智慧图书馆多主体协同建设中的演化博弈研究

程 琳，沈玲玲

(南京工业大学 图书馆，江苏 南京 210009)

0 引言

当前，全球经济正加速向数字经济转型，数据资源所蕴藏的巨大能量正不断地释放。国内外许多图书馆正依托智慧手段，通过网络化、平台化、远程化等信息化方式，以期实现图书馆空间、资源、服务、管理的全面智慧化升级[1]。图书馆向智慧化发展是适应文化数字化建设的必然要求，智慧社会的发展也促使智慧图书馆从一元服务体向多主体结构变革。面对当下图书馆服务的复杂化、泛在化及融合化，职能政府、公共图书馆和高等院校等多主体协同建设是图书馆智慧化发展进程的关键，也是充分发挥各主体职能及资源优势的有效手段。

1 相关研究

图书馆是一个持续升级的社会有机体，智慧图书馆也是未来图书馆发展的必然模式[2]，学者们主要围绕着智慧图书馆理论与建设、技术应用和服务模式3个方面展开研究：(1)在智慧图书馆理论与建设方面，学者们从信息安全、阅读推广、增值服务等角度，形成了技术与理念、管理与服务相融合的服务体系，并构建了具有中国智慧与后现代理念的图书馆学五定律等理论框架[3]；(2)在智慧图书馆的技术应用方面，学者们主要将资源、技术、服务、馆员智慧等主要元素与现代化智能技术相结合[4]，进而提出了基于智慧图书馆的智慧平台设计、移动AR、人脸识别、智慧推荐系统等研究[5]；(3)在智慧图书馆的服务模式方面，学者们主要以技术革新、空间再造、用户需求和服务场景探索等为切入点，探讨如何构建智慧图书馆的服务模式，如共享服务模式、移动服务模式、自助服务模式、嵌入式服务模式、个性化服务模式等多种服务模式[6]。

虽然目前对智慧图书馆的研究较多，也取得了丰硕的成果，但现有研究还存在着一定的不足。从研究的主体来看，大多数学者仅将图书馆作为独立的研究主体进行宏观策略探讨，并没有充分考虑到智慧图书馆多方协同；从研究的内容来看，相关研究主要集中于智慧图书馆的内涵、模式和建设，对于智慧图书馆的协同建设研究较少；从研究的方法来看，智慧图书馆的研究大多数采取定性研究，极少通过构建数学模型进行定量分析，或者通过博弈理论进行协同研究。

2 智慧图书馆多主体协同建设的三方演化博弈模型构建

2.1 博弈主体分析

智慧图书馆协同建设是以职能政府、高等院校和公共图书馆等作为参与方，为解决和达成智慧图书馆的建设目标、共享效应、激励效益和合作收益而采取的集体行动。由3个主体参与方之间建立起一种比较正式和稳定的协同关系，通过信息、技术、组织和战略等合作与互动，并在协同建设过程中进行资源投入和整合，进而获得相关收益且承担决策和行为责任。

2.2 模型基本假设

2.2.1 博弈假设主体

在智慧图书馆协同建设过程中，有三类参与主体，分别是公共图书馆(F)、职能政府(G)和高等院校(H)。职能政府主要为公共图书馆和高等院校提供不同的激励机制，此外对智慧图书馆协同建设进行监督考核，从而引导和推动公共图书馆和高等院校的协同建设；公共图书馆主要负责协同建设成果的输出，通过“智慧技术”，实现空间、资源、服务、管理的全面智慧化升级，让智慧图书馆更好地服务于国家创新发展和社会公众；高等院校主要负责智慧图书馆协同建设的数字资源、先进技术和专家资源的输出。职能政府、公共图书馆和高等院校在博弈过程中都是有限理性，通过进行多次博弈找到最优策略。

