需求者和實施者，應用創新成果并將其轉化為商品，并通過生產、銷售活動成為創新集群內物資流和資金流的關鍵節點；大學和科研機構是人才和技術創新的發源地，是創新成果的供給方，通過人才、知識、信息與創新集群內其他參與主體相連接；金融機構是創新集群內資金的提供主體，是資金順利流動的關鍵環節；中介機構是各參與主體、各種創新要素之間信息溝通及流動的中間環節，發揮著橋梁紐帶作用；而政府是創新集群發展的政策支撐主體，通過資金和政策的對創新集群內各參與主體的活動予以支持，推動創新要素的流動，完善相關基礎設施，營造良好的創新環境（見圖1）。

事實上，在創新集群形成、發展、衰退的每一個發展階段，政府都是極其重要的推動力量[11]。由于在資金、政策和土地規劃等方面具有明顯優勢，大多數創新集群在建設過程中，都離不開政府的參與和引導。在創新集群的后續發展中，作為政策制定者，政府可以通過出臺和執行一系列鼓勵政策營造良好的創新環境和市場環境，例如積極的稅收政策、財政政策、人才政策、產業政策等，吸引一批具有獨創成果和能力的大學、研究機構、企業等集聚，為創新集群參與主體搭建有利平臺，提供良好的發展機遇，并引導其形成有序的競爭秩序與穩定的網絡合作關系。同時，為了集群內部創新需求與供給更加匹配，政府部門還可以通過提供相關的研究項目資助推動集群內其他參與主體的合作，促進集群內創新和技術轉移，推動產業化發展。本文將運用演化博弈理論和模型，分析和驗證政府在創新集群中能夠通過政策手段，促使不同參與主體間更好地形成良好的合作關系，從而促進集群內部的協同創新。

圖1 創新集群參與主體之間關系

三、演化博弈視角下政府促進創新集群協同創新的作用機理

創新集群內部的協同創新水平與各參與主體之間的合作程度密切相關，這種合作關系既有正式的，也有非正式的，具有高度的開放性和彈性，它依賴于各參與主體之間的信任程度、依存程度、價值認同、心理認同以及集群的政策環境等。在協同創新的過程中必定伴隨著各參與主體之間的密切溝通、頻繁互動、相互博弈。同時，隨著創新集群發展階段和集群內外部環境的變化，參與主體之間的合作意愿、創新能力等也將相應發生變化，促使各參與主體間通過反復博弈達到新的協同創新模式。本文將基于演化博弈理論，分析在這個過程中，政府將如何發揮作用，促使集群內盡快形成新的協同創新模式，重新形成穩定的創新網絡。

本文假定創新集群內參與主體A 與參與主體B 通過合作進行協同創新，參與主體A 與參與主體B 都具有有限理性，在連續博弈的過程中，他們會根據上一輪博弈的結果及對手的策略，不斷模仿、改進，以追求自身利益最大化，直至形成穩定的博弈結果。同時，為與現實情況更加接近，本文假定參與主體A 和參與主體B 在合作過程中的成本不同，且他們的期望收益、保留收益也各不相等，即為非對稱博弈[16-18]。

假設：

1.參與主體A 與參與主體B 合作，投入成本分別為C1與C2，若合作成功，則總收益為R，其中參與主體A 獲得的合作收益為θR，參與主體B 獲得的合作收益為（1-θ）R；顯然，要使雙方有意愿保持長期合作，需同時滿足R>C1+C2，θR>C1，（1-θ）R>C1。

2.參與主體A 若“中途違約”則合作失敗，獲得的收益為R1，同樣，參與主體B 若“中途違約”則獲得的收益為R2。

3.當一方堅持合作，另一方“中途違約”時，違約的一方可獲得的額外收益，即若參與主體A 堅持合作，參與主體B“中途違約”，則B 獲得額外收益V2，反之，則A 獲得額外收益V1。

4.若政府作為監督方可以根據相關法律及合同條款等對“中途違約”的一方進行處罰，同時補償給堅持合作的一方。假設處罰為P，補償為F，即當A“中途違約”時，受到的處罰為P，同時B 可獲得補償F，反之亦然。為便于分析，本文分析假設P=F。

5.政府作為政策制定者及集群發展的引導者，可以通過財稅政策、項目資助等手段來引導和支持創新集群內部各參與主體間的合作，假設政府提供補貼以鼓勵參與主體開展合作，即當A、B 開展合作時，可分別獲得政府補貼G1，G2。

6.參與主體A“堅持合作”的概率為x，則選擇“中途違約”的概率為1-x，同樣，參與主體B“堅持合作”的概率為y，則選擇“中途違約”的概率為1-y，且x∈[0，1]，y∈[0，1]。

