基于演化博弈的网信军民融合信息共享研究

徐 刚，何 岚，石良娟，何文刚

(重庆理工大学 管理学院， 重庆 400054)

一、引言

军民融合是重大国家战略，对国防和军队现代化建设、社会经济发展具有重要意义。在军工企业和民营企业信息共享、协同创新的动态博弈过程中，网信军民融合推动了军民融合在互联网时代的发展。有效的信息共享是推动网信军民融合发展的基础和前提。共享观念陈旧、信息不对称、知识产权和国防专利归属与利益分配机制不完善、共享风险大等问题都会阻碍网信军民融合发展。

目前，有许多学者对军民融合进行了研究。

1.军民融合战略意义方面。毕京京从军民融合战略层面分析了军民融合对我国发展的重要意义[1]；于川信从国家安全和民族振兴的角度去理解和把握军民融合战略大格局[2]；黄朝峰等分析了军民融合发展战略的三大意义,并阐述了军民融合深度发展的内涵要求[3]。

2.军民融合技术以及协同创新方面。Yeong等运用用户创新理论，提出军民融合技术价值双向转移[4]；董晓辉研究了军工优势技术溢出、民用先进技术转移、军民技术双向循环3种军民科技融合模式，对促进军民科技基础要素融合和协同创新有极大的推动作用[5]；宋文文基于日本推动军民两用技术转移的做法，提出了我国军民两用技术转移的对策[6]；蒋铁军等从演化博弈理论视角，研究了军民融合合作技术创新内在机理和动态过程，引入惩罚机制，给出了惩罚机制力度[7]；Can等运用创新链理论，深入分析了军民融合协同创新，并提出了相应的对策和建议[8]；马大来等以重庆理工大学为例,探究了地方高校军民融合技术协同创新体系的建设[9]；代应等从协同创新视角分析和总结国内外军民融合的研究现状，从创新平台等方面为军民融合发展提出了有效建议[10]。

3.军民融合知识产权和专利方面。梅术文等探讨了军民融合背景下专利运营的特殊性，针对关键环节，提出了专利运营的基本对策[11]；冯媛基于国防知识产权制度演变过程，运用技术创新和制度创新互动关系理论，从市场制度、产权制度两个视角，研究了国防知识产权制度的供给与设计[12]；王波针对当前我国军民融合知识产权跨领域转化中的主要矛盾与问题，为未来军民融合知识产权跨领域转化工作提出了重点与对策[13]；田富强通过建立竞争与激励耦合的知识产权转化双轨制，增强了军民双方知识产权转化动力[14]。

4.军民融合共享方面。张胜等基于科技资源开放共享的政策环境、共享情况，针对科技资源开放共享的问题，探究了陕西省军民科技资源共享路径[15]；赵黎明等针对军民融合中的技术共享问题，运用微分博弈理论，探讨了军民双方在3种情况下的最优策略、最优收益以及整体收益[16]；严欢欢等探讨了军民融合物流资源共享对策[17]；冯晓强等认为信息资源的开发利用和交流共享是推动军民融合深入发展的关键因素[18]；冯媛针对军民融合信息共享中的障碍，运用博弈理论，提出了军民融合信息共享的对策[12]。

5.网信军民融合方面。龙在野认为国家的命运和党的使命,通过网信军民融合得以依存相生[19]；于川信等认为网信领域是当今国防和经济建设最具先天融合性和创新性的领域,是信息时代军民融合发展的主战场和战略制高点[20]；陈伟认为应坚持走中国特色的网信军民融合之路，并提出网信军民融合的重要意义和发展路径[21]。

总体来看，目前针对军民融合的研究大多集中在战略意义、技术转化、协同创新、知识产权和专利运营、物资技术资源共享等方面。现有对网信军民融合信息共享的研究大多聚焦在对策建议等宏观层面。因此，本文在上述研究的基础上，运用演化博弈理论，对网信军民融合背景下信息共享行为进行微观层面的研究，并引入奖惩机制，促进军民双方进行有效的信息共享。

