基于物流企业收益的偏远地区末端配送演化博弈分析
2019-08-15王红武
王红武
摘 要：为分析物流企业在偏远地区通过利益驱动自主进乡的边界条件。本文运用演化博弈理论的方法，构建了一个物流企业“最后一公里”进乡决策的演化博弈模型。建立物流企业在偏远地区收益的支付矩阵，并分析物流企业在两个偏远地区收益的动态博弈均衡点及演化路径，研究影响物流企业进入偏远地区收益的因素。同时为鼓励快递全面进乡，补充提出扶持物流企业在收益为负地区的进乡建议。
关键词：演化博弈;末端配送;物流企业;企业收益
中图分类号：F259.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）12-0242-04
0 引言
隨着互联网的普及，我国网民使用互联网购物的比例持续增长。据国家邮政局统计，2014年全国快递业务完成量跃居世界第一[1];2015年虽是我国经济放缓的一年，但快递业仍保持30%的增速[2];2016年上半年，全国快递服务企业业务量累计完成132.5亿件，同比增长56.7%[3]。
网络购物的迅猛发展导致该新兴产业链在发展过程中遇到许多新问题，不乏学者就各类相关问题进行了研究[4-10]。相对于城市，农村等偏远地区由于路网和运输服务体系起点低，农村公路总量、深度、技术等均达不到常规配送的要求[11]，其配送出现速度慢、无法送件上门、易丢失等问题[12]。就现有电商在偏远地区使用情况而言，物流企业进入偏远地区的成本可能不及收益，进而导致其缺乏自发进入偏远地区市场的动力。
为让偏远地区的公众得到更好配送服务，享受电商发展的社会受益，国内众多学者从政策、资金[12-15]、基础建设[13]、物流合作[12，13]、运输方式[14，15]等方面提出解决的办法。前述学者从各方面提出了农村物流“最后一公里”的解决办法。但对于各项的解决办法未做详细研究，尤其对大多数学者提出的需要政府及第三方企业进行资金扶持的力度并未针对具体情况加以讨论。本文通过计算物流企业进乡收益，分析物流企业具有足够利益动机进入偏远地区的条件，及物流企业收益的影响因素。
1 演化博弈模型的建立
演化博弈论认为人不是完全理性的博弈方，而通常通过试错的方法达到博弈均衡，与生物进化原理具有共性，所选择的均衡是达到均衡过程的函数[16]。演化博弈结合了博弈理论分析和动态演化过程分析[17-20]。它主要研究社会经济系统中有限理性的群体参与者通过各种具体的动态学习模拟过程，以达到稳定的均衡状态。
本文构建了物流企业进乡收益的支付矩阵，运用演化博弈理论的方法，分析了演化博弈过程中的均衡点。再根据微分方程的稳定性定理和进化稳定策略的性质分析不同条件下的稳定性策略，进而得到该条件下的博弈结果，并绘制了各条件下的演化路径。最后分析了影响动态演化博弈收敛路径的因素。
1.1 模型中的基本假设
（1）物流企业目前在偏远地区i的收益为vi（i=1，2）。
（2）对于物流企业选择进乡的地区i，物流更便捷，贸易流通更频繁。网购的增加及农副产品的增额售卖等，导致物流企业未来收益将超过当前。假设超过当前收益的部分为超额收益为pi（i=1，2）。需作说明的是该收益不包含地区1、2同时选择快递进乡时，两地之间贸易交流增加的物流收益，其仅包含该偏远地区与外部交易市场发生贸易往来时物流企业获得的收益。
（3）当物流企业在某地区i选择快递进乡，物流公司则需要在现有物流设施基础上增加乡镇以下物流集中点，购置运输设备，招聘物流工作人员等等。因此，其在获得额外收益的同时被迫增加了物流成本，我们将这些成本总和用gi（i=1，2）来表示。
（4）然而，当地区j择快递进乡而地区i选择快递不进乡时，地区i物流收益会受到影响。积极影响在于地区j进入市场，买家选择范围扩大，但由于地区i，j都是偏远地区，所售卖的物品大多为农副产品，而在长期生活中，地区i由于交通不便，其地区内基本可自行生产生活所需农产品，并不十分需要从地区j购置农副产品。因此地区j进入市场对地区i带来的好处微乎其微。而消极影响在于当地区i，j盛产同一种农副产品时，物流企业进入的地区有更便捷的物流链，外界可能选择在快递进乡的地区购买该农副产品而导致不进乡的地区在现有售卖量的基础上呈下降趋势，从而在不进乡的地区物流运输量减小。由此假设物流企业在地区i由于选择不进乡而受到fi（i=1，2）的损失。
