跨境電商與跨境物流協同演化博弈研究

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，交通運輸與物流學院，成都 611756；2. 綜合交通運輸智能化國家地方聯合工程實驗室，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同演化方向與演化路徑；最后，使用系統動力學方法，通過Vensim PLE仿真軟件，建立二者協同演化博弈的系統動力學模型。并分情況對二者演化博弈的穩定性加以仿真，通過合理分配初始狀態參數和收益矩陣參數，直觀展現了二者協同演化的博弈過程，也驗證了協同演化博弈模型的結論。

跨境電商；跨境物流；協同；演化博弈

0 引 言

有限理性人是相對于完全理性而言的[1]。隨著互聯網的普及，跨境電商行業發展迅速，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和跨境物流企業，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境，導致它們很難立刻得到最優均衡策略，因此，它們需要通過多次的博弈加以改進和調整，以尋求策略演化穩定[2]。

對跨境電商和跨境物流的探索可以分為兩部分，一是二者的互動關系研究；二是協同評價研究。二者的聯動關系在Rapha?lle[3]的研究中有較為明顯的體現，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展。陸國紅[4]、曹允春[5]等人著眼于二者的融合發展，認為二者存在相互依存、相互融合的互動關系，并提出二者未來會有更明顯的融合趨勢。在二者的協同評價方面，研究成果眾多，其中陳篤彬等[6]著重于理清二者的關系，通過綜合評價跨境電商與現代物流的協同水平，研究發現在二者協同發展中現代物流的滯后性較為明顯。張夏恒[7, 8]提出子系統序參量指標體系，構建了跨境電商與跨境物流的協同評價模型，發現復合系統處于協同狀態，但協同水平較低，最終在剖析影響協同主要因素的基礎上，得到二者的協同發展路徑。

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，研究成果主要關注于協同管理和機制，Togar[9-11]研究了一種基于對等方法的供應鏈協同集成框架，該框架對于改善協同具有重要意義；Arshinder[12]在回顧供應鏈協同的各種觀點后，探究出可用于協同的機制并建立了協同框架。而定量研究的焦點在于探究供應鏈協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同激勵模型，對協同行為加以度量，通過信息共享評價系數，實現了對協同收益的合理分配，也激勵了供應鏈中協同的企業。

本文運用演化博弈理論，構建跨境電商與跨境物流協同的演化博弈模型，重點揭示二者采用各種策略的演變特征。最后進行系統動力學仿真，通過調整參數分布情況對二者演化博弈的穩定性加以仿真，實現對協同演化博弈模型結論的驗證。

1 模型假設與參數設置

假設1 博弈主體的策略選擇。策略集為{協同，不協同}。

在以上假設的基礎上，對本文涉及到的參數和變量進行意義說明，見表1。

表1 模型中的參數與變量

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 協同演化模型建立與求解

根據支付矩陣，可以得到跨境電商企業采取協同策略的期望收益為：

跨境電商企業采取不協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，跨境物流企業采取協同策略的期望收益為：

跨境物流企業采取不協同策略的期望收益為：

其選擇策略的平均期望收益為：

同理，跨境物流企業選擇協同策略的增長率為：

按照Friedman[15, 16]的理論，演化系統均衡點的穩定性可使用雅克比矩陣的局部穩定性加以判定。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 局部均衡解對應的det(J) 和tr(J)

其中：

根據不同情況，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定性判定結果

3 協同演化策略及路徑分析

圖1 時的系統演化相位圖

圖2 時的系統演化相位圖

圖3 時的系統演化相位圖

圖4 時的系統演化相位圖

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

4 協同演化博弈的模擬仿真

為了更為直觀地展現跨境電商與跨境物流協同演化博弈的過程，本節依據鐘永光[17]等研究的系統動力學方法，運用Vensim PLE仿真軟件，進行模型仿真。依據支付矩陣和演化博弈中復制動態方程，可以得到二者協同演化博弈的系統動力學仿真模型，如圖5所示。

圖5 跨境電商與跨境物流協同演化博弈的SD仿真模型

跨境電商與跨境物流采取協同策略的初始概率分別取（0.5，0.5）、（0.8，0.2）、（0.1，0.1）和（0.05，0.6）。伴隨著演化步數增加，可以得到演化軌跡如圖6。可以發現跨境電商與跨境物流的演化博弈結果與前文推導的演化穩定策略一致。該情形下，二者的協同意愿受到初始狀態的影響，二者要么都采取協同策略，要么都采取不協同策略。

圖7 額外收益的分配系數對雙方協同演化策略的影響

取二者采取協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的演化穩定策略一致。該情形下，二者協同演化博弈的穩定策略不受初始狀態的影響。當采取協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同策略。

圖8 時不同初始狀態下的穩定均衡仿真結果

圖9 時不同初始狀態下的穩定均衡仿真結果

圖10 時不同初始狀態下的穩定均衡仿真結果

5 結 論

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

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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

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

牟能冶（1982—），男，重慶人，博士，副教授，研究方向為供應鏈協調，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規劃與優化，E-mail：1402353102@qq.com

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

（責任編輯：李愈）