基于演化博弈视角的绿色创新产学研合作研究
杨朝均1，张广欣1，毕克新2，3
(1. 昆明理工大学管理与经济学院，云南昆明 650093；2. 哈尔滨工程大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨 150001；3. 哈尔滨理工大学管理学院，黑龙江哈尔滨 150080)
摘要： 为全面地对绿色创新产学研合作的内在机理进行探究，基于有限理性的演化博弈理论，考虑绿色创新产学研合作的关键影响因素，构建绿色创新产学研合作演化博弈模型，根据复制动态方程得到不同情景下的演化理想状态，并借助MATLAB软件深入剖析模型的关键影响因子对演化稳定状态的影响。研究结果表明：绿色创新产学研合作的初始状态对系统的收敛速度及方向影响显著，违约罚金、合作超额收益、成本分摊比例、主体技术吸收能力和绿色收益等多种因素影响绿色创新产学研合作的演化结果。
关键词： 产学研合作；演化博弈；稳定策略；绿色创新
1 研究现状
当前高消耗、高排放、高污染的粗放式发展模式使我国面临着资源利用率过低、环境污染严重等突出问题，绿色贸易壁垒等更是严重桎梏着我国经济在国际市场上进一步发展［1］。绿色创新产学研合作能够促使我国经济从快而不优、大而不强的发展窘境尽快脱离，加快从要素驱动、投资规模驱动向以创新驱动发展转变。产学研合作指的是企业、高校、研究机构、创新中介机构、用户等合作主体以资源共享、优势互补为基础，以共同参与、共享成果、共担风险为准则，为共同完成技术创新所达成的分工协作的契约安排［2］。产学研合作过程中的知识学习、转移、扩散和创造推动了产学研创新合作演化，提高了技术创新能力和市场竞争力［3-5］。Ahrweiler等［6］对产学研创新网络的参与主体进行细致剖析，发现企业和学研方合作关系的建立能够丰富创新网络，吸引其他市场主体的加入；另外，信任机制、分配机制和惩罚机制等都影响着产学研合作的稳定性［7-9］。
该类模式主要特点在于将策略和交易账户实时连接，微量网实现将用户策略与交易账户托管在云端，资金不出账户，切实保证资金的安全。并基于大数据、云计算等技术开展动态化安全防护，云交易可确保“7×24小时”全自动运行，使得用户的交易可以顺利下单并完成。在这种模式下，微量网真正将策略提供方与用户进行对接，实现智能化的交易管理，为缺乏投资经验的用户提供了便利和投资机会。
源于生物进化理论的演化博弈论以有限理性为假设，认为一定规模的博弈群体在反复的博弈过程中对自身的策略不断修正，最终所有的博弈方趋向于某一稳定状态，即演化稳定策略（evolutionary stable strategy，ESS）［10］。基于有限理性的演化博弈理论，因其能够更加科学合理地对经济现象进行解释，受到学者们的青睐，对其研究广度和深度不断增加。产学研协同创新参与主体在不断地试错、修正后最终达到理想状态，参与方的策略选择能够促进产学研创新网络的演化［11-13］。Wang等［13］将产学研合作中的投机行为视为信息不对称的委托-代理博弈过程，并由此建立了产学研动态模型，研究表明提高监管水平和惩罚力度可以有效地抑制投机行为的发生。薛克雷等［14］针对产学研合作创新中信任行为的动态演变性进行剖析，证明产学研合作过程中存在最佳的协同收益分配比例，该比例能够实现双方相互信任的可能性最大化。殷辉等［15-16］分析了来自新兴产业和成熟产业在不同情境下的演化博弈过程，针对我国产业背景和产学研合作现状给出改进意见。曹霞等［17］从政府资助、政府减免税收和政府考核3种治理途径入手构建了政产学研三方博弈的动态复制方程，研究证明政府治理影响产学研合作协同创新关系能否良性发展。袁剑锋等［18］认为应优化配置创新资源，促进合作网络空间合理布局、激活企业创新的主体性功能，促进我国产学研形成良性互动的“三螺旋”交互式创新，推进国家创新系统向创新生态系统不断演进。Liu等［19］基于复杂网络视角并利用山东省的专利数据构建了一种新型的专利合作网络演化博弈模型，结果表明当惩罚力度小于研发成本时，合作的积极性随着知识溢出的增加而降低，并且合理的惩罚可以提高产学研合作积极性。嵇留洋等［20］构建了主体公平偏好影响下产学研合作主体资源投入行为决策的演化博弈模型，对成员的公平偏好程度、产出能力、利益率比例等因素对资源投入行为选择的影响进行研究，旨在厘清主体资源投入行为的演化机理。
