基于夏普利模型的德州市现代服务业与农业耦合发展探究

赵玉娥

（山东华宇工学院智慧物流与供应链研究中心 山东德州 253034）

2021年5月，德州市跻身三线城市行列，但其经济的发展与一线、二线及老三线城市还有一定的差距。德州市是一个农业大市，而现代服务业是该市发展增速最快的行业之一，加入京津冀一体化协同发展城市后，决定了要根据德州市经济发展的基本现状来推动现代服务业与农业耦合发展。

1 德州市农业和服务业发展的基本情况

山东省德州市位于山东省西北部，总面积10 356 km2，常住人口571.85万人，是一座正在向农业强市转型的农业大市，是山东省最早被纳入国家京津冀协同发展的城市，国家《京津冀协同发展规划纲要》明确支持德州市为京津冀地区提供优质农产品[1]。

德州市现代服务业的发展连续多年增速远远超过第一产业和第二产业，加上近年来政府对以现代科学技术为支撑的现代服务业的支持，现代服务业成为拉动德州市经济增长的主要动力，其发展呈现出了良好的态势。

一个是德州市最主要的传统产业农业，一个是德州市发展最迅速的现代服务业，两个行业相互借力、耦合发展具有很强的必然性和可行性[2]。

2 德州市现代农业和现代服务业发展的耦合形式

如图1所示，伴随着德州市协同京津冀一体化发展的步伐，现代科学技术支撑下的批发零售业帮助340万德州农民将330.3万亩农耕土地生产的优质农产品输送到京津冀超市[3]；通过全程可追溯的现代物流业提高物流效率，保证农产品优质；通过现代信息平台，减少农产品滞销，促进德州农业朝着精准化方向发展；伴随着短视频的兴起，体验式、文化性农业成为德州市农业发展的新趋势；金融服务为规模化、现代化农场的发展提供了资金支持；高校及科研单位的研究成果为高品质农产品的生产提供了技术支持；水利、环境、教育、加工业的发展为现代高效农业的实现提供了全方位的支持[4]。

图1 德州市现代农业和现代服务业发展的耦合形式示意图

3 以夏普利（Shapley）模型对德州市现代农业和现代服务业耦合发展进行验证

3.1 模型描述

Shapley值是协作博弈实践中一个重要的数学运算算法。该值主要用于解决内部利益的合理分配问题，通过对边际贡献和加权的计算来进行稳定性分析，具有较高的可行度和合理度。

3.2 Shapley值公式

（1）n：合作博弈中的人数。N：协作博弈中n个个体组成的集合，即N={1，2，3，…，n}。

（2）S：所有人可能组成的集合，也就是说S是N的一个子集，即S∈N。|S|：存在于子集S中所有元素的个数。

（3）v：合作中相应获得的效益。v（S/i）：该集合S中除去成员i后所取得的效益。

（4）W：加权因子，即联盟的权重。

（5）Pi：第i个成员在合作下所得到的利益分配。

3.3 关于“现代农业与服务业是否耦合发展”的Shapley模型

3.3.1 模型构建

以现代服务业的“信息技术服务”为例，在“农超对接”的模式下，分析农户一方和信息技术服务一方山东禹城蔬菜合作社的收益状况，进行模型建立和稳定性的数据分析。

3.3.2 模型描述及假设

在京津冀一体化政策的推动下，为响应号召，德州市贯彻“充分发挥农产品产业优势，围绕京津冀市场需求，调整农业种养殖结构，提升产品质量，保障农产品的安全供应，全力打造京津冀优质农产品供应基地”的农业发展思路，山东德州禹城市房寺镇绿亨蔬菜合作社为加强农超对接，选择将农产品直接运输到北京丰台区和海淀区方庄蔬菜便民市场实现产供销对接。现有1——京津冀超市、2——物流服务商、3——农产品种植合作社（信息技术服务商）、4——种植农户四部分作为四个元素，构成一个合作博弈集合｛1，2，3，4｝，根据实际情况可能存在的联盟有｛1，4｝｛2，4｝｛1，2，4｝｛1，3，4｝｛2，3，4｝所以可通过Shapley值法给出合理的分配方案。