根據假設，可得出參與主體A 與參與主體B 的合作博弈收益矩陣如表1 所示。

表1 創新集群參與主體合作博弈的收益矩陣

參與主體A“堅持合作”的期望收益為：EA=y（R1+θR+G1-C1）+（1-y）（R1-C1+F）；若其“中途違約”，則期望收益為：=y（R1+V1-P）+（1-y）R1；因此，根據參與主體A，選擇不同策略的概率，可以計算得出參與主體A 的平均期望收益為

則參與主體A 的復制動態方程為：

同理，參與主體B 選擇“堅持合作”的期望收益為：EB=x[R2+（1-θ）R+G2-C2]+（1-x）（R2-C2+F）；選擇“中途違約”的期望收益為則參與主體B 平均期望收益為

則參與主體B 的復制動態方程為：

在演化博弈中，只有當參與主體的復制動態方程F=0 且F<0 時，才能保證合作策略具有穩定性，形成演化穩定策略（ESS）。為了更加直觀地對參與主體演化博弈的穩定策略進行分析，本文將在二維平面坐標系上繪制出演化博弈穩定策略相位圖進行分析。令F（x）=0，F（y）=0，可以得到A、B 兩個參與主體演化博弈后的五個平衡點：O（0，0）、A（0，1）、B（1，1）、C（1，0）、D（（C2-F）/[（1-θ）R+G2-V2]，（C1-F）/[θR+G1-V1]），其中，（C2-F）/[（1-θ）R+G2-V2]∈（0，1）且（C1-F）/[θR+G1-V1]∈（0，1）。

（一）政府不干預參與主體間合作的演化博弈穩定性分析

在政府完全不干預參與主體間的合作的情況下，參與主體之間完全通過市場機制自發形成合作，假設沒有政府的監管，守約方難以向違約方收取違約金，即參與主體間違約成本P 為零（即P=F=G=0），因而，相較于違約后獲得的收益，參與主體經過權衡后可能采取“中途違約”策略以獲得更高的利益。在這種情況下，對參與主體A 和參與主體B 合作策略的穩定性進行分析，可以得到以下兩種情形：

情形1：當R>C1+V1+C2+V2時，即兩參與主體堅持合作獲得的總收益大于他們合作成本和他們中途違約所獲得的收益，此時演化博弈穩定策略相位圖如圖2 所示?？梢钥闯?，（x，y）=（0，0）和（x，y）=（1，1）是參與主體A 與參與主體B 在沒有政府支持下的合作演化博弈的最終穩定策略。其中，當初始狀態為{（x，y）|x∈（C2/[（1-θ）R-V2]，1），y∈（C1/（θR-V1），1）}時，即圖2 中Ⅰ區域，演化博弈的最終結果將為（x，y）=（1，1），即雙方均將“堅持合作”策略。同理，當初始狀態落在Ⅲ區域，雙方最終博弈的結果將為（x，y）=（0，0），即雙方將選擇“中途違約”；而當初始狀態落在Ⅱ或Ⅳ區域，雙方最終博弈的結果不確定，可能為（x，y）=（0，0）或（x，y）=（1，1）。

情形2：當V1+V2>R>C1+C2時，即兩參與主體堅持合作獲得的總收益大于他們合作的總成本，但是小于他們中途違約獲得的收益之和，此時演化博弈穩定策略相位圖如圖3 所示?？梢钥闯觯攞（x，y）|x∈[0，1]，y∈[0，1]}時，即無論兩個參與主體初始的合作意愿強烈與否，在無政府干預情況下，他們合作演化博弈的最終穩定策略均為（x，y）=（0，0），即他們均放棄合作“中途違約”。

圖2 情形1 演化博弈穩定策略相位圖

圖3 情形2 演化博弈穩定策略相位圖

（二）政府干預下參與主體間合作演化穩定策略分析

當政府參與到參與主體間合作的協調與監管中時，可以依靠財政、稅收或其他行政手段對參與主體的合作予以物質或非物質支持，同時，可通過行政、法律等手段對中途違約的參與主體以嚴厲的懲罰，因此，可以認為政府的干預使得P，F，G>0。本文將假定在政府干預不改變C、R、V、θ 等參數，因此，可以通過分析在P，F，G 發生變化的情況下，參與主體合作演化博弈穩定策略與政府不干預情況下參與主體的演化博弈穩定策略的不同之處，以此判斷政府干預對參與主體穩定策略的影響。