RWT：2017正式赋予Bin 798的名号，RWT是“Red Winemaking Trial”的缩写，是一款全新概念Barossa Valley西拉，首批年份1997。
综上所述，学术界对产学研合作的研究成果颇丰，为本文的深入剖析奠定了坚实的理论基础。本文考虑了产学研合作创新为制造企业带来的绿色收益，并将影响产学研合作的其他关键因素考虑进来，构建了绿色创新产学研合作的演化博弈模型：（1）通过计算得到该模型的复制动态方程，并据此分析不同情形下的系统稳定状态；（2）借助MATLAB软件模拟不同因素对最终稳定策略的影响，根据仿真结果给出建议。
情形1反映到现实中表现为项目合作过程中违约现象的发生，由于信息不对称、信誉及市场风险等原因，即使双方签订协议也可能会发生违约现象，该均衡状态不利于我国市场的健康发展，是一种劣均衡。背盟弃约是一种不好的现象，虽然违约方可以独占新市场，但是违约方付出的代价却是自身的市场声誉。
2 绿色创新产学研合作演化博弈模型
2.1 模型假设
绿色创新产学研合作的博弈主体中，产方指的是高能耗、高排放、高污染的制造企业；学研方指的是高校和科研院所。根据演化博弈理论的相关知识可知，作为有限理性的产方和学研方通过不断试错和修正来寻找最优策略，产学研合作创新主体的策略为合作或者不合作：博弈主体均选择合作会在创新成功后得到共同收益，而博弈方如果中途违约则会损害双方的共同利益，必须支付一定罚金给被违约方。由此本文引入以下参数：
在叙述时尽量避免从头到尾全都是平铺直叙的情况，要运用一些叙述的技巧让文章曲折有致、起伏变化，做到情节有张有弛，波澜起伏，增强文章的艺术感染力。
假设1：成本分摊系数。产学研双方就完成该项目约定投入的总成本为C 并按照η 1∶η 2分摊(η 1+η 2=1)，当产方或学研方违约后，违约方需要再单独投入C 1、C 2继续研发该技术，假定违约时双方已投入成本C 0。
假设3：绿色收益系数。为考察产学研进行绿色技术研发合作能够带来最终绿色效益的变化，本文引入的绿色收益系数表示产学研创新成功能够使产方成本的降低幅度，例如：所缴环境保护税的降低、单位资源利用率的提高等。假定绿色收益系数为α。
假设2：利润分配系数。博弈主体均选择不合作就只能保持原本的收益r 1、r 2，创新合作成功为双方带来的额外总收益为R ，假设双方按照ζ 1∶ζ 2分配利润。合作期间如果某一方认为自身能够将该技术研发成功并顺利推入新市场，那么该合作方就可能违约从而抢占大部分市场份额，用R 1、R 2分别表示产方和学研方违约后可以获得的超额收益。
因此，使用68个关键点检测模型即可解决本文的遮挡判别问题。利用DLIB对上文YOLO模型定位出来的人脸进行多角度人脸68个特征点识别；若输出的关键点数landmarknum=68，则判定无遮挡；否则输出“异常人脸，禁止操作”。
根据假设分析产方和学研方的随机配对博弈模型，假设产方博弈群体中选择合作策略的比例为
，选择不合作策略的博弈群体为
；学研方博弈群体中选择合作策略的比例占
，选择不合作的博弈群体比例占
。
、
均是关于时间t 的函数。根据Malthusian动态方程，即策略的增长率等于其相对适应度，只要采取该策略的个体适应度比群体的平均适应度高，那么随着时间推移，这个策略就会增长［21-22］。根据演化博弈理论，可得绿色创新的产学研合作系统中产方和学研方选择合作策略的复制动态方程为：
诸暨市人民检察院与市司法局联合成立了检调对接人民调解室，该调解室以检察环节轻微刑事案件和解、民事行政申诉案件和解、涉检信访息诉和解为主要工作内容，运用人民调解手段化解矛盾纠纷。2010年以来，诸暨市人民检察院会同司法局等机构，先后出台了《关于轻伤害案件委托人民调解的若干意见(试行)》《检察批捕、起诉环节检调对接工作实施细则》等文件，规范和细化了检察批捕、起诉环节以及基层检察室的检调对接工作。根据上述文件，检察院对受理的轻微刑事案件，认为采取调解方式更有助于化解矛盾纠纷的，由“检调对接办公室”制作《委托人民调解函》，并附上涉案当事人双方同意调解的申请书等材料，移送人民调解组织进行调解。
假设5：违约罚金。全球化的经济环境下需要合作方都重视契约精神，明确自身在合作期内的权利和义务，假设违约方需要支付f 作为违约代价。
