区块链数字生态系统赋能跨境贸易中的博弈问题研究

于 涛, 姚凡军, 高红伟

(1.北京航空航天大学 经济管理学院,北京 100191; 2.北京理工大学 管理与经济学院,北京 100081; 3.青岛大学 数学与统计学院,山东 青岛 266071)

0 引言

习近平总书记在主持中央全面深化改革委员会第二十五次会议时强调,要全面贯彻网络强国战略,把数字技术广泛应用于政府管理服务。近年来,中国海关致力于实现数字化转型,在多个业务领域采用新技术强化监管、优化服务。2018年以来,在海关总署科技司、天津海关、天津口岸办共同努力下,联合相关单位,于2018年8月底开展了天津口岸区块链验证试点项目,实现了区块链技术平台试点运行,区块链平台上的金融创新、监管创新得到了落地和验证。自2018年起,我国“跨境贸易”指标排名有了大幅提升,2019年P排名56位[1]。海关作为跨境贸易的重要一环,其数字生态系统的构建在通关和融资等方面有力助推我国营商环境的改善,《“十四五”海关发展规划》中也明确提出要推动外贸高质量发展和海关数字化转型。

针对海关的业务流程优化及机制设计,区块链技术可以发挥很大作用。LIU等[2]、YANG[3]、CHOI和SIQIN[4]对区块链技术在跨境物流及海运供应链中的应用进行全面的综述。在具体研究中,相关学者从合规性、监管平台建设等方面对“区块链+海关”进行了一系列研究。双海军等[5]探究了保税物流链及其对应的联盟链双链监管机制。新冠疫情以来,面对一般贸易的衰落和跨境电商的异军突起,梅傲和李海燕[6]提出构建以海关为核心的联盟链全方位监管体系方案。鉴于区块链技术独有的公开透明化和不可变性特征,匡增杰和于倜[7]提出我国海关应利用去中心化架构重建海关监管模式,打造以监管模式创新、质量安全可溯、物流全程监控和监管效率提升为核心的新型海关监管模式。

也有学者从企业微观角度对“区块链+跨境贸易”进行了一系列研究。CHANG等[8]通过综合政产学研界关于区块链技术的应用,确定了产业界、政府和学术界的协作模式和未来研究方向,以在在全球供应链和贸易中充分释放区块链的潜力。AHMAD等[9]分析了区块链技术在转变港口物流运营和服务中的潜在作用,并提供了改进港口物流运营的案例和框架。SUNDARAKANI等[10]通过是否使用区块链技术从大数据的角度探讨工业4.0环境下供应链管理中区块链的需求。PU和LAM[11]从减排角度研究基于区块链技术的文件数字化对跨境运输业的影响。BALCI和SURUCU-BALCI[12]从利益相关者视角分析集装箱国际贸易中的区块链技术采用问题。

博弈论作为刻画多主体间策略互动的工具在环境和供应链领域进行了较多的研究[13,14]。作为一个更简单、更快、更高效的平台,区块链可以通过数字化和简化文书工作来帮助企业提高通关效率,相关学者用博弈论对港口和企业是否采用区块链技术进行研究。WANG等[15]研究了区块链技术应用产生的单位运营成本和设置成本对港口的影响,并在港口竞争框架下分析区块链技术的应用。ZHONG等[16]利用一个两阶段Stackelberg博弈研究了船运公司是否加入区块链平台及如何在基于区块链新兴市场中的定价问题。

上述区块链跨境物流和运输文献中,大多从实证角度进行研究。较少用博弈论对不同主体间策略互动进行研究,而且在利用博弈论文献中,学者多以两两间博弈主体为研究对象。本文尝试从三方角度出发,构建一个包括海关、金融机构和贸易企业的三方博弈模型。有学者利用三方博弈对不同的领域进行了研究[17-22]。本文假设在海关区块链生态系统已建立的基础上,探讨在三方博弈过程中,如何促进贸易企业上链和金融机构优惠贷款,从而促进贸易企业数字化转型。

1 模型构建及描述

本模型主要包括贸易企业、金融机构和海关三个利益主体。具体决策顺序为:首先贸易企业决定是否“上链”,然后金融机构决定是否“优惠贷款”,最后海关决定是否为金融机构提供数据服务。

1.1 博弈参与者策略的选择和参数的假定

本文中贸易公司、金融机构和海关部门的行动具有先后顺序,如图1序贯博弈树所示。金融机构和海关部门为贸易公司服务,当贸易公司做出决策后,金融机构根据其选择做出决策,最后海关部门根据贸易公司和金融机构选择做出策略选择。假设贸易企业在进行数字化转型时需要的资金额度较高,贸易企业数字化转型所需为F,需要向金融机构贷款得到。企业运营的数字化转型作为一个系统工程,需要企业长期投入资金,尤其与数字基础设施相关的成本[18]。

