【《基于博弈模型的智慧物流建设过程的建模与仿真分析案例》9800字】

基于博弈模型的智慧物流建设过程的建模与仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u26691基于博弈模型的智慧物流建设过程的建模与仿真分析案例 178351.1构建基于演化博弈的系统动力学模型 1303161.1.1变量分析 17971.1.2建立系统动力学模型 3211341.2演化博弈仿真分析 4117401.2.1纯策略仿真分析 51271.2.2初始值对演化稳定速度影响的仿真分析 7221811.2.3主要影响因素仿真分析 9140711.3对策建议 14181461.3.1坚持政府扶持在智慧物流建设中的主导作用 14145721.3.2建立健全第三方组织对智慧物流的科学评价体系 1582261.3.3加大物流企业智慧物流技术研发以促进技术创新 161.1构建基于演化博弈的系统动力学模型1.1.1变量分析演化博弈分析已描述了系统存在的问题，并明确了系统的边界。系统动力学的研究中的变量主要包括存量（状态变量）、流量（速率变量）、辅助变量、外生变量和常量等。根据多主体演化博弈分析的结果，确定系统中涉及的主要变量。将具有积累性质的变量：地方政府积极推进的概率、物流企业增加投资的概率、第三方组织进行评价的概率设定为存量，随时间的变化率为流量；其他影响策略的变量为辅助变量。根据演化博弈和收益矩阵的分析结果，系统动力学建模涉及的主要变量如下：表1.1存量变量名称含义地方政府积极推进的概率物流企业增加投资的概率第三方组织进行评价的概率表1.2与存量相关的变量变量名称含义地方政府积极推进的概率物流企业增加投资的概率第三方组织进行评价的概率政府积极推进智慧物流建设和评价工作带来的声誉奖励政府积极推进企业智慧物流建设和评价工作的管理成本政府消极推进企业智慧物流建设和评价工作的管理成本政府积极推进时物流企业增加智慧物流投入产生的社会经济收益政府消极推进时物流企业增加智慧物流投入产生的社会经济收益政府消极推进时第三方组织进行评价给政府带来的额外收益政府积极推进时给予第三方组织的经费资助政府积极推进时给予积极投入智慧物流建设企业的税收优惠第三方组织不进行评价工作,政府积极推进智慧物流督导发现物流企业未加大智慧物流投资建设时，第三方组织科研经费减少量表1.3与存量相关的变量变量名称含义地方政府积极推进的概率物流企业增加投资的概率第三方组织进行评价的概率第三方组织进行评价为积极投入智慧物流建设的企业增加的社会声誉企业增加智慧物流建设投资投入的成本物流企业增加智慧物流建设投资时降低的运营成本物流企业增加智慧物流建设投资时增加的绩效收益第三方组织评价时为不增加智慧物流投资建设企业带来的潜在收益政府积极推进时未增加智慧物流投资建设的企业的潜在损失政府积极推进时给予积极投入智慧物流建设企业的税收优惠表1.4与存量相关的变量变量名称含义地方政府积极推进的概率物流企业增加投资的概率第三方组织进行评价的概率第三方组织进行评价时获得的社会资助第三方组织进行评价工作付出的成本第三方组织进行评价工作以提高行业规范性带来的社会声誉的提升第三方组织不进行评价工作,政府积极推进智慧物流督导发现物流企业未加大智慧物流投资建设时，第三方组织科研经费减少量1.1.2建立系统动力学模型结合1.1.1节对系统变量的分析及第三章对系统结构中变量之间因果关系的描述，根据公式3-(1)至公式3-(12)，写出系统变量之间的函数关系，建立图1.1所示的系统动力学模型。图1.1三方演化博弈的系统动力学模型1.2演化博弈仿真分析由前面的研究可知，政府积极推进、物流企业加大智慧物流建设投入、第三方组织通过开展评价活动发挥其积极推动作用是在智慧物流产业发展初期的理想均衡状态。