由图3(a)、图3(b)观察参数f 分别为3、7、14时的演化结果可知：违约金的设置能够抑制破坏契约精神的现象。当违约金设置较低时（f =3）产方和学研方都倾向于不合作，即中途背叛合作伙伴，可见较低的罚金对创新项目合作主体完全没有震慑作用；当违约金增加至7和14时，产学研双方选择合作，并且违约金为14时该系统迅速达到稳定状态。由此可见违约金的设置对产学研合作中的潜在违约者具有一定震慑作用。高昂的违约金使得潜在违约者惧于背叛合作伙伴需要付出的巨大代价。因此，违约罚金的高低影响绿色创新产学研合作的稳定性：过低的违约金无法抑制潜在背叛者的违约行为，高额的违约金可以抑制产学研合作期间违约现象的出现。
基于以上假设得到绿色创新产学研合作的支付矩阵，如表1所示。
表1 绿色创新产学研合作演化博弈支付矩阵
2.2 模型稳定性分析
假设4：吸收能力。产方和学研方在技术研发过程中能够将外溢技术消化、吸收从而降低研发风险，继而减少企业的试错成本，但是由于国内外研发主体的实力差距，产学研双方并不能将该外溢技术尽数吸收，因此，用β 1、β 2表示产方和学研方的技术吸收能力。
令
可知绿色创新产学研合作演化博弈系统在中存在5个局部均衡点：
为避免下文讨论出现混淆，对
，
的分析并不包括0和1两点，即仅考虑
且
的情况，即：
情 形 1：
并且
此时的演化稳定策略为（合作，不合作）和（不合作，合作）。
其中：
表2 绿色创新产学研合作均衡点的雅克比矩阵的行列式与迹
对上述5个局部均衡点在不同情形下对其稳定性进行分析：
Friedman［22］提出，对于一个由微分方程系统描述的群体动态，其均衡点的稳定性可由该系统的雅克比矩阵的局部稳定性分析求得。雅克比矩阵的行列式与轨迹如表2 所示，该系统的雅克比矩阵为：
情形1时局部均衡点稳定性分析如表3所示。从表3可以看出：A （0,1）、B （1,0）为稳定点，演化稳定策略为（不合作、合作）、（合作，不合作），O （0,0）、C （1,1）为不稳定点，
为鞍点。情形1下演化博弈相位如图1所示。
老年学历教育是老年教育的重要组成部分，是教育价值观演进的重要标识，是教育供给侧结构改革的重要内涵，是推进教育现代化的重要举措，是应对老龄化社会的重要路径，是加强民生工程的重要载体。2013年，经江苏省教育厅批准，江苏开放大学在全国率先开展老年本、专科学历教育，采用在线学习、线下面授和个别辅导相结合的混合教学模式，使老年人接受正规学历教育成为现实。经过5年的探索和实践，基于“互联网+”的老年学历教育试点取得了多方面成果，实现了学历继续教育全民覆盖，打通了学历教育的“最后一公里”，为构建和完善江苏终身教育体系做出了有价值的探索和实践，产生了广泛的社会影响。
表3 情形1时绿色创新产学研合作局部均衡点稳定性分析
对图1分析可知：O （0,0）、C （1,1）及鞍点
为该系统收敛不同策略的临界线，即当初始状态在SACDO 时系统收敛于（0,1），产方选择不合作，学研方选择合作；当初始状态在SBCDO 时系统收敛于（1,0），产方选择合作而学研方不合作。情形1下，（0,1）和（1,0）为系统的演化稳定策略，结合图1分析，
时，产方选择不合作，此时产方可以获得比继续合作更多的收益；
时，学研方中途违约背叛产方。
图1 情形1时绿色创新产学研合作演化博弈相位分布
从垄作坡耕地和复垦循坡耕地的样点的 7Be含量分布情况来看(表1)，在一个侵蚀季节内的雨季开始前期(5月)和雨季后期(8月)不同阶段，垄作坡耕地表土 7Be含量的相对变化是雨季后期(8月)大于雨季开始前期(5月)，农作物种植和锄耕活动促进了表层土壤颗粒中 7Be的再分散趋势，并且在及雨季开始后土壤颗粒出现明显运移。而在复垦循坡耕地的情况则相反，是雨季开始前期(5月)大于雨季后期(8月)，表明无翻地情况的休耕坡地的坡度与坡位等微地形特征造成了 7Be含量的不均匀分布，其后由撂荒坡地转变为种植坡地的锄耕扰动出现表层土壤颗粒混合而使 7Be含量的相对均匀分布特征。
情 形 2：
情形2时局部均衡点稳定性分析如表4所示，系统演化相位分布如图2 所示。由表4可知：O （0,0）、C （1,1）为稳定点，分别对应演化稳定策略（不合作，不合作）、（合作，合作），A （0,1）、B （1,0）为不稳定点
