前景理論視角下海洋牧場企業技術協同創新演化博弈分析

孫亞路，杜元偉，2

（1.中國海洋大學管理學院，山東青島 266100；2.云南大學工商管理與旅游業管理學院，云南昆明 650504）

1 研究背景

21 世紀以來，海洋在國家經濟發展格局中占據重要地位。黨中央和政府也越來越重視海洋的發展，黨的十八大報告中提出發展海洋經濟，保護海洋生態環境，加快建設海洋強國”的要求。隨著海洋經濟的迅速發展，海洋漁業資源枯竭、水體污染、海洋災害等問題突出，制約著海洋經濟發展，尤其是漁業經濟。因此，以漁業資源修復和海洋資源環境保護為目的，以漁業企業為載體的生態漁業模式“海洋牧場”蓬勃發展。然而海洋牧場的建設是多學科、多主體交叉的復雜系統工程，對海洋科學技術具有較高的依賴性，但卻因整體海洋科研能力以及企業自身資源能力的限制，面臨著創新資源匹配不合理、技術“卡脖子”問題、產學研等參與主體聯系程度不高、創新數量占比低、創新能力提升緩慢等問題［1-3］。因此，依據現實情境對海洋牧場技術革新提出更高的要求。

海洋牧場企業技術創新是海洋牧場經濟、生態與社會效益實現的重要方式。通過企業技術創新有利于改變技術外部依賴性強的局面，促進海洋牧場產業結構優化升級。但是我國海洋牧場企業技術創新能力不足，發展規模、發展水平具有較大差異，而技術的落后導致絕大部分海洋牧場企業的養殖模式、監測管控、運營方式、產品結構等在傳統漁業模式上并未取到重大突破，從而衍生出危害海洋生態安全的問題。為此，我國積極支持鼓勵海洋牧場企業實現技術創新。黨的十九大以來，以習近平同志為核心的黨中央大力實施創新驅動發展戰略，并在黨的二十大報告中指出加強企業主導的產學研深度融合，強化目標導向，提高科技成果轉化和產業化水平，強化企業科技創新主體地位。習近平總書記的重要論述為新時代企業科技創新發展指明方向，也為海洋牧場企業技術創新指明方向。海洋牧場企業技術創新響應了科技發展戰略，通過技術創新有利于實現企業生產技術流程優化、產品結構升級、管理創新等方面的提升，從而實現企業協同效益。但海洋牧場技術創新能力不足、環保意識缺乏等阻礙企業技術創新。因此，以創新驅動發展戰略為指導，實現海洋牧場綠色技術創新既有利于提高海洋牧場技術創新水平又有利于提高海洋牧場企業技術創新能力和核心競爭力。

海洋牧場技術創新不僅限于海洋技術領域，而且各類互補性要素與資源的協調融合是技術創新關鍵［3］。海洋牧場是一個系統工程，需要水生物學、海洋物理學、工程學等相關方面技術人員的合作，同時還需要政府、企業及漁民的參與和投入。然而政府、企業、漁民和科研人員承擔著不同的責任和義務，也享有各自的權利［4］。在國家創新驅動發展戰略指導下，海洋牧場的建設規模、發展速度、參與主體等不斷增加，而且與科研院所和大專院校、社會媒體、消費者、第三方平臺等聯系加強。

然而，在有限理性的原則下，海洋牧場的多元參與主體都是以自己利益訴求為主，追求自身利益最大化，忽視其他利益相關者的訴求，導致主體之間的利益沖突和矛盾不斷加劇。在海洋牧場企業技術創新過程中，每個參與者的行為，在一定程度上影響著其他參與者的決策，同時也受到主體行為影響因素的影響，因此決策過程影響因素的不確定性導致各個參與者通過不斷試錯的形式尋求穩定的策略，這也體現了參與主體的有限理性。研究者們已經認識到這個問題，基于博弈論、實證研究、扎根理論等方法揭示政府、企業、科研院所高校（以下簡稱“學研方”）、公眾、社會媒體等主體的技術協同創新行為的影響因素和過程機制。而博弈論是研究者最常用的方法之一，這種方法既能識別主體行為合作的影響因素，又能通過動態過程揭示主體之間達到穩定合作的過程，同時也能為穩定合作提供政策建議的依據。為了系統全面地分析影響海洋牧場企業技術協同創新的主體行為因素，本文在梳理已有研究成果，得到目前研究者主要從以下內容研究該問題，具體因素如表1 所示。