图1 贸易企业、金融机构和海关部门三方博弈树

当企业选择“上链”策略,在向海关申报时相关信息可以从区块链平台上直接获取,不再需要人工填报,大大减少了人为操作可能造成的错误,提升了工作效率、节约了企业人工成本[6];另一方面海关可以通过区块链对相关信息快速交叉验证,实现快速审核验放。贸易企业选择上链共享信息,通过区块链赋能,可以节约成本,同时提升信誉,记此收益为T1。贸易企业上链需要支付固定费用c1,其中包含与区块链相关的所有费用。

当贸易企业上链时的未来经营收入为E0,不上链时的经营收入为E1,对于贸易企业来说,通关速率至关重要,尤其对于经营生鲜类产品的贸易企业,如果通关速率慢,产品会腐败变质,又由于产品价值较高,对企业是致命的打击。通过快速通关进入流通市场,能够加快资金周转,在下一个周期进行再投资,从而赚取更多利润。同时,产品送达的时效性也是消费者是否购买的重要影响因素[23],如果产品通关速度慢,超过与消费者约定的产品送达时间,将会产生违约成本,对企业的收益产生负面影响,因此假设E1

企业选择上链策略的概率为p1,选择不上链策略的概率为1-p1;贸易企业上链后,在区块链跨境贸易链上将会出现诚信贸易数据,金融机构对贸易企业的信任度将大大提升,假设贸易企业享受到金融机构优惠贷款的可能性为p2,享受不到优惠贷款的可能性为1-p2。贸易企业的纯策略集合为:

A1={a1,1,a1,2}={上链,不上链}

金融机构选择是否给予上链贸易企业贷款利率优惠,如果优惠,贷款利率为r0;如果不优惠,贷款利率为r1(r1>r0)。从金融机构的视角看,可信数据是第一生产力。贸易企业上链后,在区块链跨境贸易链上将会出现诚信贸易数据,金融机构对贸易企业的信任度将大大提升。从而可以释放基于区块链平台上交易数据的低门槛优质科技金融产品,精准赋能诚信贸易企业,做到专款专用,贸易企业不再面临融资难、融资门槛高的困境。

为了鼓励金融机构对上链贸易企业优惠放款,海关赋予金融机构一定的区块链权限,金融机构借助区块链的属性特征,将传统风控数据挪至区块链平台之上,区块链+传统风控相互加持,使得金融风控视角贯穿整个贸易过程,这样既降低金融机构放款成本,同时可以在区块链上查看贷款企业数据,更加精准放款,假设金融机构上链后获得权益收益T2。此时,金融机构的纯策略集合为:

A2={a2,1,a2,2}={优惠贷款,不优惠贷款}

假设贸易企业固定数量货物通关时海关收益为W0。当海关应用区块链技术建立数字生态系统后,货物类型、数量、原产地、价格等信息可以在区块链上根据电子密钥自动核验,海关基于企业申报信息准确计征税款的成本下降,放行后排查风险的必要性降低,节省了后续稽核查等行政资源的投入,海关对贸易企业申报的交易价格的信任度大幅提升,可以有效提高监管效率、节约行政成本[8]。

通过打造“区块链+海关”数字生态系统,一方面为上链贸易企业提供数字通关便利,另一方面也强化了监管,保障了国家的税收。贸易企业上链需要投入一定的区块链基础设施成本,同时还要资金进行数字化转型以全面对接“数字海关”,需要向银行贷款。因此海关可基于贸易企业授权为金融机构提供企业进出口数据,即提供数据服务以便金融机构开展业务,此时海关成本为C0,金融机构可以选择向上链企业提供贷款优惠。如果海关不为金融机构提供数据服务,金融机构开展业务时面临一定的风险,此时损失为P(P>C0)。假设海关为金融机构提供数据服务的概率为p3,海关部门不提供数据服务的概率为1-p3,此时海关部门的纯策略集合为:

A3={a3,1,a3,2}={数据服务,无数据服务}

根据以上基本假设,参与者及其策略行动集合定义的博弈模型如下:

H=。

参与者集合:N={1,2,3};

策略行动集合:Ai={ai,1,ai,2},i∈N;

纯策略意义下的收益函数:ui=A1×A2×A3→R1。

参与者既定概率下的期望收益分别为:

其中pij为参与者i∈N选择策略j∈{1,2}的概率。模型的主要参数及含义见表1。

表1 三方博弈模型主要参数

1.2 三方博弈树模型构建

本文对贸易企业、金融机构和海关各利益相关主体策略进行分析,构建贸易企业、金融机构和海关的三方博弈树模型,如图1所示。

2 参与主体博弈分析

2.1 各博弈参与者收益函数的确定

根据上述假设和图1中贸易企业、金融机构和海关三方博弈树的分支,得到各参与主体的收益函数,如表2所示。

2.2 三方博弈模型求解

根据表2求解博弈的均衡条件。

2.2.1 贸易企业均衡条件

贸易企业选择“上链”的期望收益:

贸易企业选择“不上链”的期望收益:

p2(E1-Fr0)=C1-T1+E1-E0

(1)

2.2.2 金融机构均衡条件

金融机构给予贸易企业优惠利率贷款时的期望收益为:

U2=p1p3(Fr0+T2)+p1(1-p3)(Fr0+T2)。

金融机构给予贸易企业普通利率贷款时的期望收益为:

p1(Fr0+T2)=Fr1-p1p3P

(2)

2.2.3 海关提供数据服务的均衡条件

海关提供数据服务时的期望收益为:

海关不提供数据服务时期望收益为:

p1(1-p2)P=(1-p2+p1p2)C0

(3)

联立(1)式-(3)式可得方程组:

求解上述方程组可得主体选择行动策略概率的纳什均衡解。

命题1贸易企业上链均衡概率、金融机构利率优惠均衡概率和海关提供数据服务均衡概率如下:

2.3 三方博弈中关键变量分析

2.3.1 贸易企业“上链”概率p1分析

1)贸易企业上链权益收益对贸易企业上链概率的影响。

(4)

2)金融机构贷款优惠利率对贸易企业上链概率的影响。

(5)

2.3.2 金融机构贷款概率p2分析

1)优惠贷款利率对金融机构给与优惠利率贷款概率的影响。

(6)

2)贸易企业数字化转型资金缺口对金融机构给予其优惠利率贷款概率的影响。

(7)

3)贸易企业“上链”的经营收入对金融机构给予其优惠利率贷款概率的影响。

(8)

2.3.3 海关提供数据服务概率p3分析

1)海关为金融机构提供数据服务成本对提供数据服务概率的影响。

(9)

2)贸易企业和金融机构上链权益收益对提供数据服务概率的影响。

(10)

(11)

由(10)和(11)式可知,海关提供数据服务概率随着其区块链数字生态系统对贸易企业和金融机构赋能权益变化趋势相反。一方面,当贸易企业从海关区块链生态系统中受益越大时其上链概率越高,因此海关可以提高数据服务概率以使金融机构能够以优惠利率贷款给贸易企业。另一方面当金融机构从海关区块链生态系统中收益越大,其更倾向于优惠利率贷款给贸易企业,通过这一激励,可以在海关不提供数据服务的情况下增加金融机构优惠贷款意愿,从而促进整个数字生态系统健康发展,赋能跨境贸易链。

3 数值分析

本节利用数值分析直观地展现模型参数对贸易企业、金融机构和海关部门策略选择概率的影响。模型基本参数设置如下:C0=0.2,r0=0.1,r1=0.15,C1=0.15,F=1,P=0.5,W0=2,E0=2,E1=1.5。

图2 上链权益收益对三方概率的影响

图3为优惠贷款利率对三方概率的影响。随着优惠利率增长,金融机构优惠贷款概率增加,贸易企业上链概率也增加,海关提供数据服务的概率线性下降,且当优惠贷款利率超过一定范围时,海关部门提供数据服务的概率为0。因为,为了得到海关部门贷款贸易企业的数据和信息,降低放贷风险,金融机构应结合自身情况,将贷款优惠利率设定在合理区间,以促进海关提供数据服务的概率。

图3 贷款优惠利率对三方概率的影响

图4是数据服务成本对三方概率的影响。随着数据服务成本的增加,海关部门为金融机构提供数据服务的概率逐渐下降,且当数据服务成本超过一定值时,海关部门不会提供数据服务。数据服务成本对金融机构优惠贷款利率没有影响。企业上链概率随着数据服务成本的增加而增加。

图4 数据服务成本对三方概率的影响

4 结论

本文通过构建海关、金融机构和贸易企业三方博弈模型,研究在数字经济时代下,“区块链+海关”数字生态系统如何赋能跨境贸易链问题。

(1)海关数字生态系统对贸易企业的权益赋能和银行给与的优惠贷款利率不是企业数字化转型的主要影响因素,而上链费用是企业进行数字化转型的主要影响因素,有趣的是较高的上链成本会增加企业上链的意愿,加入海关数字生态系统,从而实现数字化运营。

(2)金融机构面对上链费用较大的外贸企业且实现数字化转型后具有较强盈利能力的外贸企业,更愿意以优惠的贷款利率给予企业贷款。同时,当外贸企业数字化转型资金缺口较大时会吸引金融机构以优惠的利率贷款,帮助企业布局数字化基础设施,创新商业模式创新。

(3)海关利用区块链技术的特点,构建“区块链+海关”数字生态系统,为贸易企业和金融机构提供了实现数字化运营的平台。通过为金融机构提供数据服务对金融机构利率优惠贷款倾向产生影响,进而促进贸易企业上链,实现“数字海关”。随着海关数据服务成本的增加,其为金融机构提供数据服务的概率降低。海关提供数据服务概率随其区块链数字生态系统对贸易企业和金融机构赋能权益变化趋势相反。