二、网信军民融合信息共享演化博弈模型

(一)模型假设

网信军民融合信息共享主体为军工企业和民营企业，军工企业主要在航空航天、兵器、电子、信息化等多个领域具有尖端技术、产品，而民营企业往往具有军工产品所需的零部件、人才、技术等优势资源和更大的市场需求，如四川绵阳以电子信息、汽车及零部件产业为主导，并培育发展了三网融合与物联网等战略性新兴产业。在网信领域的军民融合过程中，军工企业拥有的某些尖端技术产品会有更大的民用市场，但也会涉及国家机密泄露甚至危及国家网络空间安全的问题；民营企业会遭遇参军门槛过高、资质认证(如保密资质)程序不够精简等融合障碍。因此，军民双方的行为策略集合为{信息共享，信息不共享}。信息共享是指双方通过线上线下平台(如国家军民融合公共服务平台、钱学森智库等)共享自己的产品需求、技术参数等信息，并通过信息处理、转化产生新信息，以促成双方合作。信息不共享是指双方担心自身的优势性产品或技术信息被对方无偿窃取从而失去核心竞争力以及危及国家安全，而采取的自我保护策略。假设军工企业采取信息共享策略的概率为x(0≤x≤1)，则采取信息不共享策略的概率为1-x；民营企业采取信息共享的概率为y(0≤y≤1)，则采取信息不共享的概率为1-y。本文假设如下：

(1)当双方都采取信息不共享策略时，通过自身原有的技术、产品带来的基本收益为Bj、Bm。

(2)假设军民双方通过共享平台发布信息的总量分别为Sj、Sm，包括产品、技术、融资需求信息，其中，能够给对方带来共享价值的信息比例分别为αj、αm。军民双方对信息处理、转化的能力系数分别为θj、θm，信息共享给军工企业带来的直接收益为Smαmθj、给民营企业带来的直接收益为Sjαjθm。

(3)如果双方都采取信息共享策略，共享的信息通过碰撞、转化不断产生新的信息，那么军工企业和民营企业之间就产生了协同效用。如北斗导航系统通过军民双方的信息共享行为，不但为导弹制导、协调针对敌方目标的攻击活动提供了更加精准的定位，而且还使得共享单车的停放和行驶、无人机的准确降落更加安全可靠，并通过双方此后的信息共享与合作，很有可能实现精准导航与未来无人驾驶。设军工企业共享的信息能够给民营企业带来的协同效用系数为um，则民营企业共享的信息能够给军工企业带来的协同效用系数为uj。那么，信息共享给军民双方带来的协同效用分别为Smαmμj、Sjαjμm。

(4)信息共享需要一定的时间成本、金钱成本，甚至是失去一些机会成本，如通过国家军民融合公共服务平台获取信息，需要注册、筛选信息、就产品技术信息进行面谈等程序。设军民两方对于获得、处理对方共享的信息的成本系数分别为wj、wm，那么军工企业获取、处理信息的成本为Smαmwj，民营企业获取、处理信息的成本为Sjαjwm。

(5)对于信息共享，双方还需承担自身知识产权、专利等被窃取、国家机密泄露的风险，设军民双方需承担的风险系数分别为βj、βm，那么军工企业需要承担的风险为Sjαjβj、民营企业需要承担的风险为Smαmβm。

(6)如果一方采取信息共享策略，另一方采取信息不共享策略，不共享的一方就会无偿获得新技术、新知识，从而提高收益；共享的一方则会独自承担信息风险。双方得益矩阵见表1。

表1 网信军民融合信息共享得益矩阵

(二)博弈模型

根据上述模型假设与得益矩阵，军工企业采取信息共享策略时的期望效用为：

(1)

军工企业采取信息不共享策略时的期望效用为：

(2)

军工企业采取混合策略时的平均期望效用为：

(1-x)[y(Bj+Smαmθj-Smαmwj)+(1-y)Bj]

(3)