表1 海洋牧場企業綠色技術協同創新利益主體行為影響因素

由于創新主體合作行為的影響因素是復雜的，在不同要素情境下，進行技術創新主體組合模式也是不同的，依據已有學者的研究結論如表2 所示，創新主體組合模式劃分為政企研、政企消、政-企研、企研、企企、企消等模式。而海洋牧場企業技術創新是以政府指導、企業主導、學研方參與的主要模式。

盡管目前對于技術創新的影響因素以及技術創新主體合作行為的研究已經取得很多研究成果，但是研究海洋牧場企業技術協同創新的文獻卻很少，并且研究海洋牧場技術創新合作的文獻主要側重于政府與企業的關系，即使認識到高校的作用，在研究過程影響因素的考慮并不全面。因此，本研究借鑒已有相關研究結果，將中央政府對地方政府的懲罰、地方政府監管強度、海洋牧場企業與學研方對于政府激勵措施的吸收能力、創新的溢出效應等影響因素納入分析框架中進行分析。同時由于傳統博弈采用期望收益理論分析博弈主體策略選擇，但是與主體的感知收益存在偏差，因此本研究將前景理論引入分析框架中，分析在技術創新收益不確定的條件下決策者的判斷。

2 演化博弈模型假設

假設1：前景理論。政府、海洋牧場企業和學研方均為有限理性，博弈方的策略選擇基于自身對損益價值的感知而非實際效用。參與主體是政府（中央與地方政府）、海洋牧場企業和學研方。三方是有限理性博弈的主體，其信息是不完全對稱的。隨著時間的推移，參與主體其策略選擇會演變成最佳策略。

根據前景理論，博弈雙方對于客觀確定的收益和損失不存在感知價值和實際價值的偏差［36］，而當博弈雙方對收益或損失不確定時，產生感知價值，公式如下：

假設2：策略選擇。政府的策略選擇為（嚴格監管，放松監管）其監管概率由表示；海洋牧場企業的策略選擇為（協同創新、獨立創新），事件發生概率由表示；學研方的策略選擇為（協同創新、獨立創新），事件發生概率由表示，其中

假設3：監管強度。政府監管成本受監管強度的影響，然而在已有研究中，學者將監管成本設定為固定值，未考慮監管強度對成本的動態影響［38］。政府采取嚴格監管政策參與技術創新，發生監管成本，將表示政府監管強度。政府嚴格監管時，

假設4：激勵與懲罰。政府參與協同創新時，政府對于參與協同創新的企業給予碳減排補貼和稅收優惠為，對學研方參與協同創新給予科研專項資金支持。表示海洋牧場企業對支持的吸收能力，其獲得的實際感知政府收益為，表示學研方對支持的吸收能力，其獲得的實際感知政府收益為［39］。在政府監督下，海洋牧場企業和學研方因其自身問題出現違約現象，違約金為和，違約金會補償給合作方。

假設6：溢出效應。如果一方合作一方不合作時，則合作方可能依靠自身的資源和能力進行獨立創新或維持現狀。若企業和學研方獨立創新其獲得感知收益為和，其中和是海洋牧場企業與學研方的協同創新溢出系數，即不協同方從協同方獲得的溢出收益，

因此，基于以上參數假設構建三方博弈收益矩陣，根據前景理論可知，當收益或損失確定時則不存在實際效用與感知價值的偏差，只有決策者對收益和成本不確定時才有心理感知效用［40］。政府監管成本、政府補貼以及違約金額僅與自身有關，為確定性支出。利用前景理論公式將期望收益價值轉化為各個變量的前景價值，并以此為依據構建感知收益矩陣，如表3 所示。

