物联网推进农业现代化转型的研究
——基于供需双方的进化博弈

冯 瑶

（成都理工大学商学院，四川 成都 610095）

0 引言

建立完善的农业物联网能有效推动农业现代化，助力乡村振兴。发展农业物联网，构建物联网技术供需双方的动态进化博弈模型，分析二者的动态演化路径及影响因素意义重大。进化博弈模型能够直观地展示博弈过程中各个行为主体不断调整策略的过程，并确定影响行为主体调整策略、选择策略和系统达到均衡的若干因素［1］。进化博弈的核心是“复制动态方程”（Replicator Dynamics Equation，RDE）［2］和“进化稳定策略”（Evolutionary Stable Strategy，ESS）。当系统达到ESS 时，便得到使博弈各方均满意的稳定策略［3］。因此，笔者使用基于有限理性假设的非对称动态进化博弈法。

1 模型构建

1.1 假设条件

①假设博弈双方分别为物联网的供给方和需求方，二者均为有限理性，都只选择“合作”和“不合作”2 种策略。②假设供给方选择“合作”策略的群体所占比例为x（0 ≤x≤1），则选择“不合作”策略的群体所占比例则为1−x；同样假设需求方选择“合作”策略的群体所占比例为y（0 ≤y≤1），则选择“不合作”策略的群体所占比例则为1−y。③假设供给双方均选择“不合作”策略，则二者都只能获得基础收益，同时付出基础成本，且基础收益略大于基础成本。供给方和需求方的基础收益和基础成本分别为RS、CS和RD、CD。④假设一方选择“合作”策略，另一方选择“不合作”策略，则合作方会因为建设农业物联网付出额外成本（供给方COS，需求方COD），同时获得额外收益（供给方RES，需求方RED），由于单方面建设农业物联网，必然需付出高成本，所以不合作方则会由于“搭便车”现象而获得额外收益（供给方ROS，需求方ROD），但此种额外收益较小。⑤假设供需双方均选择“合作”策略，则物联网建设的总成本C和总收益R以及政府补贴G均以一定比例在供需方之间分配。供给方的收益、成本和补贴的分配比例是α、β和θ，需求方的收益、成本和补贴的分配比例则是1−α、1−β和1−θ。

1.2 模型构建

根据上文基本假设条件，构建农业物联网技术供需双方的进化博弈收益矩阵，如表1 所示。

表1 农业物联网技术供求双方进化博弈的收益矩阵

若供给方选择“合作”和“不合作”策略的期望收益分别为usy和usn，群体平均收益为则根据收益矩阵可得：

同理，若需求方选择“合作”和“不合作”策略的期望收益分别为udy和udn，群体平均收益为，根据收益矩阵可得：

2 模型分析

2.1 供给方的进化稳定策略分析

根据式（1）和式（3），得出供给方选择“合作”策略的复制动态方程：

图1为供给方在上述3种情况下的动态进化相位图。从图1 可知：①当需求方选择“合作”策略的概率为y0时，供给方选择“合作”或“不合作”策略没有区别，任意时刻的博弈均处于相对稳定的均衡状态；②当需求方选择“合作”策略的概率小于y0时，供给方将逐渐由“合作”转向“不合作”，因为对于供给方来说，如果需求方选择“合作”策略的群体过小，那么供给方为建立农业物联网所付出的额外成本必然大于其额外收益，使得其最终会选择“不合作”策略；③当需求方选择“合作”策略的概率大于y0时，供给方将逐渐由“不合作”转向“合作”，因为对于供给方来说，如果需求方选择“合作”策略的群体较大，那么供给方为建立农业物联网所获得的额外收益必然大于其付出的额外成本，使其最终会选择“合作”策略。

图1 物联网技术供给方的3 种动态演化相位图

2.2 需求方的进化稳定策略分析

根据式（4）和式（6），得出需求方选择“合作”策略的复制动态方程为：

图2 为需求方在上述3 种情况下的动态进化相位图。从图2 可知：①当供给方选择“合作”策略的概率等于x0时，需求方选择“合作”或“不合作”策略没有区别，任意时刻的博弈均处于相对稳定的均衡状态；②当供给方选择“合作”策略的概率小于x0时，需求方将逐渐由“合作”转向“不合作”，因为若供给方选择“合作”策略的群体过小，那么需求方为建立农业物联网所付出的额外成本必然大于其额外收益，使其最终会选择“不合作”策略；③当供给方选择“合作”策略的概率大于x0时，需求方将逐渐由“不合作”转向“合作”，因为若供给方选择“合作”策略的群体较大，那么需求方为建立农业物联网所获得的额外收益必然大于其付出的额外成本，使得其最终会选择“合作”策略。

图2 物联网技术供给方的动态演化相位图

2.3 供需双方的进化稳定策略分析

图3 物联网技术供需双方的动态演化相位图

3 建议

为保证农业物联网可持续发展，助力我国农业现代化转型，给出如下建议：第一，物联网技术的供给方应重视核心技术研发；第二，推进物联网技术与农业深度融合，使物联网技术覆盖农业生产的不同领域，如畜禽养殖、水产养殖、设施农业等；第三，建立农业技术人才培养机制、激励机制，培育掌握新兴技术和先进管理理念的“新农人”；第四，给予农业物联网建设的参与方一定的政府补贴或者减免相关税收，从而提高各主体参与建设物联网的积极性[5]。