第三章着重探讨了第三方组织对于企业智慧物流建设投入的影响。基于构建的系统动力学模型，本节通过对相关策略的仿真模拟，将进一步研究政府政策对企业智慧物流建设的影响，同时验证第三组织对企业智慧物流建设投资的影响。同时，如前所述是理想的演化稳定状态。因此，本节以此为基础，分别进行纯策略仿真、初始值对演化稳定速度影响仿真对以及主要因素影响仿真的相关分析，以期为现阶段各利益相关主体提供相应的决策参考。对于上述模型，在模型参数选择上借鉴相关研究的赋值方法和企业内部人员建议对模型中的外生变量赋值，同时结合3.3.4节为演化稳定点的限制条件，得到各主体相关变量的初始值如下：，，，，，，，，，，，，，，，，，。利用Vensim软件进行演化博弈仿真分析，其中，开始和结束时间分别设置为：INITIALTIME=0，FINALTIME=30，仿真步长和单位设置为：TIMESTEP=0.03125，UnitsforTime:Year。值得注意的是，本章仿真分析的主要目的是为了验证所建立模型的合理性，同时探究主要初始值、主要相关因素对演化结果的影响，更加偏向理论指导。因此各取值并不代表真实智慧物流建设发展过程中各利益相关方的真实收益[7]。1.2.1纯策略仿真分析由第三章分析可知，智慧物流建设过程中各利益相关者相互作用会形成8个纯策略均衡点。仿真结果显示：当三方的初始策略均为纯策略时，任何一方均不会改变最初的行为策略，三维动力系统处于稳定均衡状态。系统中的一方做出细微改变，原本的平衡状态就会被打破，系统会不断演化至新的稳定状态。同时，本节仿真的目的之一就是研究政府政策对企业智慧物流建设的影响，因此选取和为例，观察三方策略突变时系统的演化稳定状态。如图1.2所示，当政府群体选择积极推进策略、物流企业和第三组织选择不增加智慧物流投入和不评价策略时，系统处于稳定状态，没有任何一方愿意改变自己的行为策略系统的均衡状态。图1.2均衡点的演化博弈结果当政府、第三方组织初始策略不变，也就是其策略选择分别为积极推进、不进行评价时，若物流企业受社会发展趋势的影响，很小部分企业对其智慧物流发展策略进行调整（），三者组成的动力系统会从演化至这一新的理想均衡状态，如图1.3（a）所示。当政府初始策略不发生改变，物流企业和第三方组织以很小的概率进行策略调整（，）时，系统会迅速地由演化至，如图1.3（b）所示。由图1.3可以看出，政府积极推进的情形下，另外两方中至少有一方做出微小的策略调整，系统就会不断调整演化至新的理想均衡状态。（a）物流企业突变的演化结果（b）物流企业、第三方组织突变的演化结果图1.3政府积极推进情形下，策略突变的演化结果为进一步探究政府策略对各参与方的影响，尤其是对企业加大智慧物流建设投入的影响，以为例，进行相应的仿真分析。如图1.4所示，当政府消极推进、物流企业不增加投资、第三方组织不进行评价时，系统处于稳定状态，各利益相关者均不愿调整各自的行为策略以改变系统现有的均衡。图1.4均衡点的演化博弈结果当政府、第三方组织初始策略不变，也就是其策略选择分别为消极推进、不进行评价时，若物流企业受社会发展趋势的影响，很小部分企业对其智慧物流发展策略进行调整（），三者组成的动力系统仍稳定在，如图1.5（a）所示。当政府初始策略不发生改变，物流企业和第三方组织以很小的概率进行策略调整（，）时，系统会由演化至，如图1.5（b）所示。此时，第三方组织不受政策策略的影响，逐渐演化稳定至新的均衡状态。由图1.5可以看出，政府消极推进的情形下，仅有物流企业以很小概率的突变不会影响系统的稳定性。