前景理论视角下海洋牧场企业技术协同创新演化博弈分析

孙亚路，杜元伟，2

（1.中国海洋大学管理学院，山东青岛 266100；2.云南大学工商管理与旅游业管理学院，云南昆明 650504）

1 研究背景

21 世纪以来，海洋在国家经济发展格局中占据重要地位。党中央和政府也越来越重视海洋的发展，党的十八大报告中提出发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国”的要求。随着海洋经济的迅速发展，海洋渔业资源枯竭、水体污染、海洋灾害等问题突出，制约着海洋经济发展，尤其是渔业经济。因此，以渔业资源修复和海洋资源环境保护为目的，以渔业企业为载体的生态渔业模式“海洋牧场”蓬勃发展。然而海洋牧场的建设是多学科、多主体交叉的复杂系统工程，对海洋科学技术具有较高的依赖性，但却因整体海洋科研能力以及企业自身资源能力的限制，面临着创新资源匹配不合理、技术“卡脖子”问题、产学研等参与主体联系程度不高、创新数量占比低、创新能力提升缓慢等问题［1-3］。因此，依据现实情境对海洋牧场技术革新提出更高的要求。

海洋牧场企业技术创新是海洋牧场经济、生态与社会效益实现的重要方式。通过企业技术创新有利于改变技术外部依赖性强的局面，促进海洋牧场产业结构优化升级。但是我国海洋牧场企业技术创新能力不足，发展规模、发展水平具有较大差异，而技术的落后导致绝大部分海洋牧场企业的养殖模式、监测管控、运营方式、产品结构等在传统渔业模式上并未取到重大突破，从而衍生出危害海洋生态安全的问题。为此，我国积极支持鼓励海洋牧场企业实现技术创新。党的十九大以来，以习近平同志为核心的党中央大力实施创新驱动发展战略，并在党的二十大报告中指出加强企业主导的产学研深度融合，强化目标导向，提高科技成果转化和产业化水平，强化企业科技创新主体地位。习近平总书记的重要论述为新时代企业科技创新发展指明方向，也为海洋牧场企业技术创新指明方向。海洋牧场企业技术创新响应了科技发展战略，通过技术创新有利于实现企业生产技术流程优化、产品结构升级、管理创新等方面的提升，从而实现企业协同效益。但海洋牧场技术创新能力不足、环保意识缺乏等阻碍企业技术创新。因此，以创新驱动发展战略为指导，实现海洋牧场绿色技术创新既有利于提高海洋牧场技术创新水平又有利于提高海洋牧场企业技术创新能力和核心竞争力。

海洋牧场技术创新不仅限于海洋技术领域，而且各类互补性要素与资源的协调融合是技术创新关键［3］。海洋牧场是一个系统工程，需要水生物学、海洋物理学、工程学等相关方面技术人员的合作，同时还需要政府、企业及渔民的参与和投入。然而政府、企业、渔民和科研人员承担着不同的责任和义务，也享有各自的权利［4］。在国家创新驱动发展战略指导下，海洋牧场的建设规模、发展速度、参与主体等不断增加，而且与科研院所和大专院校、社会媒体、消费者、第三方平台等联系加强。

然而，在有限理性的原则下，海洋牧场的多元参与主体都是以自己利益诉求为主，追求自身利益最大化，忽视其他利益相关者的诉求，导致主体之间的利益冲突和矛盾不断加剧。在海洋牧场企业技术创新过程中，每个参与者的行为，在一定程度上影响着其他参与者的决策，同时也受到主体行为影响因素的影响，因此决策过程影响因素的不确定性导致各个参与者通过不断试错的形式寻求稳定的策略，这也体现了参与主体的有限理性。研究者们已经认识到这个问题，基于博弈论、实证研究、扎根理论等方法揭示政府、企业、科研院所高校（以下简称“学研方”）、公众、社会媒体等主体的技术协同创新行为的影响因素和过程机制。而博弈论是研究者最常用的方法之一，这种方法既能识别主体行为合作的影响因素，又能通过动态过程揭示主体之间达到稳定合作的过程，同时也能为稳定合作提供政策建议的依据。为了系统全面地分析影响海洋牧场企业技术协同创新的主体行为因素，本文在梳理已有研究成果，得到目前研究者主要从以下内容研究该问题，具体因素如表1 所示。