3 模型構建與分析

3.1 模型的構建

由表3 可知，政府采取嚴格監管和放松監管策略的期望前景價值以及平均期望前景價值分別為：

海洋牧場企業協同創新和獨立創新策略的期望前景值及平均期望價值分別為：

學研方協同創新和獨立創新的預期前景值及平均價值為：

3.2 穩定性分析

3.2.1 政府策略的漸進穩定性分析

政府的復制動態方程為：

然后，對政府復制動態方程求一階偏導，可得：

圖1 政府策略演化相位

基于以上分析得出結論：政府采取嚴格監管策略主要受兩組參數的影響：一是政府參與的收益和成本與放松監管的收益比例之差的影響，二是受到政府對于企業和學研方的激勵成本以及中央政府的監督有關。因此，在技術協同創新過程中，政府應積極發揮橋梁紐帶作用，通過政府激勵懲罰舉措規范協同創新的投入成本和發展風險。

3.2.2 海洋牧場企業的漸進穩定性分析

海洋牧場企業的復制動態方程為：

然后，對海洋牧場企業的復制動態方程求一階偏導：

圖2 海洋牧場企業策略演化相位

基于以上分析得到海洋牧場企業技術協同創新策略的選擇與兩組參數有關：一是政府對企業的激勵補貼與違約金成本有關。二是與協同創新的利益成本差額與獨立創新的成本利益差額有關。

3.2.3 學研方的漸進穩定性分析

學研方的復制動態方程為：

然后，對學研方的復制動態方程求一階偏導：

圖3 學研方策略演化相位

基于以上分析得到學研方技術協同創新策略的選擇與兩組參數有關：一是政府對學研方的激勵補貼有關。二是與學研方自身協同創新的利益成本差額與獨立創新的成本利益差額以及溢出效應有關。

3.3 三方博弈的系統穩定性分析

利用李雅普諾夫第一法：雅克比矩陣的所有特征值均具有負實部，則均衡點為漸進穩定點；雅克比矩陣的特征值至少有一個具有正實部，則均衡點為不穩定點；雅克比矩陣除具有實部為零的特征值外，其余特征值都具有負實部，則均衡點處于臨界狀態，穩定性不能由特征值符號確定［41］。各均衡點的穩定性，如表4 所示。值得注意的是，經計算得到8 個純策略點和7 個混合策略點，但是6 個混合策略點的特征值出現互為相反數的情形，因此這些策略點都是不穩定點，其中策略點的特征值極其長，通過對條件分析其穩定性是不確定的，因此本研究主要對8 個純策略點進行分析。

基于我國海洋牧場企業技術發展的現實情境，在政府干預下，海洋牧場企業和學研方積極協同創新是最理想的發展模式，即演化博弈的最終穩定狀態達到的狀態。因此，為了實現理想狀態，需要滿足以下條件：這意味著政府、海洋牧場企業和學研方進行協同創新的凈收益大于其獨立創新的收益。由于模型中還存在其他參數，因此分情況討論其穩定策略，其穩定性結果如表5 所示。

表5 均衡點局部穩定性

4 仿真分析

截止到目前，我國已建成的國家級海洋牧場示范區已達153 個，海洋牧場科研平臺發展迅速，依托國內20 多家高校科研院所，相繼成立技術研究中心、海洋牧場研究會、科技創新聯盟、專家技術委員會、技術團隊工作站以及海洋牧場工程實驗室等科研平臺，實現海洋牧場技術的研究、突破與創新。政府相關部門積極推動企業與高校的技術創新，通過政策以及資金補貼等降低協同創新的成本。當政府干預時，以雙方的違約成本規范其行為有利于促進合作的進行。因此，基于海洋牧場企業技術發展合作的實際情況，對感知收益矩陣的參數進行假設如下：單位統一為萬元。在前景理論中存在3 個系數：損失規避系數和風險態度系數和，依據Tversky 等［42］學者的實驗測定，風險態度系數為，損失規避系

