基于隨機演化博弈的新能源汽車發展策略研究

劉春鳳

關鍵詞： 新能源汽車 環境污染 能源短缺 隨機演化博弈模型

中圖分類號： F426.471 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0242-04

由于中國經濟的快速增長與人們對更美好生活品質的追求，汽車私有化已成為一種日益流行的現象。傳統燃油車因其完善的技術和服務體系受到大眾的追捧，所以目前市場上的大多數車輛仍是傳統油車。傳統燃油車會對環境和能源造成以下問題：一是燃油車提供動力時會釋放大量的CO₂，CO₂會導致全球氣候變暖；二是燃油汽車排放的尾氣中含有大量的污染物，其中硫化物、氮氧化物等氣體會破壞臭氧層，導致酸雨出現，而形成的固體顆粒物如可入肺顆粒物（PM2.5）會影響人類的身體健康；三是燃油車會大量消耗石油這一不可再生資源。發展新能源產業已經成為當前處理能源短缺和環境污染等問題的有效措施，尤其新能源汽車的應用在很大程度上可以解決空氣污染問題。與傳統汽油車相比，新能源汽車作為一種新型交通工具，其整個生命周期的能耗較低，對綜合環境的影響較小，推廣新能源汽車是人們正在探索和實施的新發展模式。

新能源汽車發展是一個長期、復雜的動態過程。關于新能源汽車發展的演化問題，國內外學者已經做了廣泛的研究。孫紅霞等人［1］通過建立企業和政府的兩方演化博弈模型，分析博弈雙方的演化穩定策略，通過仿真分析得到不同初始條件與不同參數條件下的演化結果。結果表明：政府的選擇策略取決于補貼過程中檢查頻率的高低。曹國華等人［2］建立演化博弈模型分析汽車市場消費者和政府間的互動機制，結果表明：在兩種情形下存在演化穩定策略。曹霞等人［3］基于演化博弈理論建立演化博弈模型，分析模型策略的穩定性并通過政府規制對新能源汽車產業的影響進行仿真分析，結果表明：中強度的監管力度、高懲罰力度、高資助力度、高建設投入力度更有助于新能源汽車的推廣。JIN T 等人［4］討論了靜態雙重信貸政策與動態雙重信貸政策對新能源汽車快速發展的影響，結果表明：實施動態雙重信貸政策能夠降低政府的監管成本且動態雙重信貸政策更利于新能源汽車的發展。在可持續發展背景下，胡振華等人［5］建立地方政府、車企和消費者間的演化博弈模型，分析成本投入、凈收益等對博弈主體策略選擇的影響，結果表明：生產商是否研發的策略與研發的增量收益、增量成本、增量利潤、政府的高力度優惠等息息相關。

以上基于演化博弈模型考慮新能源汽車產業發展的研究都是在確定狀態下進行分析的，忽略了不確定因素的影響，但是在現實經濟活動中，系統的演化常常伴隨著隨機干擾，確定性演化可能會脫離實際經濟活動。賀一堂等人［6］建立隨機演化博弈模型并分析了演化過程的穩定性與收斂速度，表明不確定因素對系統的演化有影響并且得出隨機干擾造成的不穩定性更利于局中人向更優的方向演化。豐景春等人［7］首先建立公司和農戶的確定性演化博弈模型，其次通過引入高斯白噪聲表示系統受到的隨機干擾，建立隨機演化博弈模型，分析隨機擾動下系統的穩定性，為農田水利項目的運行提供相應的對策建議。

通過以上文獻分析和現有理論，本研究將高斯白噪聲引入確定性博弈模型，以此刻畫系統受到的隨機干擾，重點探討隨機干擾對消費者和政府策略選擇的影響與博弈主體達到演化穩定的條件，并進行數值仿真研究不同強度的干擾對博弈主體不同策略選擇的影響，旨在促進新能源汽車產業的穩定發展，減輕環境污染和能源短缺的壓力。本文將在以下方面進行探討：一是將高斯白噪聲引入新能源汽車發展過程的研究，可以更好地描述不確定因素對汽車市場中的博弈主體不同策略選擇的影響，建立消費者和政府的兩方隨機演化博弈模型；二是進行數值仿真，分析不同的隨機干擾強度下博弈主體的演化，并根據仿真結果對促進新能源汽車發展提出相應的建議。

1 模型建立

1.1 模型假設

假設1：博弈群體包括政府和消費者，他們都是有限理性的并通過模仿和學習最終達到均衡。

假設2：假設政府實施補貼的概率為y，則不實施補貼的概率為1-y；同樣，消費者選擇購買新能源汽車的概率為x，選擇購買傳統汽車的概率為1-x，其中x，y ∈ [0，1]。

假設3：對于消費者來說，購買新能源汽車和傳統汽車能為其帶來的效用分別為U₁、U₂，將承擔因購買新能源汽車和傳統汽車的成本（如采購、維修、運營等）分別為C₁、C₂，購買新能源汽車會獲得政府補貼S，購買傳統汽車要支付碳稅稅額C_c。

由圖1 可知，當σ 值逐漸增加，系統演化出現波動，并且消費者選擇購買新能源汽車策略的概率x （t ）對σ的敏感度低于政府選擇補貼策略的概率y （t ）。圖1（a）中σ 取不同值時x （t ）波動幅度較平穩緩慢，而1（b）中σ取不同值時y （t ）波動幅度變化較大。研究表明：現實生活中政府的補貼行為相對于消費者購買新能源汽車的行為更易受到不確定因素的干擾。

通過對比圖1（a）和圖1（b）可以發現，當σ 取不同值0.5 或1 時，y （t ）都比x （t ）更快演化到零點均衡。當σ 取值為1，時間t 約為0.4 時，y （t ）達到均衡點；當σ 取值為0.5，時間t 約為0.7 時，y （t ）達到均衡點，但這兩個時間點無論σ 取何值x （t ） 都沒有達到均衡狀態。另外，消費者購買新能源汽車的行為和政府選擇補貼的行為到達均衡的時間隨著干擾強度σ 的增加而縮短，這表明油價、零部件成本、電池價格等不確定性因素可以推動汽車市場消費者和政府的演化，使其更快達到穩定的狀態。

4 結論與建議

本文基于演化博弈理論構建了地方政府和汽車制造商間的隨機演化博弈模型，研究并分析了隨機干擾對博弈模型的影響。結果表明：油價、電池價格等不確定性因素會對消費者和政府的博弈形成隨機干擾，導致系統的演化出現不同程度的波動，并且會改變系統達到平衡狀態的時間；政府選擇補貼的行為比消費者購買新能源汽車的行為對隨機干擾強度σ 更敏感；隨著σ 值的增加，無論是政府選擇補貼的行為還是消費者選擇購買新能源汽車的行為都更快達到穩定狀態。

基于以上結論，提出以下建議：在實際經濟活動中應該充分考慮如油價、零部件成本、電池價格等不確定性因素的影響，避免這些隨機干擾造成系統大幅度波動，更好地促進汽車市場的穩定發展；相對于消費者購買新能源汽車的行為，政府的補貼行為更易受到隨機干擾的影響，進一步完善新能源汽車的補貼制度，減少隨機干擾的影響才能更好地發展新能源汽車產業；隨著值的增加，消費者購買新能源汽車的概率更快趨于穩定狀態，即消費者選擇不購買新能源汽車，應該采取積極的措施來降低隨機干擾的影響，更好地促進新能源汽車產業的發展。