表1 海洋牧场企业绿色技术协同创新利益主体行为影响因素

由于创新主体合作行为的影响因素是复杂的，在不同要素情境下，进行技术创新主体组合模式也是不同的，依据已有学者的研究结论如表2 所示，创新主体组合模式划分为政企研、政企消、政-企研、企研、企企、企消等模式。而海洋牧场企业技术创新是以政府指导、企业主导、学研方参与的主要模式。

尽管目前对于技术创新的影响因素以及技术创新主体合作行为的研究已经取得很多研究成果，但是研究海洋牧场企业技术协同创新的文献却很少，并且研究海洋牧场技术创新合作的文献主要侧重于政府与企业的关系，即使认识到高校的作用，在研究过程影响因素的考虑并不全面。因此，本研究借鉴已有相关研究结果，将中央政府对地方政府的惩罚、地方政府监管强度、海洋牧场企业与学研方对于政府激励措施的吸收能力、创新的溢出效应等影响因素纳入分析框架中进行分析。同时由于传统博弈采用期望收益理论分析博弈主体策略选择，但是与主体的感知收益存在偏差，因此本研究将前景理论引入分析框架中，分析在技术创新收益不确定的条件下决策者的判断。

2 演化博弈模型假设

假设1：前景理论。政府、海洋牧场企业和学研方均为有限理性，博弈方的策略选择基于自身对损益价值的感知而非实际效用。参与主体是政府（中央与地方政府）、海洋牧场企业和学研方。三方是有限理性博弈的主体，其信息是不完全对称的。随着时间的推移，参与主体其策略选择会演变成最佳策略。

根据前景理论，博弈双方对于客观确定的收益和损失不存在感知价值和实际价值的偏差［36］，而当博弈双方对收益或损失不确定时，产生感知价值，公式如下：

假设2：策略选择。政府的策略选择为（严格监管，放松监管）其监管概率由表示；海洋牧场企业的策略选择为（协同创新、独立创新），事件发生概率由表示；学研方的策略选择为（协同创新、独立创新），事件发生概率由表示，其中

假设3：监管强度。政府监管成本受监管强度的影响，然而在已有研究中，学者将监管成本设定为固定值，未考虑监管强度对成本的动态影响［38］。政府采取严格监管政策参与技术创新，发生监管成本，将表示政府监管强度。政府严格监管时，

假设4：激励与惩罚。政府参与协同创新时，政府对于参与协同创新的企业给予碳减排补贴和税收优惠为，对学研方参与协同创新给予科研专项资金支持。表示海洋牧场企业对支持的吸收能力，其获得的实际感知政府收益为，表示学研方对支持的吸收能力，其获得的实际感知政府收益为［39］。在政府监督下，海洋牧场企业和学研方因其自身问题出现违约现象，违约金为和，违约金会补偿给合作方。

假设6：溢出效应。如果一方合作一方不合作时，则合作方可能依靠自身的资源和能力进行独立创新或维持现状。若企业和学研方独立创新其获得感知收益为和，其中和是海洋牧场企业与学研方的协同创新溢出系数，即不协同方从协同方获得的溢出收益，

因此，基于以上参数假设构建三方博弈收益矩阵，根据前景理论可知，当收益或损失确定时则不存在实际效用与感知价值的偏差，只有决策者对收益和成本不确定时才有心理感知效用［40］。政府监管成本、政府补贴以及违约金额仅与自身有关，为确定性支出。利用前景理论公式将期望收益价值转化为各个变量的前景价值，并以此为依据构建感知收益矩阵，如表3 所示。