3.3.3 设置参数

假设在理想状态下，市场和供需条件稳定的前提下，有：

（1）京津冀超市单独生产获利A，即v（1）=A，则v（2）=v（3）=v（4）=0。

（2）京津冀超市与种植农户合作获利B，即v（1，4）=B。

（3）物流服务商与种植农户合作获利C，即v（2，4）=C。

（4）京津冀超市、物流服务商和种植农户联盟获利E，即v（1，2，4）=E。

（5）京津冀超市、农产品种植合作社、种植农户合作获利D，即v（1,3，4）=D。

（6）物流服务商、农产品种植合作社和种植农户联盟获利F，即v（2，3，4）=F。

其中，B＞A，E＞C，F＞D，｛1，3，4｝是在所有合作联盟中获利最大的，所以｛1，3，4｝＞{1，2，4}，则这两联盟之差为F－D＞E－C，之和为F＋D＞E＋C。

3.3.4 模型函数构建

从上面的案例可知，在正常运作的情况下，种植农户和京津冀超市作为供应链上游顶端和下游末端，对中间商的利益冲击影响力小，则暂且忽略不计。利用Shapley值公式对各方合作联盟中的京津冀超市与种植农户进行求解。

（1）在｛1，4｝合作下

（2）在｛2，4｝合作下

通过计算可以得知在｛1，3，4｝合作下的收益明显比在｛1，2，4｝合作下的收益要高，所以针对山东禹城蔬菜合作社与京津冀超市的合作博弈，可以得出在京津冀超市、农产品种植合作社和种植农户三方的合作联盟下才能使整个流程和效益达到最佳。通过Shapley值算法的计算，可以解决在农超对接下合作博弈如何合理分配的问题。

3.3.5 稳定性分析

在整个经济发展过程中，只有通过合作才能获得利润最大化，这是一个显而易见的真理。但是市场并不是恒定发展的，它也会受到外在因素的影响促使其产生波动和风险，如供需不匹配、信息不对称等潜在因素都会阻碍合作发展。那么针对这一问题，就要进行合理的稳定性分析，对该模式分配再进一步优化设计，加强企业内部联盟。

零售商（京津冀超市）、农产品种植合作社和种植农户这三部分的合作才是最佳状态。为了防止不确定因素对其造成利益冲击，在潜在因素存在的情况下，各方在维护自身利益的同时会适时地调整与他人的联盟关系。为了保证各方稳定地发展，在此提出如下四条建议：

（1）加强信息共享战略同盟：实现供应与需求的有机衔接。对于农产品库存问题，要提高快速响应市场的能力，让供应商和需求商搭建交流平台，使整个供应链内部资源信息流通，避免信息不对称而造成的库存堆积或者断货。

（2）公平利益分配：要想达到高度的合作协调发展，离不开Shapley值的运用，在农产品库存转运中，要通过数据分析进行合作商的合理配置。

（3）协同发展，共同提升：为了保障网络稳固的协作关系，要充分考虑合作商的运营能力、资金状况和销售渠道等多方面条件，认为合作双方有联盟的必要基础，就建立网络联结。

（4）适时动态调整，保证利益均衡。

4 结论

德州市加入京津冀协同发展后，自身经济发展的特点和形式都要求农业和服务业协同发展，文章通过调研和分析总结了农业和现代服务业耦合发展的多种形式，经过合作博弈模型——Shapley模型的建模和验证，也证明了德州市应在“协同京津冀、为京津冀地区输送优质农产品”政策的引导下，依托农业和现代服务业的多种耦合发展形势，使农业和服务业协同发展、共同进步，同时应注意信息共享、利益分配等问题，实现二者合作的长期稳定[5]。