4.1 不同策略組合的系統演化穩定點分析

當其他參數不變的情況下，改變三方主體的初始參與意愿，分析其對協同創新策略的仿真。政府、海洋牧場企業與學研方的策略概率分別為。假設初始意愿均是相同的，令其分別為0.3，0.5 和0.7，初始意愿同時演化結果，如圖4 所示。從圖中可知，無論初始概率有多大，三方策略選擇都將不斷演化直至收斂于 (1,1,1)。隨著初始概率由0.3 變化為 0.5 再到 0.7，三方趨近于點 (1,1,1) 的速率越來越快。這是因為初始概率越高，代表著三方主體對技術協同創新認可和接受程度越高，三方主體之間相互影響從而促使其他主體加快步伐，使得政府的激勵措施達到良好效果。在政府激勵和學研方的支持下企業的技術創新活動才能有序開展。學研方也通過技術協同創新，實現知識技術生產能力的轉化，從而帶動海洋牧場企業進行技術創新。

圖4 海洋牧場三方主體初始意愿演化結果

4.2 相關參數仿真分析

依據政府以及海洋牧場企業的復制動態方程可知，政府對企業的激勵政策影響著政府以及企業的策略的選擇，從而影響了整個系統的演化穩定。假設三方主體的初始意愿都設定為0.5，然后令進行仿真分析，結果如圖5（a）所示。從圖中可知，當政府收益相對較大，政府對企業的資金以及政策激勵只要在合理范圍內，并不影響政府整體策略的選擇，但是在博弈過程中，政府的意愿的強烈度呈現下降態勢。對于企業來說，不考慮成本的情況下，政府給出的優惠力度越大，企業選擇協同創新的意愿更加強烈。對于政府來說，一旦超過其可承受度政府會選擇放松監管策略。對于學研方來說，無論政府和海洋牧場企業如何選擇，對學研方的策略選擇微乎其微。因此，當政府收益穩定時，政府愿意并且有能力增加對海洋牧場企業的支持。而海洋牧場企業由于技術專有性、融資困難、政策不支持等發展瓶頸，自身技術創新驅動力不充足，政府的扶持、稅收優惠財政補貼等雖然相對于研發投入屬于杯水車薪，但是卻激勵著海洋牧場企業進行技術創新。鑒于目前政府發布對于發展海洋牧場的政策補貼以及各種文件，政府對于海洋牧場企業技術創新的支持力度不足，政府需要發揮其政府干預的作用，制定出臺一系列制度體系，保障海洋牧場企業技術創新。

圖5 政府對企業與學研方的激勵對主體演化的影響

依據政府以及學研方的復制動態方程可知，政府對學研方的激勵政策影響著政府以及企業的策略的選擇，從而影響了整個系統的演化穩定。假設三方主體的初始意愿都設定為0.5，然后令進行仿真分析，結果如圖5(b)所示。從圖可知，當政府收益穩定，政府對學研方的資金支持只要在合理范圍內，并不影響政府整體策略的選擇。在博弈過程中，政府的意愿的強烈度呈現下降態勢，當超出一定的界限，政府會逐漸選擇放松監管策略。對于學研方來說，不考慮成本的情況下，學研方亟需將研究結果轉化為生產力，并基于海洋牧場企業現實需求，合作突破海洋牧場發展的關鍵性技術。而政府的資金支持能有效彌補學研方的知識技術研發成本，減輕學研方的研發壓力，從而促進學研方選擇協同創新策略。對于海洋牧場企業來說，無論政府和學研方如何選擇，對海洋牧場企業的策略選擇微乎其微。值得注意的是，政府不能單方面考慮只給予一方優惠，應該將兩方的激勵統籌考慮，從而起到鏈接海洋牧場企業與學研方的作用，促進兩者選擇協同創新策略。由于目前政府將重點關注對象放在海洋牧場建設方面的支持，忽視對學研方的支持，因此，政府需要發揮其政府干預的作用，制定出臺一系列制度體系，保障學研方的利益。