2.2.2 博弈策略选择

在智慧图书馆协同建设博弈过程中，职能政府的选择策略集合为(引导，不引导)；公共图书馆和高等院校可以按照自身的智慧图书馆建设和升级目标去选择协同建设和不协同建设，其选择策略集合为(协同，不协同)；其中，职能政府(G)采取引导策略的概率为x，不引导的概率是1-x；公共图书馆(F)采取协同建设策略的概率是y，不协同的概率是1-y；高等院校(H)采取协同建设策略的概率是z，采取不协同建设策略的概率是1-z，x,y,z∈[0,1]。

2.2.3 支付矩阵构建

在上述分析的基础上，本文设定智慧图书馆协同建设三方演化博弈参数变量，构建协同建设支付矩阵。

(1)职能政府(G)。若采取引导策略的概率为x，用R1表示职能政府引导策略时所获得的收益。此时，尽管职能政府不直接参与智慧图书馆协同建设过程，但会向公共图书馆和高等院校的智慧图书馆协同建设制定鼓励政策，并且监督和考核协同建设，对此产生的成本为C；针对愿意协同建设智慧图书馆的公共图书馆和高等院校，职能政府会分别向其提供财政拨款等激励支持G2和G3。若采取不引导策略1-x，则用b表示职能政府选择不引导策略所获得的收益占职能政府选择引导策略所获得的收益比例，则职能政府选择不引导策略所获得的收益是bR1，b∈[0,1]。

(2)公共图书馆(F)。R2表示公共图书馆在智慧图书馆建设之前的初始收益，若公共图书馆采取协同建设策略的概率为y，对此将会收到来自职能政府的财政拨款等激励支持G2。若公共图书馆和高等院校协同建设智慧图书馆，参与主体会就人力、物力和财力等进行资源投入，产生的投入总成本是I，则公共图书馆所支付的成本为tI，t表示成本分摊比例系数，t∈[0,1]；协同建设也会为公共图书馆和高等院校带来额外的收益增量R，则公共图书馆所得的协同建设收益增量是kR，k表示收益分摊比例系数，k∈[0,1]。当公共图书馆协同建设但高等院校不协同建设时，高等院校需要向公共图书馆支付的一定的惩罚P；当高等院校协同建设但公共图书馆不协同建设时，公共图书馆也需要向高等院校支付同样的的惩罚P，此时，用S2表示公共图书馆单独建设智慧图书馆所获得的收益。

(3)高等院校(H)。R3表示高等院校在智慧图书馆建设之前的初始收益，若高等院校采取协同建设策略的概率为z，对此，将会收到来自职能政府的财政拨款等激励支持G3。若公共图书馆和高等院校协同建设智慧图书馆，则高等院校所支付的成本为(1-t)I；高等院校所得的协同建设收益增量是(1-k)R。当公共图书馆协同建设智慧图书馆但高等院校不协同建设时，用S3表示高等院校单独建设智慧图书馆所获得的收益。

3 智慧图书馆协同建设演化稳定策略

3.1 职能政府演化稳定策略

职能政府的复制动态方式为：

3.2 公共图书馆演化稳定策略

公共图书馆的复制动态方式为：

3.3 高等院校演化稳定策略

高等院校的复制动态方式为：

P-(1-t)I+xG3+y[R(1-k)+S3]=0，则Fh(z)=0，表示所有z的取值都为稳定状态；若P-(1-t)I+xG3+y[R(1-k)+S3]≠0，即Fh(z)=0，可得z=0、z=1为稳定点。若P-(1-t)I+xG3+y[R(1-k)+S3]<0，表示z=0为稳定点，表示高等院校协同建设智慧图书馆是不稳定状态，不协同建设智慧图书馆是稳定状态。反之，Fh′(1)<0，Fh′(0)>0，表示z=1为稳定点，表示高等院校协同建设智慧图书馆是稳定状态，不协同建设智慧图书馆是不稳定状态。