3 模型构建与分析

3.1 模型的构建

由表3 可知，政府采取严格监管和放松监管策略的期望前景价值以及平均期望前景价值分别为：

海洋牧场企业协同创新和独立创新策略的期望前景值及平均期望价值分别为：

学研方协同创新和独立创新的预期前景值及平均价值为：

3.2 稳定性分析

3.2.1 政府策略的渐进稳定性分析

政府的复制动态方程为：

然后，对政府复制动态方程求一阶偏导，可得：

图1 政府策略演化相位

基于以上分析得出结论：政府采取严格监管策略主要受两组参数的影响：一是政府参与的收益和成本与放松监管的收益比例之差的影响，二是受到政府对于企业和学研方的激励成本以及中央政府的监督有关。因此，在技术协同创新过程中，政府应积极发挥桥梁纽带作用，通过政府激励惩罚举措规范协同创新的投入成本和发展风险。

3.2.2 海洋牧场企业的渐进稳定性分析

海洋牧场企业的复制动态方程为：

然后，对海洋牧场企业的复制动态方程求一阶偏导：

图2 海洋牧场企业策略演化相位

基于以上分析得到海洋牧场企业技术协同创新策略的选择与两组参数有关：一是政府对企业的激励补贴与违约金成本有关。二是与协同创新的利益成本差额与独立创新的成本利益差额有关。

3.2.3 学研方的渐进稳定性分析

学研方的复制动态方程为：

然后，对学研方的复制动态方程求一阶偏导：

图3 学研方策略演化相位

基于以上分析得到学研方技术协同创新策略的选择与两组参数有关：一是政府对学研方的激励补贴有关。二是与学研方自身协同创新的利益成本差额与独立创新的成本利益差额以及溢出效应有关。

3.3 三方博弈的系统稳定性分析

利用李雅普诺夫第一法：雅克比矩阵的所有特征值均具有负实部，则均衡点为渐进稳定点；雅克比矩阵的特征值至少有一个具有正实部，则均衡点为不稳定点；雅克比矩阵除具有实部为零的特征值外，其余特征值都具有负实部，则均衡点处于临界状态，稳定性不能由特征值符号确定［41］。各均衡点的稳定性，如表4 所示。值得注意的是，经计算得到8 个纯策略点和7 个混合策略点，但是6 个混合策略点的特征值出现互为相反数的情形，因此这些策略点都是不稳定点，其中策略点的特征值极其长，通过对条件分析其稳定性是不确定的，因此本研究主要对8 个纯策略点进行分析。

基于我国海洋牧场企业技术发展的现实情境，在政府干预下，海洋牧场企业和学研方积极协同创新是最理想的发展模式，即演化博弈的最终稳定状态达到的状态。因此，为了实现理想状态，需要满足以下条件：这意味着政府、海洋牧场企业和学研方进行协同创新的净收益大于其独立创新的收益。由于模型中还存在其他参数，因此分情况讨论其稳定策略，其稳定性结果如表5 所示。

表5 均衡点局部稳定性

4 仿真分析

截止到目前，我国已建成的国家级海洋牧场示范区已达153 个，海洋牧场科研平台发展迅速，依托国内20 多家高校科研院所，相继成立技术研究中心、海洋牧场研究会、科技创新联盟、专家技术委员会、技术团队工作站以及海洋牧场工程实验室等科研平台，实现海洋牧场技术的研究、突破与创新。政府相关部门积极推动企业与高校的技术创新，通过政策以及资金补贴等降低协同创新的成本。当政府干预时，以双方的违约成本规范其行为有利于促进合作的进行。因此，基于海洋牧场企业技术发展合作的实际情况，对感知收益矩阵的参数进行假设如下：单位统一为万元。在前景理论中存在3 个系数：损失规避系数和风险态度系数和，依据Tversky 等［42］学者的实验测定，风险态度系数为，损失规避系