为鞍点。
表4 情形2时绿色创新产学研合作局部均衡点稳定性分析
对图2分析可知，当初始状态在区域SABDO 时产方和学研方都选择不合作；当初始状态位于区域SBDAC 时双方都选择合作；双方都收敛于合作策略时，即创新成功的共同超额收益令双方都选择合作；当双方都选择不合作时，则合作的最终收益要远远低于所要付出的成本。
图2 情形2时绿色创新产学研合作系统演化相位分布
情形2在现实中反映了绿色创新产学研合作能够为双方带来的最终利润是项目合作能够签订的关键。
3 数值仿真
上文从演化博弈视角出发，仅对绿色创新产学研合作模型进行了理论层面的推导及分析，无法直观地反映该系统的各个参数是如何影响绿色创新产学研合作系统的演化稳定状态，因此进一步借助MATLAB R2014a软件工具对博弈群体的演化行为进行探讨，分析系统收敛方向和速度的变化趋势。
3.1 违约罚金对演化博弈结果的影响
本报讯 10月16日，农业农村部召开全国农民专业合作社质量提升整县推进试点工作现场会。农业农村部副部长韩俊，农村合作经济指导司司长张天佐，江苏省副省长缪瑞林，中化集团农业事业部总裁覃衡德，以及中粮集团、中国邮政集团的有关负责人出席会议。
很多粮食仓储企业没有设立仓储管理岗位，对于当前国际领先的粮食保管技术不甚了解，或者缺乏采购先进仓储技术、设备及人才的动能。有一部分企业虽然已经引进了技术，但是没有能够熟练使用技术操作的专业型人才，导致粮食仓储方面存在一定的技术落后性，制约了粮食管理的有效性，造成了一定的粮食损失及成本浪费，导致企业的存货成本持续升高[6]。
图3 违约罚金对绿色创新产学研合作稳定的影响
3.2 超额收益对演化博弈结果的影响
当产学研合作超额共同收益R 分别为20、30、40时的演化结果如图4(a)、图4(b)所示，可见随着超额收益的增加，产学研博弈双方达到理想稳定状态的速度随之加快；另外，在R 取值为20和30时，产方与学研方的演化轨迹都是先下降又上升，最终达到稳定状态，而且R =20时该轨迹的变化幅度明显要大于超额收益取值30的情形。该项目合作最终能够为双方带来的共同收益的大小是双方决定实施绿色创新的动力，也是“经济人”的最终追求。因此，在产方与学研方双方达成协议后，合作项目最终商业化取得效益的大小对产学研合作系统的稳定至关重要。由此可知，绿色创新产学研合作超额收益越大，对双方的激励力度越大，产学研合作关系越稳固。
图4 超额收益对绿色创新产学研合作稳定的影响
3.3 成本分摊系数对演化博弈结果的影响
考虑成本分摊比例分别为0.4∶0.6和0.2∶0.8两种情况下博弈主体演化行为的变化，结果如图5(a)、图5(b)所示。当产方和学研方以合理的比例分摊成本时（η 1∶η 2=0.4∶0.6），此时产方和学研方都收敛于合作策略；当产学研合作成本分摊比例不公平时，即η 1∶η 2=0.2∶0.8，此时产方和学研方都迅速收敛于该情形下的稳定状态，即产方收敛于合作策略，学研方收敛于不合作策略。可见不合理的成本分摊比例严重影响系统稳定性，地位的不平等不利于双方合作创新项目的进行，付出成本多的一方倾向于不合作、付出较少的一方更倾向于合作。可见合理的成本分摊机制有利于绿色创新产学研合作的稳定性。
图5 成本分摊对绿色创新产学研合作稳定的影响
3.4 技术吸收能力对演化博弈结果的影响
结合对现实的考虑，学研方凭借技术知识背景优势，因此假设其技术吸收能力要强于产方。对上述3组演化趋势(见图6)，以图6(a)为例分析可知：产方选择合作策略的产方群体的比例分别为0.1、0.4、0.6、0.9时，系统收敛速度随着x 0的增加明显加快，x 0=0.9时，产方更是迅速达到演化稳定状态；初始比例明显影响了学研方的收敛速度和收敛方向，学研方可能收敛于两种策略。不管是产方还是学研方，随着其技术吸收能力的增强，产学研合作可能会出现的违约概率降低，双方逐渐往合作的方向演化，并且收敛于合作策略的速度不断加快。另外，观察产方演化轨迹可以发现一个有趣的收敛特点，即产方的演化轨迹总是在合作初期先下降而后上升，最终达到理想状态。因此在产学研初期需要采取具体措施抑制产方可能出现违约的苗头，使其能够更加坚定地选择合作策略。
图6 技术吸收能力对绿色创新产学研合作稳定的影响
3.5 绿色收益系数对演化博弈结果的影响