当物流企业和第三方组织的均以很小的概率发生突变时，物流企业群体的稳定状态不会发生改变，而第三方组织群体中选择评价策略的概率却逐渐提高。图1.3与图1.5对比可知，政府的策略选择对企业策略选择具有重要影响，而第三方组织对其影响却较小，这也相对符合我国实际情况。（a）物流企业突变的演化结果（b）物流企业、第三方组织突变的演化结果图1.5政府消极推进情形下，策略突变的演化结果1.2.2初始值对演化稳定速度影响的仿真分析由前面第三章研究可知，三方策略选择的概率相互影响。因此，本小节主要探讨各方策略选择初始值对演化稳定速度的影响并进一步验证政府和第三方组织对企业智慧物流建设投资的影响。将各方策略选择的初始值分别设定为0.2、0.5以及0.8，分别对应低、中、高三种不同初始策略选择水平。首先，本节将探究物流企业和第三方组织策略初始值的大小对政府演化稳定速度的影响。当政府策略的初始值处于低、中、高水平时，各方演化稳定结果如1.6（a）至1.6（c）所示。（a）（b）（c）图1.6、策略选择初始值对演化速度的影响由图1.6可知，当物流企业和第三方组织选择增加智慧物流投入策略和进行评价策略的初始值越高，政府策略演化至稳定状态所需的时间就越长，这主要是由于物流企业和第三方组织自觉主动地投入智慧物流建设过程积极性提高时，政府稍加引导就可以达到较为理想的结果，因此，政府达到积极推进这一演化稳定状态所用的时间就越长。对比图1.6（a）至图1.6（c）可以发现，政府选择积极推进的初始概率越高，达到演化稳定状态所用的时间越短。其次，探究政府和第三方组织策略初始值的大小对物流企业演化稳定速度的影响。当物流企业策略的初始值处于低、中、高水平时，各方演化稳定结果如1.7（a）至1.7（c）所示。（a）（b）（c）图1.7、策略选择初始值对演化速度的影响由图1.7可知，当政府和第三方组织选择积极推进策略和进行评价策略的初始值越高，物流企业策略演化至“增加智慧物流建设投入”这稳定状态所需的时间就越短，由此可以说明，政府和第三方组织企业智慧物流建设的发展与推动具有重要作用。同时通过图1.7不难发现，政府和第三方组织对智慧物流建设选择积极推进和进行评价的初始概率处于低水平时，物流企业选择增加智慧物流建设投入的比例会先下降，后升高，逐渐演化至稳定的理想均衡状态。这主要是由于缺乏政府及第三方组织的支持，企业投入智慧物流建设的积极性受挫，选择增加投资的物流企业的比例降低。结合图1.6，当物流企业选择有利于行业发展的策略的比例降低时，会使得政府积极推进概率快速提升，随着政府出台一系列措施推动智慧物流的发展，企业选择增加投资策略的概率随之增加。进一步比对图1.7（a）至图1.7（c）可以发现，随着物流企业选择增加智慧物流建设投入策略的初始比例升高，若政府和第三方组织政府选择积极推进的初始概率处于低水平时，物流企业选择增加投资的比例下降越明显。最后，探究政府和物流企业策略初始值的大小对第三方组织演化稳定速度的影响。当第三方组织策略的初始值处于低、中、高水平时，各方演化稳定结果如图1.8（a）至1.8（c）所示。通过下图不难发展，当政府和物流企业选择积极推进智慧物流建设策略和增加智慧物流投入策略的初始值越高，第三方组织演化至稳定状态所需的时间就越长，该趋势同图1.6所示的政府变化趋势类似。对比图1.8（a）至图1.8（c）可以发现，政府和物流企业初始策略相同的情形下，第三方组织选择评价策略的初始概率越高，达到演化稳定状态所用的时间的越短。（a）（b）（c）图1.8、策略选择初始值对演化速度的影响1.2.3主要影响因素仿真分析本小节分析主要包括两个部分，一是政府政策力度和第三方组织评价作用对的物流企业行为策略选择的仿真研究，二是主要影响因素对三方演化结果的仿真研究。