（5）物流企业在地区i，j均选择进乡的情况下，各自除了增加qi，qj的额外收益，承担gi，gj的进乡成本外，两乡之间的贸易往来给两地物流企业均带来额外收益。当假设物流企业在两地之间贸易总收益为W，则地区i的物流总收益为αW，地区j的物流总收益为（1-α）W，其中0<α<1。
（6）为不失一般性，假设各符号均大于0。
1.2 模型构建
对于处在物流网末端的偏远地区而言，物流企业在两地均有进乡和不进乡两种策略可以实施，因此他们构成了四种策略组合（进乡，进乡），（进乡，不进乡），（不进乡，进乡），（不进乡，不进乡），两地在博弈的过程中进行决策。
例如当物流企业在地区1和地区2都选择快递进乡时，在两地均需支付快递进乡的成本g1，g2。物流企业进乡会给其在两地区带来现有收益v1，v2外的额外收益q1，q2，再加上所研究的两地区之间的贸易给物流企业带来收益增量。模型假设提到两地间贸易给物流企业带来两地总收益增量为W，在地区1增量为αW，则在地区2为（1-α）W。
此时，物流企业在地区1的收益函数为：
M（1）=v1+αW+q1-g1
同理，在地区2的收益函数为：
M（2）=v2+（1-α）W+q2-g2
对于物流企业在两地选择（进乡，不进乡），（不进乡，进乡），（不进乡，不进乡）同（进乡，进乡）类似。物流企业在偏远地区1、2的博弈收益矩阵如表1所示。
2 物流企业在偏远地区选择快递进乡与否的动态演化博弈分析
2.1 动态演化的均衡点分析
假设物流企业在地区1在选择是否进乡的演化过程中选择“进乡”策略的概率为x，则选择“不进乡”的策略概率为1-x;同时，在地区2采用“进乡”策略的概率为y，则采用“不进乡”策略的概率为1-y。
物流企业在地区1采用“进乡”、“不进乡”策略的期望得益U1B、U1C和平均得益分别为：
U1B=y（v1+αW+q1-g1）+（1-y）（v1+q1-g1）
U1C=y（v1-f1）+（1-y）v1=xU1B+（1-x）U1C
=x（q1+αWy-g1+yf1）-yf1+v1
在地區2采用“进乡”、“不进乡”策略的期望得益U2B、U2C和平均得益分别为：
U2B=x[v2+（1-α）W+q2-g2]+（1-x）（v2+q2-g2）
U2C=y（v2-f2）+（1-y）v2
=yU2B+（1-y）U2C=y[q2+（1-α）Wx-g2+xf2）]-xf2+v2
在地区1的复制动态方程为：
=x（U1B-）
=x（1-x）（q1+αWy+yf1-g1）
在地区2的复制动态方程为：
=y（U2B-）
=y（1-y）[q2+（1-α）Wx+yf2-g2]
令=0，=0得到快递进乡演化系统的五个平衡点，分别是：O（0，0）A（0，1）B（1，0）C（1，1）D（XD，YD）。其中XD=，YD=。
2.2 物流企业在某偏远地区1策略的进化稳定性分析
令F1（x）=，根据微分方程的稳定性定理和进化稳定策略的性质，当F′1（x*）<0时，x*为进化稳定策略[1]。若y=YD，则=0，即所有x均为稳定状态。
由假设知所有符号均大于0，因此αW+f1>0。
（1）当αW+f1>g1-q1>0时，0
当y=YD，F′1（0）<0。于是x*=0为进化稳定策略。博弈结果为：当物流企业在地区2选择“进乡”策略的概率小于一定值时，有限理性的物流企业在地区1最后一选择“不进乡”策略。
（2）当g1-q1>αW+f1>0时，YD>1，无需考虑D点的稳定性，F′1（0）<0，于是x*=0为进化稳定策略。博弈结果为：当物流企业在地区1选择快递进乡面向市场进乡净亏损大于两个偏远地区交互给物流企业在地区1带来的收益与物流企业在地区2不进乡时在地区1所受损失之和时，无论在地区2选择“进乡”与否，有限理性的物流企业在地区1最终会选择“不进乡”策略。
（3）当g1-q1<0时，此时YD<0，无需考虑D点的稳定性，恒有F′1（1）<0，于是x*=1为进化稳定策略。此结果仅需增加物流企业在地区1选择进乡时，增加地区1面向外部市场物流企业的收益或同时减小快递进乡的成本。博弈结论为：当物流企业在地区1的净收益为正，无论在地区2如何选择，地区1最终会选择“进乡”策略。
2.3 动态演化博弈的演化路径分析
通过上文对两地区物流企业进乡收益、进乡物流成本、单方物流企业不进乡的物流损失及双方物流企业选择进乡的贸易往来给物流公司带来的收益比较，可得出不同情况下的策略演化路径图。