考虑绿色收益系数分别为0.01和0.3的情况，由图7(a)、图7(b)可知：绿色收益为0.01时，博弈主体的收敛轨迹并不稳定，在选择合作策略的比例下可能会收敛于合作，也可能选择不合作；在收益率为0.3时，博弈主体迅速达到系统稳定状态。国内绿色创新技术一直落后于西方国家，并且国外绿色壁垒的设置更是带来巨大挑战，国内企业花费高额成本、消耗巨大人力和财力最终获得的绿色创新产品可能最终并未给产学研合作主体带来多大收益，甚至可能在双方研发期间，国内绿色产品市场被国外企业抢占导致最终产学研合作的夭折。
图7 绿色收益对绿色创新产学研合作稳定的影响
4 讨论
本文基于有限理性的演化博弈理论构建了绿色创新产学研演化博弈模型，并对不同条件下的产学研合作博弈群体策略选择的稳定性进行分析，之后借助MATLAB软件对该系统中关键参数如何影响产学研博弈群体的演化行为进行深入探究，根据分析结果给出如下建议：
（1）建立有效的惩罚机制，抑制违约现象的出现。惩罚力度不同时，产学研博弈群体的收敛方向和收敛速度明显改变；产学研合作的长期性也决定了合作过程中要解决更多的问题，比如信息不对称、信任问题等这都可能导致双方合作关系的破裂。因此，一定的违约罚金的设置对产学研合作中可能出现的违约现象便起到很好的震慑作用。双方在签订合作协议时必须要明确自身的权利和义务，如果任意一方发生违约，便需要付出高额的违约成本以此减少背盟弃约现象的出现。
（2）建立合理的成本分摊机制，促进产学研合作稳定。产学研双方作为“经济人”，其追求的最终目标都是为了实现自身利益最大化，并且产学研合作不是一个一蹴而就的过程，整个合作项目短则几年、长则需要几十年，在项目合作的不同阶段面临的风险，例如在研发阶段主要面临技术风险、知识产权风险和违约风险等，开发阶段可能面临市场风险、法律风险等，这都需要双方在协议签订前进行风险评估，对合作期间的各种风险灵活应对，从而确定整个合作过程中双方的成本分摊。不仅需要对产学研合作的整个项目研发期间的成本、风险进行评估，还需要对合作伙伴的技术实力、开发能力等进行考虑。
（3）提升产学研合作的价值，激发双方协同创新的动力。产学研合作可以取得的共同收益影响系统的稳定性，合作的超额收益R 对产方和学研方的合作起到积极促进作用，而R 1和R 2对合作是否稳定起到消极抑制作用。为了能够使产方和学研方在整个合作期间都坚定地选择合作策略，提高产学研合作最终能够实现的经济价值、社会价值至关重要；另外，减少合作的任一方出现违约能够得到的单独收益R 1、R 2对合作的稳定性同样重要。一方面，产学研需要双方在长期的合作过程中充分发挥自身的优势，才能更快地实现技术升级从而成为新市场的开拓者，提高双方的共同超额收益，只要其中任意一方出现投机行为都会耽误产学研合作的研发进度，因此合作双方需要建立信任机制；另一方面，加强对知识产权的保护力度，产学研合作过程中双方的交流频率、密切程度都会增加，这也就给机会主义行为的出现创造了机会，因此产学研双方都需要提高自身的产权保护意识，从而为双方提供一个良好的合作环境。
（4）增强自身的技术实力，提高绿色创新技术水平。开发性的市场环境为产学研合作提供了更多的机会，国际市场的技术外溢更是加快了产学研合作创新的成功概率，但是技术溢出效应能否加快合作研发进程还取决于国内产学研合作主体技术吸收能力的高低。国内外技术绿色创新水平存在一定的差距，在技术溢出时国内创新主体由于创新能力的不足，无法将该技术尽数吸收。因此，不论是产方和学研方都需要提升增强自身技术实力，这不仅有助于提高创新成功率，更能够减少对国外企业的过多技术依赖。
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Research on Green Innovation Industry-University-Research Cooperation Based on Evolutionary Game Theory
Yang Chaojun1, Zhang Guangxin1, Bi Kexin2,3