4.1 不同策略组合的系统演化稳定点分析

当其他参数不变的情况下，改变三方主体的初始参与意愿，分析其对协同创新策略的仿真。政府、海洋牧场企业与学研方的策略概率分别为。假设初始意愿均是相同的，令其分别为0.3，0.5 和0.7，初始意愿同时演化结果，如图4 所示。从图中可知，无论初始概率有多大，三方策略选择都将不断演化直至收敛于 (1,1,1)。随着初始概率由0.3 变化为 0.5 再到 0.7，三方趋近于点 (1,1,1) 的速率越来越快。这是因为初始概率越高，代表着三方主体对技术协同创新认可和接受程度越高，三方主体之间相互影响从而促使其他主体加快步伐，使得政府的激励措施达到良好效果。在政府激励和学研方的支持下企业的技术创新活动才能有序开展。学研方也通过技术协同创新，实现知识技术生产能力的转化，从而带动海洋牧场企业进行技术创新。

图4 海洋牧场三方主体初始意愿演化结果

4.2 相关参数仿真分析

依据政府以及海洋牧场企业的复制动态方程可知，政府对企业的激励政策影响着政府以及企业的策略的选择，从而影响了整个系统的演化稳定。假设三方主体的初始意愿都设定为0.5，然后令进行仿真分析，结果如图5（a）所示。从图中可知，当政府收益相对较大，政府对企业的资金以及政策激励只要在合理范围内，并不影响政府整体策略的选择，但是在博弈过程中，政府的意愿的强烈度呈现下降态势。对于企业来说，不考虑成本的情况下，政府给出的优惠力度越大，企业选择协同创新的意愿更加强烈。对于政府来说，一旦超过其可承受度政府会选择放松监管策略。对于学研方来说，无论政府和海洋牧场企业如何选择，对学研方的策略选择微乎其微。因此，当政府收益稳定时，政府愿意并且有能力增加对海洋牧场企业的支持。而海洋牧场企业由于技术专有性、融资困难、政策不支持等发展瓶颈，自身技术创新驱动力不充足，政府的扶持、税收优惠财政补贴等虽然相对于研发投入属于杯水车薪，但是却激励着海洋牧场企业进行技术创新。鉴于目前政府发布对于发展海洋牧场的政策补贴以及各种文件，政府对于海洋牧场企业技术创新的支持力度不足，政府需要发挥其政府干预的作用，制定出台一系列制度体系，保障海洋牧场企业技术创新。

图5 政府对企业与学研方的激励对主体演化的影响

依据政府以及学研方的复制动态方程可知，政府对学研方的激励政策影响着政府以及企业的策略的选择，从而影响了整个系统的演化稳定。假设三方主体的初始意愿都设定为0.5，然后令进行仿真分析，结果如图5(b)所示。从图可知，当政府收益稳定，政府对学研方的资金支持只要在合理范围内，并不影响政府整体策略的选择。在博弈过程中，政府的意愿的强烈度呈现下降态势，当超出一定的界限，政府会逐渐选择放松监管策略。对于学研方来说，不考虑成本的情况下，学研方亟需将研究结果转化为生产力，并基于海洋牧场企业现实需求，合作突破海洋牧场发展的关键性技术。而政府的资金支持能有效弥补学研方的知识技术研发成本，减轻学研方的研发压力，从而促进学研方选择协同创新策略。对于海洋牧场企业来说，无论政府和学研方如何选择，对海洋牧场企业的策略选择微乎其微。值得注意的是，政府不能单方面考虑只给予一方优惠，应该将两方的激励统筹考虑，从而起到链接海洋牧场企业与学研方的作用，促进两者选择协同创新策略。由于目前政府将重点关注对象放在海洋牧场建设方面的支持，忽视对学研方的支持，因此，政府需要发挥其政府干预的作用，制定出台一系列制度体系，保障学研方的利益。