政府的監管成本與政府的監管強度只與政府自身行為有關。當政府監管成本與政府收益的差距很小時，政府會選擇放松監管策略。當監管成本只占政府收益很小比例時，在一定范圍內隨著監管成本的增加政府以緩慢的速度趨向于嚴格監管的趨勢，但超出一定的界限，政府的策略會發生轉變，如圖6（a）所示。而監管強度系數分別為0.6，0.7，0.8時，隨著政府監管強度的增加，以及監管成本的增加，政府因其他外部性因素的影響也會選擇放松監管策略，如圖6（b）所示。

圖6 政府監管成本和監管強度對三方主體的影響

當地方政府管理不到位時，海洋牧場企業由于技術落后，在生產運營過程中出現危害海洋環境的問題，諸如水域污染、水體富營養化、種質資源破壞、部分魚類資源瀕臨滅絕、過度養殖等問題。地方政府對這些問題置之不理，出現長期污染情況，進而影響沿海居民的利益。漁民會通過舉報等形式反映地方政府以及企業的不良行為，從而被中央政府發現，會對地方政府進行處罰，地方政府也需要付出環境治理成本。在其他參數不變的情況下，通過監管發現概率的調整分析其懲罰成本對三方主體行為的影響，中央政府發現概率分別為0.6，0.7，0.8 時，三方主體行為影響如圖7 所示。從圖中可知，中央政府的懲罰成本與地方政府的策略選擇呈現正相關的關系，懲罰成本越高，地方政府選擇嚴格監管的概率越強，即趨向于1 的速率不斷加快。依據現實情境，中央政府對地方政府的懲罰約束機制還是有限的，在海洋牧場的發展過程中，中央政府只是對國家海洋牧場示范區制定評價標準，并且標準中涉及對海洋牧場監測技術的使用推廣，以及生境構造技術礁體移位破損等指標進行衡量，并給出合格與不合格的結論，而對于真因技術變革實現的牧場現代化運營發展卻沒有明確的獎勵與制約機制，所以政府需要強化對海洋牧場技術方面的制度政策的制定與優化。

圖7 中央政府的監督懲罰對三方主體的影響

在技術協同創新過程中，違約金額的存在在一定程度上促進雙方協同創新合作的達成，而且隨著違約成本的增加，但是雙方趨向于協同創新的趨勢放緩，若違約金額足夠大時，雙方的協同創新才會破裂。違約成本對三方主體演化的影響如圖8 所示。

圖8 海洋牧場企業與學研方的違約成本對三方主體的影響

在海洋牧場企業技術協同創新活動中，利益和成本的分配是影響協同的關鍵。而在現實合作情境中，企業與學研方因利益分配決裂的案例多不勝數，為了能更好地解決分配問題，分析系數的變化對系統整體穩定性的影響至關重要。假設利益分配系數分別為0.6，0.7，0.8，從圖9（a）可知，其他參數不變，對于企業來說，當企業獲得的協同利益不斷增加，企業趨向于協同創新的意愿也不斷增強，海洋牧場企業趨向于1 的速率不斷加快。在利益一定的情形下，海洋牧場企業獲得多，則學研方的利益則會減少，且學研方的協同創新意愿不斷下降，直至選擇獨立創新，而政府的變化則微乎其微。當成本分配系數分別為0.6，0.7，0.8，從圖9（b）可知，其他參數不變，對于企業來說，當企業付出的協同成本不斷增加，企業趨向于協同創新的意愿也降低，海洋牧場企業趨向于1 的速率減慢，漸漸地趨向于選擇不協同。在成本一定的情形下，海洋牧場企業付出多，則學研方付出的就會減少，且學研方的協同創新意愿不斷增強，學研方選擇協同創新，而政府的變化則微乎其微。