由上文分析可知，當P=F=G=0 時，D 點的坐標為（C2/[（1-θ）R-V2]，C1/（θR-V1）），而當P，F，G>0時，D點的坐標將變為D'，此時D'的坐標為（（C2-F）/[（1-θ）R+G2-V2]，（C1-F）/（θR+G1-V1）），此時（C2-F）/[（1-θ）R+G2-V2]

1.政府干預對情形1 演化穩定策略的影響。當R>C1+V1+C2+V2時，政府干預使得相位圖由圖2 變為圖4，D 點將移動至D'?？梢钥闯觯駞^域面積較圖2 有所增加，即演化博弈結果收斂于B 點堅持合作的可能性變大，可見在政府的干預下，原先不能實現“堅持合作”穩定策略的區域可能最終實現“堅持合作”，說明政府干預可以增加參與主體堅持合作的可能性。

2.政府干預對情形2 演化穩定策略的影響。當V1+V2>R>C1+C2時，若無政府干預，無論參與主體初始合作意愿如何，都將選擇“中途違約”，這將使得創新集群內的參與主體各自為政，缺乏合作信任，導致惡性競爭，不利于創新集群的長遠發展。當政府運用政策、法律手段進行干預后，演化博弈穩定策略相位圖將由圖3 變為圖5，可以看出，在政府的支持下，若初始狀態下參與主體具有足夠高的合作意愿，則可能出現圖中Ⅴ區域，使得參與主體最終可能選擇“堅持合作”，實現共贏。

圖4 政府支持對情形1的影響

圖5 政府支持對情形2的影響

綜上所述，當政府對創新集群內參與主體間的合作進行引導和監管時，能有效促進參與主體間“堅持合作”，形成穩定的合作關系，促進創新集群形成協調創新的良好氛圍，從而推動創新集群的發展。

四、仿真模擬分析

為了更加直觀地展現政府干預對創新集群參與主體合作演化博弈穩定策略的影響，本文將采用數值模擬對上文的演化博弈分析進行仿真，并進行探討。

（一）情形1 下的演化博弈仿真分析

為演算方便，假設各參數如下：C1=2，C2=1，θ=0.6，V1=7，V2=5，R=20，此時R>C1+V1+C2+V2，即滿足情形1 的條件。同時，令政府參與變量P=F=0.5，G1=0.25，G2=0.125。根據上文分析可知，若參與主體具有很高的合作意愿，則不需要政府干預，他們就會自發形成穩定合作，若他們的參與意愿非常低，自發無法形成穩定合作，則需要政府進行較大程度的干預，這樣的干預將造成較大的效率損失，是否值得還需要進一步討論，因此，為便于分析政府干預的作用，本文假設參與主體具有適度的合作意愿且略有不同，故令（x，y）的初始值為（0.6，0.5），并對其進行無政府干預、有政府補貼無處罰機制和有政府補貼有處罰機制三種情況的仿真，仿真結果如圖6 所示。

圖6 情形1 政府干預對參與主體合作演化博弈穩定策略的影響

從圖6 可以看出，當（x，y）初始值為（0.6，0.5）的情況下，當無政府干預情況下，參與主體的合作經過3 期演化，最終演化為“堅持合作”；當政府對參與主體只進行補貼但無處罰干預，可以看出在第2.5 期時參與主體合作的博弈策略就演化為“堅持合作”，較無政府干預情況下加快。當政府對參與主體進行補貼且有處罰干預時，參與主體在第2 期時就形成了“堅持合作”穩定策略，演化速度更加迅速?？梢钥闯?，既有補貼又有處罰機制時，兩參與主體選擇“堅持合作”策略并演化為穩定策略的速度最快，同時，補貼力度和處罰力度越大，兩參與主體選擇“堅持合作”并演化為穩定策略的速度也越快。因此，政府的干預能夠促進參與主體之間選擇“堅持合作”，并加快穩定策略的演化，更好地實現創新集群參與主體的合作，進而促進創新集群的協同創新。

