跨境电商与跨境物流协同演化博弈研究

牟能冶，王竹韬，郝娟娟

跨境电商与跨境物流协同演化博弈研究

牟能冶1,2，王竹韬1，郝娟娟1

（1. 西南交通大学，交通运输与物流学院，成都 611756；2. 综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室，成都 611756）

基于有限理性，本文首先考察跨境电商和跨境物流在长期发展中采用各种策略的演变特征；接着，分析了各种情形下二者的协同演化方向与演化路径；最后，使用系统动力学方法，通过Vensim PLE仿真软件，建立二者协同演化博弈的系统动力学模型。并分情况对二者演化博弈的稳定性加以仿真，通过合理分配初始状态参数和收益矩阵参数，直观展现了二者协同演化的博弈过程，也验证了协同演化博弈模型的结论。

跨境电商；跨境物流；协同；演化博弈

0 引 言

有限理性人是相对于完全理性而言的[1]。随着互联网的普及，跨境电商行业发展迅速，其中存在着既合作又竞争的两个主体，分别是跨境电商企业和跨境物流企业，它们均为有限理性参与者。由于二者的信息搜集水平、决策判断水平存在差异，同时还面临随时变化的环境，导致它们很难立刻得到最优均衡策略，因此，它们需要通过多次的博弈加以改进和调整，以寻求策略演化稳定[2]。

对跨境电商和跨境物流的探索可以分为两部分，一是二者的互动关系研究；二是协同评价研究。二者的联动关系在Raphaëlle[3]的研究中有较为明显的体现，文章最后提出跨境电商能够很大程度上积极促进跨境物流的发展。陆国红[4]、曹允春[5]等人着眼于二者的融合发展，认为二者存在相互依存、相互融合的互动关系，并提出二者未来会有更明显的融合趋势。在二者的协同评价方面，研究成果众多，其中陈笃彬等[6]着重于理清二者的关系，通过综合评价跨境电商与现代物流的协同水平，研究发现在二者协同发展中现代物流的滞后性较为明显。张夏恒[7, 8]提出子系统序参量指标体系，构建了跨境电商与跨境物流的协同评价模型，发现复合系统处于协同状态，但协同水平较低，最终在剖析影响协同主要因素的基础上，得到二者的协同发展路径。

在对跨境电商和跨境物流的研究中，定性研究与定量研究都取得了一些成果。在定性研究方面，研究成果主要关注于协同管理和机制，Togar[9-11]研究了一种基于对等方法的供应链协同集成框架，该框架对于改善协同具有重要意义；Arshinder[12]在回顾供应链协同的各种观点后，探究出可用于协同的机制并建立了协同框架。而定量研究的焦点在于探究供应链协同决策以及利益分配方式，如杨浩雄[13]等利用基于物流信息共享的协同激励模型，对协同行为加以度量，通过信息共享评价系数，实现了对协同收益的合理分配，也激励了供应链中协同的企业。

本文运用演化博弈理论，构建跨境电商与跨境物流协同的演化博弈模型，重点揭示二者采用各种策略的演变特征。最后进行系统动力学仿真，通过调整参数分布情况对二者演化博弈的稳定性加以仿真，实现对协同演化博弈模型结论的验证。

1 模型假设与参数设置

假设1 博弈主体的策略选择。策略集为{协同，不协同}。

在以上假设的基础上，对本文涉及到的参数和变量进行意义说明，见表1。

表1 模型中的参数与变量

基于以上，得到跨境电商与跨境物流博弈的支付矩阵，如表2所示：

表2 博弈的支付矩阵

2 协同演化模型建立与求解

根据支付矩阵，可以得到跨境电商企业采取协同策略的期望收益为：

跨境电商企业采取不协同策略的期望收益为：

其选择策略的平均期望收益为：

类似地，跨境物流企业采取协同策略的期望收益为：

跨境物流企业采取不协同策略的期望收益为：

其选择策略的平均期望收益为：

同理，跨境物流企业选择协同策略的增长率为：

按照Friedman[15, 16]的理论，演化系统均衡点的稳定性可使用雅克比矩阵的局部稳定性加以判定。需满足以下两个条件：

条件一 行列式

条件二 迹

计算局部均衡点的行列式值和迹，见表3。

表3 局部均衡解对应的det(J) 和tr(J)