圖9 收益分配系數和成本分攤系數對三方主體的影響

在技術創新過程中，技術溢出效應普遍存在。雖然我國對于技術保護的政策體制很完善，在一定程度上保護研發者的利益，但是在利益驅使下參與主體對新技術、新產品的模仿能力不斷增強。與此同時，企業為了獲得規模集聚效益更愿意通過技術專利轉讓、技術合作等形式構建聯盟。在這樣的背景下，技術創新溢出效益也成為主體行為的影響因素，雖然這類影響不如成本利益對協同創新的影響明顯，但是確實存在并產生影響。如圖10 所示，隨著學研方獨立創新收益的增加，其溢出效益也會增加，在其他因素的同時影響下海洋牧場企業愿意選擇協同創新，而企業獨立創新也會產生同樣的效果。

圖10 溢出效應對三方主體的影響

5 研究結論與建議

本研究基于演化博弈論分析了前景理論視角下海洋牧場企業技術協同創新策略選擇時的決策機制，構建“政府-海洋牧場企業-學研方”的三方演化博弈模型，對系統的演化策略穩定性進行分析，并分析政府的監管成本與監管強度、中央政府懲罰、政府對企業以及學研方的激勵與懲罰、協同創新的利益分配系數與成本分攤系數等因素對系統演化結果的影響，并通過MATLAB 軟件進行數值仿真實驗。

研究結果表明：第一，海洋牧場企業技術協同創新活動的進行，需要中央政府及地方政府、海洋牧場企業與學研方的共同作用，三方參與主體在多種影響因素的相互作用下進行策略的博弈選擇。即政府監管的概率受到海洋牧場企業與學研方的影響，海洋牧場企業的行為主要受到政府與學研方的影響，學研方的行為受到政府以及海洋牧場企業的影響。第二，只有當三方參與主體均滿足以下條件時：時，策略組合最終演化至（嚴格監管、協同創新、協同創新）的理想狀態。第三，政府對學研方以及海洋牧場企業的獎勵舉措以及違約懲罰舉措對企業與學研方朝向協同創新趨勢的發展具有正向作用，但是政府需要考慮自身情況量力而行；中央政府的介入在一定程度上有利于政府實施嚴格監管策略，但是從整體層面考慮，其影響的力度偏小；對于企業與學研方來說，成本利益分配是否合理是影響協同創新的關鍵，利益分配稍有偏差，雙方的合作就呈現很明顯的分化情況，即一方協同另一方不協同，所以對于成本利益分配程度的把控極為關鍵。

綜合以上研究，提出以下建議：從政府角度來講，雖然我國已經建立層次清晰的海洋牧場管理組織框架，政府出臺一系列的政策制度規范海洋牧場的發展，但是在對海洋牧場技術突破革新方面政府的監督激勵舉措卻很少。目前政府對海洋牧場的資金補貼主要用于其建設階段，對于后期發展尤其是企業技術發展方面政府關注度不夠，而且補貼舉措需要改進，主要體現在補貼標準、補貼類型、補貼的發放時間等，而對企業的財政激勵并不僅僅局限于直接補貼，稅收優惠、金融支持以及海域使用金等方法的綜合使用對企業更有吸引力。同時，政府對高校的支持政策也很少。因此，地方政府在落實中央政府政策文件時，以海洋牧場企業實際需求為出發點，關注制約海洋牧場企業關鍵技術難題，出臺成體系的海洋牧場技術監督、激勵與懲罰制度體系，指導鼓勵海洋牧場企業與學研方通過合作實現技術攻關、產品價值實現以及利益需求的目標。此外，政府可以通過建立產學研合作平臺來實現不同組織的互補優勢，展示不同組織的研究成果和興趣，促進知識與技術的轉移互補和技術融合，降低合作成本。這樣，高校和研究機構就可以實現技術轉讓和轉化，企業也可以提高創新能力。從海洋牧場企業與學研方角度來講，海洋牧場企業的利益共享、風險共擔機制的建立需要遵循公平、公正、公開的制度規則。協同創新過程中，企業學研方知識、技術、人才等資源合理配置使得協同創新過程得以實現，然而需要外在條件約束才能為協同創新提供良好的創新環境。因此，企業與學研方需要建立信息溝通機制、協商監督機制、過程管理機制以及懲罰制約機制、學習機制等。