本小节令，，的初始值均为0.5，其他参数取值如前文所示。（1）政府政策力度和第三方组织评价作用对物流企业行为策略的影响由前文的分析可知，企业智慧物流建设投入的主要影响因素除了物流企业自身增加投入前后能否产生更多收益之外，还受政府政策和第三方组织评价工作的影响。由3.3.4节均衡点的特征值分析可以看出，在均衡点处，物流企业受到政府政策的影响主要表现为，受到第三方组织的影响主要表现为。为探究政府政策力度对物流企业行为策略选择演化结果的影响，分别取和为（0.5，0.2）、（1.5，0.5）、（2.5，0.8），代表不同的政策调控力度。此时，物流企业的演化路径图如1.9所示。图1.9不同政策力度下物流企业的演化路径图由上图可以看出，当政策调控力度处于较低水平时，物流企业群体中选择增加智慧物流建设投资的比例会越来越低。这可能是由于企业智慧物流的发展需要付出较高的投资成本，政府政策扶持力度较低的情形下，物流企业选择增加投资策略的净收益低于不增加投资的净收益。随着政府出台政策调控力度的逐渐加强，物流企业逐渐趋于选择增加智慧物流投资建设策略。政策的调控力度越大，企业达到增加智慧物流建设投资这一理想均衡状态所用时间越短。政府政策调控对企业智慧物流发展的重要作用在图1.9得到了进一步验证。物流企业受到第三方组织的影响主要表现为，因此下面分别探究第三方组织进行评价为增加投资的企业带来的社会声誉和为不增加投资的企业带来的潜在收益对企业智慧物流建设投资策略选择的影响。在其他参数不变的情形下，分别取，，，得到物流企业的演化路径图，如图1.10所示。观察图1.10不难发现，第三方组织进行评价时为增加智慧物流建设的企业带来的声誉奖励虽然并未影响企业的智慧物流建设投资策略的最终选择，但对于达到这一均衡状态的所用的时间以及过程均产生了一定的影响。当较小时，企业增加智慧物流建设投资的比例会先小幅下降，后逐步提升，演化至均衡状态。随着增加，其下降幅度逐渐减小，直至不再出现先下降后上升的趋势，而是只呈现出逐渐上升趋势，进而演化至均衡状态。同时，增加投资企业受到的社会声誉奖励越大，企业演化至“增加投资”这一均衡所用的时间越短。通过对比图1.9与图1.10可以发现，政府政策的调控力度能够改变物流企业的策略选择，而第三方组织的评价工作只能起到加速推进的作用。这意味在智慧物流建设发展过程中，政府起到了主要作用，第三方组织的作用相对较小。因此，应采取相应的措施，增加第三方组织的影响力。图1.10企业增加投资的社会声誉对物流企业的演化路径影响在其他参数不变的情形下，分别取，，，得到物流企业的演化路径图，如图1.11所示。图1.11评价为不增加投资企业带来的潜在收益对物流企业的演化路径影响如前所述，第三方组织评价工作的开展有利于引导行业规范性和统一性的提升，一定程度上打破智慧物流发展过程中的“信息孤岛”困局，为众多智慧化水平不高的物流企业的智慧物流建设投资方向提供一定的参考，因此当第三方组织开展评价工作时会为不增加投资的企业带来一定的潜在收益。通过前面的分析可知，物流企业受到第三方组织的影响主要表现为。由易得，企业增加智慧物流建设投资策略的净收益与第三方评价为不增加投资企业带来的潜在收益呈负相关关系，图1.11也进一步说明了这一点。在一定范围内的变化虽然不会改变企业的演化稳定策略，但其作用与第三方组织评价为增加智慧物流建设投资企业带来的社会声誉的作用相反：随着增加，物流企业达到增加智慧物流建设投资这一均衡状态的时间越来越长。综合图1.10至图1.11，进一步验证了第三章得出的关于第三方组织对企业智慧物流建设作用的结论。通过第三方组织的评价工作，会对企业智慧物流建设产生两方面的影响：产生的推动作用，产生的抑制作用。