3.4 均衡点稳定性分析

将公式联立，得到职能政府、公共图书馆和高等院校的复制动力系统：

微分方程系统的演化稳定策略可由该系统的雅克比矩阵局部稳定性分析得到，则由上式得到该系统的雅克比矩阵。令F(x)=F(y)=F(z)=0，可以得到局部均衡点为E1(0,0,0)，E2(0,0,1)，E3(0,1,0)，E4(0,1,1)，E5(1,0,0)，E6(1,0,1)，E7(1,1,0)，E8(1,1,1)。依据演化博弈理论，满足雅克比矩阵的所有特征值为非正时的均衡点系统为演化稳定点。首先分析E1(0,0,0)，此时的雅克比矩阵的特质值为λ1=(1-b)R1-C；λ2=P-tI；λ3=P-(1-t)I，依此类推，将8个均衡点分别代入矩阵中，可以分别得到均衡点所对应的雅克比矩阵的特征值，如表1所示。

表1 雅克比矩阵特征值

为便于分析不同均衡点所对应特征值符号且不失一般性，假设(1-b)R1-C-G3>0；P-tI+(S2-kR)>0；P-(1-t)I>0时，即职能政府、公共图书馆和高等院校智慧图书馆协同建设所带来的净收益大于不进行智慧图书馆协同建设的净收益，由于模型中的参数较多且复杂，主要分如下2个情况对演化博弈稳定策略进行讨论。

情形一：当P>tI时，即当公共图书馆不协同参与智慧图书馆建设向高等院校支付的处罚P超过其协同建成承担的成本tI时，此时由表1可以看出均衡点E8(1,1,1)所对应的雅克比矩阵特征值都是非正的，则此情形下系统由一个稳定点(1，1，1)，对应的演化稳定策略是(引导，协同，协同)。

情形二：当(1-t)I

4 结论与建议

本文以博弈方有限理性为前提，运用演化博弈理论建立了职能政府、公共图书馆和高等院校智慧图书馆协同建设的博弈支付矩阵，系统分析了职能政府、公共图书馆和高等院校对智慧图书馆协同建设的决策演化过程，考察了智慧图书馆协同建设的策略行为以及其影响因素，并提出如下建议：

(1)完善合作办法，提高智慧图书馆协同建设意识。建设智慧图书馆纳入职能政府的绩效考核中，明确职能政府的目标与责任，从微观管理向宏观管理转变，做好“监护人”与“掌舵者”。对已达成协同建设意向却在实践执行层面中的“投机取巧”和“偷换概念”等参与主体给予相应的惩罚措施，以保障协同建设的规则秩序。

(2)创新合作机制，强化智慧图书馆协同建设激励。首先，通过创新奖励办法、补贴措施、资源投入等形式，激发公共图书馆与高等院校协同建设的积极性。其次，突破原有仅政府激励的封闭式架构，整合和引入个人、企业和社会组织等外部资源，支持有重大特色的智慧图书馆示范工程，使智慧图书馆的协同建设进一步得到外部更多的资金、能量和信息等资源支持。最后，合作收益增量是高等院校与公共图书馆协同合作的重要动力因素，基于不同的收益要求，建立起共惠、共享、共赢的收益合作机制，从而进一步点燃职能政府、高等院校和公共图书馆协同建设智慧图书馆的热情。

(3)搭建合作平台，降低智慧图书馆协同建设成本。职能政府通过政策引导，打通公共图书馆和高等院校的沟通通道，积极构建高等院校与智慧图书馆协同建设平台，促成协同建设共享合作，使得智慧图书馆场地、现代信息设备和技术、专业人才等投入实际协同建设。通过高等院校与公共图书馆联合培养人才、共建协同建设基地、共享智慧图书馆协同建设成果的方式，促使双方增加协同建设的合作黏性并降低协同建设的成本，从而降低协同建设的成本，不断推动智慧图书馆协同建设的降本优化，形成良性运转的协同建设平台。