政府的监管成本与政府的监管强度只与政府自身行为有关。当政府监管成本与政府收益的差距很小时，政府会选择放松监管策略。当监管成本只占政府收益很小比例时，在一定范围内随着监管成本的增加政府以缓慢的速度趋向于严格监管的趋势，但超出一定的界限，政府的策略会发生转变，如图6（a）所示。而监管强度系数分别为0.6，0.7，0.8时，随着政府监管强度的增加，以及监管成本的增加，政府因其他外部性因素的影响也会选择放松监管策略，如图6（b）所示。

图6 政府监管成本和监管强度对三方主体的影响

当地方政府管理不到位时，海洋牧场企业由于技术落后，在生产运营过程中出现危害海洋环境的问题，诸如水域污染、水体富营养化、种质资源破坏、部分鱼类资源濒临灭绝、过度养殖等问题。地方政府对这些问题置之不理，出现长期污染情况，进而影响沿海居民的利益。渔民会通过举报等形式反映地方政府以及企业的不良行为，从而被中央政府发现，会对地方政府进行处罚，地方政府也需要付出环境治理成本。在其他参数不变的情况下，通过监管发现概率的调整分析其惩罚成本对三方主体行为的影响，中央政府发现概率分别为0.6，0.7，0.8 时，三方主体行为影响如图7 所示。从图中可知，中央政府的惩罚成本与地方政府的策略选择呈现正相关的关系，惩罚成本越高，地方政府选择严格监管的概率越强，即趋向于1 的速率不断加快。依据现实情境，中央政府对地方政府的惩罚约束机制还是有限的，在海洋牧场的发展过程中，中央政府只是对国家海洋牧场示范区制定评价标准，并且标准中涉及对海洋牧场监测技术的使用推广，以及生境构造技术礁体移位破损等指标进行衡量，并给出合格与不合格的结论，而对于真因技术变革实现的牧场现代化运营发展却没有明确的奖励与制约机制，所以政府需要强化对海洋牧场技术方面的制度政策的制定与优化。

图7 中央政府的监督惩罚对三方主体的影响

在技术协同创新过程中，违约金额的存在在一定程度上促进双方协同创新合作的达成，而且随着违约成本的增加，但是双方趋向于协同创新的趋势放缓，若违约金额足够大时，双方的协同创新才会破裂。违约成本对三方主体演化的影响如图8 所示。

图8 海洋牧场企业与学研方的违约成本对三方主体的影响

在海洋牧场企业技术协同创新活动中，利益和成本的分配是影响协同的关键。而在现实合作情境中，企业与学研方因利益分配决裂的案例多不胜数，为了能更好地解决分配问题，分析系数的变化对系统整体稳定性的影响至关重要。假设利益分配系数分别为0.6，0.7，0.8，从图9（a）可知，其他参数不变，对于企业来说，当企业获得的协同利益不断增加，企业趋向于协同创新的意愿也不断增强，海洋牧场企业趋向于1 的速率不断加快。在利益一定的情形下，海洋牧场企业获得多，则学研方的利益则会减少，且学研方的协同创新意愿不断下降，直至选择独立创新，而政府的变化则微乎其微。当成本分配系数分别为0.6，0.7，0.8，从图9（b）可知，其他参数不变，对于企业来说，当企业付出的协同成本不断增加，企业趋向于协同创新的意愿也降低，海洋牧场企业趋向于1 的速率减慢，渐渐地趋向于选择不协同。在成本一定的情形下，海洋牧场企业付出多，则学研方付出的就会减少，且学研方的协同创新意愿不断增强，学研方选择协同创新，而政府的变化则微乎其微。