则军工企业采取信息共享策略时的复制动态方程为：

(4)

同理可得，民营企业采取信息共享策略时的期望效用为：

(5)

民营企业采取信息不共享策略时的期望效用为：

(6)

民营企业采取混合策略的平均期望效用为：

(1-x)(Bm-Smαmβm)]+(1-y)[x(Bm+Sjαjθm-Sjαjwm)+(1-x)Bm]

(7)

则民营企业采取混合策略时的复制动态方程为：

(8)

三、演化稳定策略分析

用雅克比分析该演化系统均衡点的局部稳定性，其雅克比矩阵为：

雅克比矩阵的值为：

(1-2x)(1-2y)(ySmαmμj-Sjαjβj)(xSjαjμm-Smαmβm)-xy(1-x)(1-y)SmαmμjSjαjμm

(9)

雅克比矩阵的迹为：

(10)

均衡点处于局部稳定状态须满足：detJ>0，trJ<0。根据式(9)—(10)，detJ和trJ的值跟Smαmμj和Sjαjβj以及Sjαjμm和Smαmβm的相对大小有关。分以下4种情况进行讨论：

图1 军民信息共享行为动态演化

(1)若Smαmμj>Sjαjβj,Sjαjμm>Smαmβm,即双方都采取信息共享策略时的协同效用均大于风险时，点O(0，0)、C(1,1)都是稳定的。如图1军民信息共享行为动态演化所示，以折线ADB为界，OACB被分成信息不共享区OADB和信息共享区ADBC。当初始状态在信息不共享区时，虽然双方采取信息共享策略的协同效用大于风险损失，但不足以弥补双方信息处理、转化成本及额外损失，军民双方最终会采取信息不共享策略；当初始状态在信息共享区时，双方采取信息共享策略带来的收益大于采取信息不共享策略的收益，双方最终采取信息共享策略。系统均衡点的稳定状态1见表2。

(2)若Smαmμj>Sjαjβj,Sjαjμm

表2 系统均衡点的稳定状态1

表3 系统均衡点的稳定状态2

(3)若SmαmμjSmαmβm,即军工企业采取信息共享策略时的协同效用小于风险，民营企业采取信息共享策略时的协同效用大于风险时，只有点O(0,0)是稳定的。民营企业更倾向于信息共享，在积极申请“军工四证”等资质认证的过程中投入大量资金、时间成本，但信息共享不能为军工企业带来更高的效益，最终双方都会采取信息不共享策略。系统均衡点的稳定状态3见表4。

(4)Smαmμj

表4 系统均衡点的稳定状态3

表5 系统均衡点的稳定状态4

由以上分析可以看出，系统是否处于稳定均衡状态取决于双方采取信息共享策略时的协同效用和风险。当军民双方有一方信息共享的协同效用小于风险时，经过长期的演化，系统收敛于稳定均衡点O(0,0)，即双方最终均会采取信息不共享策略；当信息共享双方的协同效用都大于风险的时候,双方才有可能都采取信息共策略。

四、模型参数分析

在军工企业和民营企业信息共享协同效用大于风险的情形下，为了促进系统向信息共享方向演化，即双方达到最优策略{信息共享，信息共享}，可以通过扩大信息共享区域ADBC的面积来实现。

由图1可知，信息共享的面积为：

(11)

由此可见，信息共享的面积SADBC与点D(x0,y0)有关，进一步来说，即与协同效用系数μj与μm、风险系数βj与βm、具有共享价值的信息总量Sjαj与Smαm有关。

(一)协同效用系数μj、μm的影响

协同效用系数μj、μm直接影响整个系统最终能否达到稳定的信息共享均衡状态。由式(11)可知，在其他影响因素不变的情况下，协同效用系数μj、μm越大，信息共享的面积SADBC越大，军民双方都采取信息共享策略的可能性就越大。因此，在网信军民融合发展过程中，双方应重视信息共享的协同效用。比如，双方应通过对彼此信息需求的分析，从而发布更加具有共享价值的信息，采取一些诱导方式，有效提升协同效用，促进彼此之间进行信息共享。

