基于Shapley值的港口企业和货运企业信息共享合作博弈分析

刘婷婷 杨星星 戴家宏 陈雷雷

摘 要：港口与货运企业在物流体系中扮演着各自的重要角色，他们之间的信息共享能使其所在的物流链整体受益。文章研究港口企业和货运企业在信息共享合作机制下带来的收益分配问题，只有合理的收益分配才能促使港口和货运企业长期的共享与合作，并应用值法建立收益分配模型，通过由单个陆运企业、单个港口企业和单个航运企业组成的供应链算例进行利润分配分析，证实其实用性和有效性。

关键词：信息共享；利益分配；Shapley值

中图分类号：U691 文献标识码：A

Abstract： Port and shipping companies play their important role in logistics system. The information sharing between them can benefit their logistics chain as a whole. In this paper， we study the port and shipping enterprises under the information sharing and cooperation mechanism of income distribution problem. Only by reasonable income distribution port and shipping enterprises have long-term sharing and cooperation. Income distribution model is established and applied value method， through a single port by a single road transport enterprises， enterprise and individual shipping enterprise supply chain consisting of a case analysis of profit distribution， confirmed its practicability and effectiveness.

Key words： information sharing； profit distribution； value of Shapley

0 引 言

随着经济的全球化和人们物质生活水平的提高，物流的重要性日益显现。港口是不同区域、不同国家间物流的重要枢纽，它与货运企业组成的物流链是跨区域、跨国物流的主要通道。在传统的物流模式下港口企业和货运企业各自为政。

港口企业主要从事装卸、搬运、储存、代理等港口生产、流通或服务性经济活动，实行自主经营、独立核算、自负盈亏，具有法人地位的经济组织。而货运企业是对实物进行分配，包括企业、销售商自身的运输、仓储、包装和搬运等活动的公司，它们在传统运营模式下的交流少、信息闭塞。例如，在港口集装箱的提取问题上，传统模式下对港口而言，货运企业的集卡调运的时间是不确定的，而货运企业对港口集装箱的堆场计划也不了解，由此会造成货运企业的集卡在提箱等待的时间过长和空驶等资源浪费现象，港口企业则是翻箱成本居高不下，如果两者能在信息共享方面建立合作机制，减少等待时间，降低翻箱成本，就能创造利益最大化。

Tijs[1]指出博弈论，主要研究决策主体的行为发生直接相互作用时的决策及均衡问题，它主要分为非合作博弈和合作博弈两个方向。合作博弈亦称为正和博弈，是指博弈双方的利益都有所增加，或者至少是一方的利益增加，而另一方的利益不受损害，因而整个社会的利益有所增加的。本文研究的是合作博弈，利用合作博弈下的Shapley值来求得不同信息共享下的收益分配。

企业信息共享包括内部信息共享与外部信息共享，而外部信息共享是指企业与外界环境间的信息交流与传递，包括企业间为了更好地实现供应链协同而进行的数据交换与传递[2]。信息共享指的是在不同企业或者同一企业的不同部门、不同层次之间的信息系统、信息产品的交流与共用，达到节约资源和成本的目的，使得利益达到最大化。供应链信息共享则是指在特定交易过程或合作过程中，不同企业之间的信息交流与传递[1]。信息共享能为港口企业和货运企业合作的决策者提供相对精确与及时的信息以支持决策，比如在等待时间和翻箱成本取得优化，做出合理决策，节约时间和降低翻箱成本，减少资源的浪费，使得利益最大化。然而并不是所有的合作者都愿意把自己的信息共享，现实中的合作，各个子系统普遍存在着信息不对称、利益不均衡以及企业间信息共享系统的限制等[3]，比如港口企业和货运企业就存在着信息不对称，在一系列信息活动中，因处理失当或维护不力，使原本在一定程度或时间范围内可获得质量保证的信息出现了错误（无意或有意）的一类信息失真状况等一系列问题，使得合作中的不同企业贡献的信息程度不同。要想实现合作机制成员间的相互信任，首先需要加强合作机制成员间的信息共享和良好的沟通，并保证信息是真实有效的，建立激励措施和监督机制，使得成员间的信息是相互流通的，通畅的信息共享和沟通是合作机制成员间互信建立的关键。加强信息共享和沟通的方面很多，包括：资料信息，人员交流，情报和企业文化以及优势资源和技术的交流等[4]。良好的信息共享可以使供应链总成本降低、有效地改进工作流的管理，提高整体信息系统能力以及供应链的整体利润和服务水平，并且通过长期的合作信任关系加强了用户的忠诚度[3]。

1 Shapley值法模型

2 算例分析

假设市面上有一个陆运企业A，一个港口企业B，一个航运企业C，这三个企业通过协同合作组建供应链联盟，为了使供应链各成员间利益最大化，可以通过信息共享实现集中决策。当不合作时，企业A的收益是60百万，企业B的收益是50百万。企业C的收益是45百万，当他们合作时，收益会增加，体现在时间成本的节约和周转速度上，当信息达到很好的共享时，收益就会增加，收益分配如表1所示：

根据ws=n-s！s-1！/n！可计算出联盟中A、B、C的收益分配（如表2至表4所示）。

因此，合作后A的收益为87.5（百万），不合作时A的收益是60（百万），收益增加了45.83%；B的收益为72.5（百万），不合作时B的收益是50（百万），收益增加了45.00%；C的收益为65（百万），不合作时C的收益是45（百万），收益增加了44.44%；从中可以看出每家企业的收益增长率大致在同一水平线上，所以用Shapley值法进行供应链合作伙伴间收益分配是合理的，而且从中可以看出合作后的收益比单独作业的收益大。

3 结 论

随着全球化的发展和人们生活水平的日益提高，港口和货运企业作为整个物流链中重要的角色发挥了很大的作用，他们之间的合作也越来越重要，而完善和良好的信息共享可以使合作的成本减少，获得利益最大化。采用Shapley值法进行供应链合作伙伴间的收益分配是公平的和有效的，它有助于整个合作的成功进行。

参考文献：

[1] Tijs S. Introduction to Game Theory[M]. Hindustan Book Agency， New Delhi， 2003.

[2] 蔡淑琴，梁静. 供应链协同与信息共享的关联研究[J]. 管理学报，2007（2）：4.

[3] 陈国庆，黄培清. 供应链中的信息共享与激励机制[J]. 上海交通大学学报，2007（12）：3.

[4] 陈晓菲. 基于博弈论的集装箱多式联运网络货流分配研究[D]. 大连：大连海事大学（硕士学位论文），2014.

[5] 马士华，王鹏. 基于Shapley值法的供应链合作伙伴间收益分配机制[J]. 工业工程与管理，2006（4）：3.