图9 收益分配系数和成本分摊系数对三方主体的影响

在技术创新过程中，技术溢出效应普遍存在。虽然我国对于技术保护的政策体制很完善，在一定程度上保护研发者的利益，但是在利益驱使下参与主体对新技术、新产品的模仿能力不断增强。与此同时，企业为了获得规模集聚效益更愿意通过技术专利转让、技术合作等形式构建联盟。在这样的背景下，技术创新溢出效益也成为主体行为的影响因素，虽然这类影响不如成本利益对协同创新的影响明显，但是确实存在并产生影响。如图10 所示，随着学研方独立创新收益的增加，其溢出效益也会增加，在其他因素的同时影响下海洋牧场企业愿意选择协同创新，而企业独立创新也会产生同样的效果。

图10 溢出效应对三方主体的影响

5 研究结论与建议

本研究基于演化博弈论分析了前景理论视角下海洋牧场企业技术协同创新策略选择时的决策机制，构建“政府-海洋牧场企业-学研方”的三方演化博弈模型，对系统的演化策略稳定性进行分析，并分析政府的监管成本与监管强度、中央政府惩罚、政府对企业以及学研方的激励与惩罚、协同创新的利益分配系数与成本分摊系数等因素对系统演化结果的影响，并通过MATLAB 软件进行数值仿真实验。

研究结果表明：第一，海洋牧场企业技术协同创新活动的进行，需要中央政府及地方政府、海洋牧场企业与学研方的共同作用，三方参与主体在多种影响因素的相互作用下进行策略的博弈选择。即政府监管的概率受到海洋牧场企业与学研方的影响，海洋牧场企业的行为主要受到政府与学研方的影响，学研方的行为受到政府以及海洋牧场企业的影响。第二，只有当三方参与主体均满足以下条件时：时，策略组合最终演化至（严格监管、协同创新、协同创新）的理想状态。第三，政府对学研方以及海洋牧场企业的奖励举措以及违约惩罚举措对企业与学研方朝向协同创新趋势的发展具有正向作用，但是政府需要考虑自身情况量力而行；中央政府的介入在一定程度上有利于政府实施严格监管策略，但是从整体层面考虑，其影响的力度偏小；对于企业与学研方来说，成本利益分配是否合理是影响协同创新的关键，利益分配稍有偏差，双方的合作就呈现很明显的分化情况，即一方协同另一方不协同，所以对于成本利益分配程度的把控极为关键。

综合以上研究，提出以下建议：从政府角度来讲，虽然我国已经建立层次清晰的海洋牧场管理组织框架，政府出台一系列的政策制度规范海洋牧场的发展，但是在对海洋牧场技术突破革新方面政府的监督激励举措却很少。目前政府对海洋牧场的资金补贴主要用于其建设阶段，对于后期发展尤其是企业技术发展方面政府关注度不够，而且补贴举措需要改进，主要体现在补贴标准、补贴类型、补贴的发放时间等，而对企业的财政激励并不仅仅局限于直接补贴，税收优惠、金融支持以及海域使用金等方法的综合使用对企业更有吸引力。同时，政府对高校的支持政策也很少。因此，地方政府在落实中央政府政策文件时，以海洋牧场企业实际需求为出发点，关注制约海洋牧场企业关键技术难题，出台成体系的海洋牧场技术监督、激励与惩罚制度体系，指导鼓励海洋牧场企业与学研方通过合作实现技术攻关、产品价值实现以及利益需求的目标。此外，政府可以通过建立产学研合作平台来实现不同组织的互补优势，展示不同组织的研究成果和兴趣，促进知识与技术的转移互补和技术融合，降低合作成本。这样，高校和研究机构就可以实现技术转让和转化，企业也可以提高创新能力。从海洋牧场企业与学研方角度来讲，海洋牧场企业的利益共享、风险共担机制的建立需要遵循公平、公正、公开的制度规则。协同创新过程中，企业学研方知识、技术、人才等资源合理配置使得协同创新过程得以实现，然而需要外在条件约束才能为协同创新提供良好的创新环境。因此，企业与学研方需要建立信息沟通机制、协商监督机制、过程管理机制以及惩罚制约机制、学习机制等。