(二)风险系数βj、βm的影响

风险系数βj、βm对整个系统最终能否达到稳定的信息共享均衡状态有直接的影响。由式(11)可知，在其他影响因素不变的情况下，风险系数βj、βm越小，信息共享的面积SADBC越大，军民双方均采取信息共享的可能性就越大。因此，应该考虑采取有效措施降低信息共享的风险，比如对民营企业的保密资质进行严格的认证。

(三)具有共享价值的信息总量Sjαj、Smαm的影响

五、惩罚机制演化博弈分析

(一)只进行“风险补贴”的演化博弈分析

当只对信息共享的一方进行风险补贴R时，军民双方信息共享得益矩阵见表6。

表6 风险补贴得益矩阵

则军工企业采取混合策略时的复制动态方程为：

(12)

民营企业采取混合策略时的复制动态方程为：

(13)

(二)“风险补贴+惩罚”的演化博弈分析

当对信息共享的一方进行风险补贴R的同时，对信息不共享的一方进行惩罚P时，军民双方信息共享得益矩阵见表7。

表7 “风险补贴+惩罚”得益矩阵

军工企业采取混合策略时的复制动态方程为：

x(1-x)(ySmαmμj+P-Sjαjβj+R)

(14)

民营企业采取混合策略时的复制动态方程为：

(15)

(三)对比分析

图2、图3分别为军工企业和民营企业在只加入“风险补贴”和“风险补贴+惩罚”两种情况下的信息共享行为的动态演化。

图2 风险补贴情形下动态演化

在只引入“风险补贴”的情况下，信息共享面积SA1D1B1C1比SADBC大，军民双方向信息共享方向演化的概率变大。

在引入“风险补贴+惩罚”的情况下，信息共享的面积SA2D2B2C2比SA1D1B1C1大，军民双方向信息共享方向演化的概率变大。

由以上分析可知，为了促进网信军民融合信息共享行为的发生，政府需要采取类似合同约定的形式，对军工企业和民营企业进行鼓励与约束。当只对信息共享方进行风险补贴时，军民双方采取信息共享策略的可能性要小于对信息共享方进行风险补贴、信息不共享方进行惩罚时的可能性。因此，政府要结合风险补贴和惩罚的方式促进网信军民融合信息共享行为。

在对信息共享方进行风险补贴时，雅克比矩阵为：

雅可比矩阵的值为：

detJ=(1-2x)(1-2y)(ySmαmμj-Sjαjβj+R)(xSjαjμm-Smαmβm+R)-

xy(1-x)(1-y)SmαmμjSjαjμm

(16)

雅可比矩阵的迹为：

(17)

要使系统在点C(1，1)成为稳定均衡点，此时存在以下关系：detJ>0且trJ<0。

此时，R>max{Sjαjβj-Smαmμj,Smαmβm-Sjαjμm}，当政府给予的风险补贴能够弥补风险成本对协同效用的负作用时，军民双方均愿意采取信息共享策略。

六、结语

网信军民融合是军民融合发展的重点领域和前沿领域，而信息共享是网信军民融合发展的基础和关键。军工企业和民营企业应该抓住机遇，树立合作共赢的信息共享观念，明确彼此的信息需求，分享具有共享价值的信息，提升双方的信息共享效用。双方应加强信息共享的风险控制和管理，做好涉密信息的保密工作，严格进行保密资质审核，降低信息共享的风险。政府应加强信息共享平台的建设，扩大网信军民融合范围，打通共享渠道，适当简化“融合”程序，实现网信领域军民融合的高效信息共享[22]。为促进信息共享行为，政府应引入风险补贴机制来弥补信息共享的风险对协同效用的负影响，而不是注重对信息不共享一方进行惩罚。在网信领域的军民融合过程中，有效的信息共享有利于实现航空航天、人工智能等领域关键技术的自主可控，更有利于网络强国的建设。