（1）当0 （2）当XD>1，YD>1时，绘制快递进乡演化过程中的策略动态进化图，如图3。由图可知点A和点B为鞍点，点C为进化稳定状态。表明当物流企业在偏远地区i进乡面向市场净亏损大于在地区j进乡时地区i，j间贸易给地区i物流企业带来的收益数值与在地区i不进乡而在地区j进乡给地区i带来的损失数值之和时，偏远地区均会选择“不进乡”策略，这是该系统演化的稳定策略。 （3）当XD<0，YD<0时，绘制是否进乡演化过程中的策略动态进化图，如图4。由图可知点A和点B为鞍点，点O为进化稳定状态。表明。当物流企业在偏远地区地区i进乡，面向市场的收益大于进乡成本时，物流企业在偏远地区均会选择“进乡”策略，这是该系统演化的稳定策略。 3 影响动态演化博弈收敛路径的因素分析 从上述不同情况下的演化博弈路径来看，（进乡，不进乡）、（不进乡，进乡）均不是系统的稳定状态。物流企业在偏远地区选择是否进乡的博弈均趋向于（进乡，进乡）、（不进乡，不进乡）的状态。物流企业在该偏远地区是否进乡是相互影响的，当物流企业在一地区做出决策，在另一地区做出反向决策是不会长久的，终会趋向于同一决策以达到各自收益最大化。
決定物流企业在该地区做出何种决策的影响因素主要有以下三个方面：
（1）快递进入偏远地区物流企业成本gi。由鞍点D的表达式可知，当给定g1，增大g2时，鞍点收敛于点C。即由OADB四点所构成的区域面积增大，偏远地区决定快递不进乡策略的概率越大。快递成本增加，物流企业所承担的成本提升，物流企业势必会选择对自己收益增加的方式，因此物流企业会更大几率选择不进乡的策略。物流成本对快递进乡有副影响。
（2）物流企业进入偏远地区面向市场的收益qi。由鞍点D的表达式可知，当给定qi，增大qj时，鞍点收敛于点O。即由OADB四点所构成的区域面积减小，物流企业在偏远地区决定快递不进乡策略的概率减小，选择进乡策略的概率增加。快递进乡给当地物流企业的收益增加，自然增大了企业做出进乡策略的概率。因此，快递进乡收益给企业做出快递进乡决策产生正影响。
（3）偏远地区两地之间贸易给物流企业带来的收益W。W增加时，鞍点D收敛于点O，物流企业在地区选择不进乡的概率减小。两地间贸易产生互补等互利情形时，两方均会选择向收益增大的方向进行，均会选择进乡决策。相对于其他因素而言，增加W，XiXj均会减小，鞍点D会以更快的速度收敛与O。因此，当两地间贸易给物流企业带来的收益增加时，物流企业在两地均会以更大的概率选择进乡。
（4）当物流企业在一地选择快递进乡，而在另一地区选择快递不进入偏远地区的损失fi。当物流企业在偏远地区选择快递不进乡，其会承受应交通不便而带来的农副产品贸易损失。当fi恒定，fj增加时，Xi减小，鞍点D趋向于O，则物流企业选择不进乡的概率减小，进乡的概率增加。由于在别区选择快递进乡，物流企业在尚在观望的地区得知不进乡给自己带来损失较大时，会重新考虑选择进乡策略。因此，由于快递进乡的地区给快递不进乡的地区带来损失加大时，偏远地区物流企业选择快递进乡的概率增加。
4 结语
4.1 结论
本文通过对物流企业在偏远地区的收益，最终选择进乡与否的演化博弈分析，企业在不同情况下会做出自发进乡、与第三方协助进乡及受第三方扶持进乡的决策。
（1）当物流企业在偏远地区面向市场的收益大于进乡成本时，企业会自发进乡。
（2）当物流企业在偏远地区面向市场的收益少于进乡成本，但成本与收益的差值不大于一个阈值（该阈值大小由两地均选择进乡时两地间的收益大小及面对存在物流企业在某偏远地区进乡，未进乡的地区所受损失大小共同影响）时，是有自发进乡的可能性的。此时需要政府或第三方企业密切关注，当成本与收益的差值越靠近阈值时，及时提供资金支持。
（3）当企业在偏远地区面向市场的收益少于进乡成本，且其差大于阈值，需要政府或第三方企业全力提供资金支持。
4.2 相关的政策建议
（1）多方合作推进电商的使用，降低物流企业推广成本。由于偏远地区居民居住分散，信息基础设施未全面铺开，居民对电商不熟悉等因素导致居民通过电子商务使用频率较小。若电信公司、农副产品电商平台等受益于快递进乡的企业平台共同承担推广成本，对于物流企业承担的成本将会降低，降低了物流企业进乡的准入门槛。
（2）采用创新物流配送方式降低配送成本。物流配送的成本主要在于人力成本、运输成本。物流企业聘用当地居民或兼职人员、采用无人运输的汽车或机器完成末端运输能大大降低物流成本。增加物流企业开拓偏远地区物流的信心。
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