其中：

根据不同情况，分析雅克比矩阵在5个局部均衡点处行列式和迹的正负情况，得到均衡点的稳定特性，如表4所示。

表4 不同情况下演化博弈局部均衡点的稳定性判定结果

3 协同演化策略及路径分析

图1 时的系统演化相位图

图2 时的系统演化相位图

图3 时的系统演化相位图

图4 时的系统演化相位图

综上所述，跨境电商与跨境物流企业协同演化博弈的结果是：①当博弈双方积极协同的净收益大于投机收益时，双方要么都采取积极协同策略，要么都采取不协同策略，最终的稳定策略会受收益矩阵与初始状态影响；②只要有任何一方积极协同的的净收益小于投机收益，二者最终都会采取不协同策略；③二者的协同演化呈现出明显的路径依赖特征。

4 协同演化博弈的模拟仿真

为了更为直观地展现跨境电商与跨境物流协同演化博弈的过程，本节依据钟永光[17]等研究的系统动力学方法，运用Vensim PLE仿真软件，进行模型仿真。依据支付矩阵和演化博弈中复制动态方程，可以得到二者协同演化博弈的系统动力学仿真模型，如图5所示。

图5 跨境电商与跨境物流协同演化博弈的SD仿真模型

跨境电商与跨境物流采取协同策略的初始概率分别取（0.5，0.5）、（0.8，0.2）、（0.1，0.1）和（0.05，0.6）。伴随着演化步数增加，可以得到演化轨迹如图6。可以发现跨境电商与跨境物流的演化博弈结果与前文推导的演化稳定策略一致。该情形下，二者的协同意愿受到初始状态的影响，二者要么都采取协同策略，要么都采取不协同策略。

图7 额外收益的分配系数对双方协同演化策略的影响

取二者采取协同策略的初始概率为（0.5，0.5）和（0.1，0.1），得到演化轨迹如图8所示。演化轨迹与前文推导的演化稳定策略一致。该情形下，二者协同演化博弈的稳定策略不受初始状态的影响。当采取协同策略的初始概率都较高时，跨境物流的演化曲线收敛于均衡点的速度更快；而当采取协同策略的初始概率都较低时，跨境电商的演化曲线收敛于均衡点的速度更快，双方最终都会选择不协同策略。

图8 时不同初始状态下的稳定均衡仿真结果

图9 时不同初始状态下的稳定均衡仿真结果

图10 时不同初始状态下的稳定均衡仿真结果

5 结 论

本文基于有限理性与演化博弈理论，首先构建了跨境电商与跨境物流协同的动态博弈模型，揭示了二者在长期发展中采用各种策略的演变特征。通过研究发现，二者的协同演化表现出明显的路径依赖特征，且二者演化博弈的路径和状态会随着初始状态和收益矩阵的变化而发生变化。接着使用Vensim PLE进行系统动力学仿真，构建了二者协同演化博弈的系统动力学模型，通过调整参数，分情况对二者演化博弈的稳定性加以仿真，最终验证了协同演化博弈模型结论的正确性。

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The Co-evolutionary Game of Cross-border E-commerce and Logistics

MU Neng-ye1,2, WANG Zhu-tao1, HAO Juan-juan1

（1. School of Transportation and Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China; 2. National United Engineering Laboratory of Integrated and Intelligent Transportation, Chengdu 611756, China）

Based on bounded rationality, this study examines the evolutionary characteristics of cross-border e-commerce and logistics in the long-term development process. Firstly, a co-evolutionary game model is constructed using evolutionary game theory. The Jacques matrix determines the stability of the equilibrium point of the system, and the co-evolution direction and evolution path of the two under different conditions is analyzed from a theoretical perspective. Finally, Vensim PLE simulation software is used to establish the system dynamics model of the co-evolutionary game. The initial state and the parameters of the return matrix are reasonably assigned, and the SD model simulation is conducted to visually reflect the game process of the co-evolution, which verifies the conclusion of the co-evolutionary game model.

cross-border e-commerce; cross-border logistics; synergy; evolutionary game

1672-4747（2020）04-0120-10

F724.6; F252.8

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2020.04.015

2020-01-07

国家社会科学基金资助项目（17BGL085）；四川省科技攻关计划资助项目（2018GZ0271）

牟能冶（1982—），男，重庆人，博士，副教授，研究方向为供应链协调，E-mail：munengye@163.com

王竹韬（1995—），女，山西吕梁人，研究生，研究方向为物流系统规划与优化，E-mail：1402353102@qq.com

牟能冶，王竹韬，郝娟娟. 跨境电商与跨境物流协同演化博弈研究[J]. 交通运输工程与信息学报，2020, 18(4): 120-129

（责任编辑：李愈）