从行业角度来看，有利于行业发展，尤其是对智慧物流建设水平较低的物流企业而言，为其建设投资方向提供了参考。因此，应在不降低评价工作为不增加投资企业带来的潜在收益的前提下，提高评价为增加智慧物流建设投资企业带来的声誉奖励，以提高企业增加智慧物流建设投入的积极性。（2）主要影响因素对三方行为策略选择的影响为探究政府积极推进产生的声誉收益对三方行为策略的影响，在其他参数不变的情形下，分别取，，，得到三方演化路径图如图1.12所示。（a）政府（b）物流企业（c）第三方组织图1.12政府积极推进的声誉收益对各方策略选择的影响由上图可以看出，政府积极推进时获得的声誉奖励对政府和企业行为策略具有显著影响。政府积极推进智慧物流建设受到的声誉奖励越大，政府和物流企业实现理想均衡状态所用时间越短，而第三方组织达到均衡状态所用的时间越长。对比图1.12（a）和（c）政府积极推进所获声誉奖励不足的情形下，政府积极推进的积极性受挫，使得积极推进智慧物流建设的比例短暂上升后逐渐下降至0。此时，第三方组织起到了重要的补充作用，因此，政府得到的声誉奖励较小时，第三方组织能以较快的速度达到均衡状态。也就是说，第三方组织随着政府所获声誉的减小，达到均衡状态的时间变短。对比图1.12（a）和（c）可以发现，物流企业行为策略变化趋势与政府类似。因此，物流企业行为策略选择主要受到政府策略选择的影响。为探究企业增加智慧物流建设投资时投入的成本对三方行为策略的影响，在其他参数不变的情形下，分别取，，，得到三方演化路径图如图1.13所示。企业增加智慧物流建设时的投入成本会对自身行为策略的选择产生影响，如图1.13（b）所示。随着物流企业投入成本的增加，物流企业群体中选择增加投资策略的比例逐渐下降，最终稳定于较低水平。这与现实实践也较为吻合，只有部分头部企业不断加大对智慧物流建设的投入，众多的中小企业因为高昂的投资成本，只能继续维持原有模式。如图1.13（c）所示，物流企业建设智慧需要增加的投资越多，第三方组织达到稳定均衡状态所用的时间就越短。这主要是因为当物流企业提高智慧物流建设水平需投入的成本很高时，企业群体中选择不增加智慧物流建设投入的比例升高，此时政府选择积极推进智慧物流建设进行督察时，会因第三方组织未充分发挥自身作用而减少其专项科研经费量，从而使得第三方组织进行评价概率迅速提高。物流企业进行智慧建设时投入成本的增加，对政府达到理想演化稳定状态的速度几乎无任何影响，正如图1.13（a）所示。（a）政府（b）物流企业（c）第三方组织图1.13企业增加智慧物流建设投资时投入的成本对各方策略选择的影响为探究第三方组织进行评价时受到的社会声誉对三方行为策略的影响，在其他参数不变的情形下，分别取，，，得到三方演化路径图如图1.14所示。（a）政府（b）物流企业（c）第三方组织图1.14第三方组织进行评价时受到的社会声誉对各方策略选择的影响通过上图不难发现，第三方组织评价时受到的社会声誉不会影响政府和物流企业最终的策略选择。当第三方组织开展评价工作受到的社会声誉较低时，第三方组织群体中选择评价策略的比例最终会稳定在0.85。随着第三方组织开展评价工作受到社会声誉的增加，物流企业和第三方组织的达到均衡状态的速度明显加快。因此，若要是系统尽快实现理想的均衡状态，第三方组织应该充分发挥自身作用，努力提高工作质量以争取更高的行业及社会认可度。1.3对策建议1.3.1坚持政府扶持在智慧物流建设中的主导作用政府作为政策的制定者和实施者，其扶持科学与否及扶持力度大小直接决定了企业在智慧物流建设中的策略选择，最终决定整个智慧物流建设系统。