(1. School of Management and Economics, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China;2. School of Economics and Management, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;3. School of Management, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China)
Abstract: In order to comprehensively analyze the internal mechanism of green innovation industry-universityresearch cooperation, based on the evolutionary game theory of bounded rationality, this paper constructs a evolution game model of green innovation industry-university-research cooperation considering the key influencing factors.According to the replication dynamics, the equation obtains the ideal state of evolution under different scenarios, and MATLAB is used to analyze the impacts of the model's key influencing factors on the evolutionary stability state. The results show that the initial state of green innovation industry-university-research cooperation has a significant impact on the convergence speed and direction of the system, the factors such as penalty for breach of contract, excess income of cooperation, cost sharing ratio, technology absorption capacity and green income all affect the evolutionary result of green innovation industry-university-research cooperation.
Key words: industry-university-research cooperation; evolutionary game; stability strategy; green innovation
中图分类号： F124.3；F224.32；G301
文献标志码： A
文章编号： 1000-7695（2019）17-0232-08
doi： 10.3969/j.issn.1000-7695.2019.17.030
收稿日期： 2018-11-10，
修回日期： 2018-12-21
基金项目： 国家自然科学基金青年科学基金项目“开放经济下工业企业绿色创新的动力机制、路径演化与绩效评价研究”（71502074）；国家社会科学基金一般项目“基于东道国需求的中国与中南半岛国家产能合作研究”（18BJY081）；云南省哲学社会科学规划项目“面向南亚东南亚辐射中心建设的云南绿色创新机制研究”（YB2016014）
作者简介： 杨朝均（1984—），男，四川达州人，副教授，博士，主要研究方向为开放经济与创新、绿色创新管理；张广欣（1994—），通信作者，女，山东日照人，硕士研究生，主要研究方向为绿色创新管理；毕克新（1961—），男，黑龙江哈尔滨人，教授，博士研究生导师，主要研究方向为技术创新与管理。
标签：产学研合作论文; 演化博弈论文; 稳定策略论文; 绿色创新论文; 昆明理工大学管理与经济学院论文; 哈尔滨工程大学经济管理学院论文; 哈尔滨理工大学管理学院论文;