（二）情形2 下的演化博弈仿真分析

為更好地進行對比，保持C1=2，C2=1，θ=0.6，V1=7，V2=5 不變，令R=10，則滿足V1+V2>R>C1+C2，即符合上文情形2 的條件。經過模擬，在情形2 下，上文設定的政府參與變量值無法使參與主體實現堅持合作，因此增加政府參與變量的數值，令政府參與變量P=F=1.6，G1=1.6，G2=0.8，依然假定（x，y）的初始值為（0.6，0.5），進行無政府干預、有政府補貼無處罰機制和有政府補貼有處罰機制三種情況的仿真，結果如圖7 所示。由圖7 可以看出在無政府干預的情況下，在情形2 的約束條件下，參與主體堅持合作獲得的合作收益小于中途違約獲得的額外收益，因此雙方無法堅持合作，最終的演化穩定策略為“中途違約”；當政府僅給予參與主體一定的支持，雙方最終確定終止合作的時間較無政府干預時有所延長，但最終仍為“中途違約”。當政府對兩參與主體進行補貼和制定了相應的處罰措施時，雙方將在第5 期后實現“堅持合作”，較之前的合作有了明顯改善。將情形1 和情形2 的結果對比看，相較于情形1，情形2 所設置的P，F，G1，G2有明顯的增加，說明在情形2 下，要想實現參與主體“堅持合作”的穩定策略，需要政府加大補貼和處罰力度，同時，由有政府補貼無處罰機制和有政府補貼有處罰機制的結果對比看，政府給予補貼的作用效果不如處罰直接、有效。為了比較處罰力度對合作雙方博弈結果的影響，我們通過仿真試驗發現，若將處罰力度P，F 增加到2，參與主體實現堅持合作所花費的時間更短，說明處罰力度越大，效果越顯著。

圖7 情形2 政府干預對參與主體合作演化博弈穩定策略的影響

根據上面的分析可知，參與主體的合作意愿、他們堅持合作的成本、收益與違約所獲得的額外收益的關系是政府是否需要對創新集群參與主體的合作進行干預的先決條件。政府的干預在一定程度上能夠促進參與主體雙方的合作，其中處罰、監管的力度比補貼更加直觀、有效。為了避免政府過度干預，若參與主體堅持合作獲得的合作收益大于合作成本與違約所獲得的額外收益，且參與主體雙方有較強的意愿進行合作時，依靠市場機制促使參與主體開展合作，不需要政府的介入，以保證合作的效率。當參與主體堅持合作獲得的收益小于違約所獲得的額外收益時，僅依靠市場機制無法形成最終合作，若需要促使他們合作，則需要政府的干預。值得注意的是，政府的監管和對違約的處罰比單一補貼更有效果，且政府進行補貼時，應對補貼支出是否低于參與主體合作的收益，過度的補貼是否影響效率，且政府財政水平是否可以維持補貼等進行綜合考慮。

五、政策建議

通過上文的分析，可以知道政府的支持能夠在一定程度上促進創新集群內參與主體間的合作，推動創新集群的協同創新。為更好地發揮政府這只“看得見的手”的作用，既不“越位”影響“看不見的手”充分激發市場活力，又不“缺位”造成市場失靈，應當從以下三個方面著手。

（一）加強基礎設施建設，打造創新集群產學研協同創新平臺

完善、便捷的基礎設施是創新集群發展的基礎。政府作為創新集群發展的協調人，應當積極搭建參與主體之間溝通交流平臺，加強參與主體之間的了解與溝通；在集群內建設各類協同創新實驗室、科技成果轉化平臺等，推進集群內部產學研協同創新，打通知識、人才、資金流通的通路，增強參與主體間的合作，提升它們之間的親密度和信任感，營造良好的創新文化，從而提高參與主體間合作的有效性。

（二）提升服務意識，建立健全法律法規體系，營造良好的合作環境

政府部門在加大力度建設創新集群發展所必需的基礎設施環境的同時，更應該注重營造促進創新集群協同創新的軟環境。一方面，政府應不斷提升服務意識、提高服務質量，規范行政行為，簡政放權，提高行政審批事項審批的效率，為創新集群各參與主體提供更加高效便捷的政務服務，吸引更多的企業、大學、科研機構、金融和中介機構加入創新集群；另一方面，根據上文的分析可以看出，政府的監管、處罰機制較政府的補貼機制更能促進參與主體間的合作，因此，政府部門應當加強監管力度，規范集群內參與主體行為，促使他們的行為更加合法、合規，保證參與主體間的合作更加有序開展，避免集群內部惡性競爭。

（三）因勢利導，加強政府的引導作用，充分調動其他參與主體積極性

創新集群建設既要強調企業的主體地位，又不能忽視政府的引導作用。在集群的發展、培育過程中，離不開政府積極的引導，找準集群的優勢領域，并在基礎、前沿領域提前布局，作為協調人，整合各方資源和力量，并以財政資金為抓手，撬動、引導其他資金、資源共同參與，突破集群發展瓶頸，促進集群整體實力的提升。如德國以財政資金為引導推出了“尖端集群計劃”和“走向集群計劃”采用競賽方式形成良好的互動與競爭，幫助創新集群防止出現“閉門造車”現象，促進創新集群整體實力升級。