因此，明确政府在智慧物流建设系统中的主导作用，加强政府对其的扶持力度至关重要。具体实施如下：（1）科学制定政府对智慧物流建设扶持政策。政府为智慧物流建设的发展提供了有效的外部保障，因此，应明确上级政府部门制定相关扶持政策的主导权，上级政府需立足智慧物流整体建设，明确政策扶持力度、重点及注意点，具体指导下级各政府执行部门相关扶持工作要点及要求；下级各政府执行部门应根据各管辖区域内智慧物流发展具体情况及关键风险点进行扶持，明确各物流企业的具体需求，保证政策用于应用之处，以此激发物流企业选择增加投资策略；此外，可考虑建立专门管理智慧物流建设权威机构，加强对智慧物流建设中各物流企业行为的指导，适时发现困难点及需求点，减少物流企业建设风险，促进智慧物流建设发展。最后，坚持自上而下贯彻执行相关政府扶持政策，保证智慧物流建设中政府指挥权界限明确、各方管理统一、多方顺利合作，保证政府为企业建设智慧物流基础设施提供有效外部动力。（2）加大政府对智慧物流建设的扶持力度。政府扶持力度大小直接决定企业是否选择增加投资建设智慧物流。因此，在科学的智慧物流就按设扶持政策的前提下，加强政府扶持力度，政府作为智慧物流建设中的引导者，为了促进智慧物流体系的建设，可采取一些积极有效的方法和措施对物流企业进行扶持，包括建设资金的补贴及科学的建设指导，促进企业转向增加投资策略，促进智慧物流建设系统的稳定性，从而为系统的建设提供了有效的外部保障。（3）形成全面科学的政府扶持政策体系。保证各级政府部门之间定期交流，同时各级政府部门通过采用合理的规章制度组织、激励成员定期沟通，鼓励物流企业对智慧物流建设的资源投入，缓解物流企业之间的冲突纠纷，减少建设风险，提高物流企业参加建设的积极性，以增加智慧物流建设的可能。1.3.2建立健全第三方组织对智慧物流的科学评价体系第三方组织作为智慧物流建设的重要参与者，其评价与否及评价可行性与否影响了物流企业在智慧物流建设中的策略选择，最终影响整个智慧物流建设系统。因此，建立健全第三方组织对智慧物流的评价机制，明确第三方组织对智慧物流标准体系的建设路径，保证评价体系的客观性、及时性、可行性及严肃性主至关重要。具体实施如下：（1）科学制定第三方组织对智慧物流的评价标准。智慧物流建设是一个长期性、综合性的过程，因此，第三方组织对智慧物流建设的评价标准也要兼具整体性、差异性和动态性，从而构建科学评价标准体系。首先，第三方组织需根据各区域智慧物流建设的情况为评价标准体系的建设奠定基础；其次，根据区域后期的发展阶段和实现程度对其评价标准体系进行不断改进和更新，保证评价标准体系构成因子的科学性，以便增加智慧物流体系的适用性；最后，定期组建对评价标准体系的科学研讨，从研讨到实践再从实践到研讨，最终实现智慧物流评价体系的科学性。（2）构建第三方组织对智慧物流评价的反馈路径。智慧物流标准体系的反馈路径顺畅与否决定了其体系的实用广泛性和及时性。因此，第三方组织需构建全面畅通的评价反馈渠道。首先，构建第三方组织与政府之间的评价反馈渠道。第三方组织需保证将对智慧物流相关评价传递给政府，以便获得政府明晰政策着力点，同时增强评价标准体系的权威性；其次，构建第三方组织与企业之间的评价反馈渠道，当第三方组织对物流企业进行评价后，其评价结果应及时反馈于物流企业，而物流企业若对评价结果存有疑虑，应及时上传至第三方组织，以便其评价结果的可行性，最后做到双向反馈运行；最后，各物流企业间应构建反馈渠道，在评价过程中，物流企业应了解对方的评价结果，进行适时的交流及学习，同时增强多方对评价结果的了解，增强客观环境的透明性，最终实现可信科学的评价标准体系。（3）加强第三方组织对智慧物流体系评价体系的全面管理。对智慧物流评价体系的普及、事后监督及管