基于区块链技术的融通仓融资演化博弈研究_杨艳萍.pdf

年 月第 卷第 期河南工业大学学报（社会科学版）（），【主持人语】（河南工业大学杨艳萍教授）党的二十大报告提出，要“全方位夯实粮食安全根基”，“确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”。粮食安全既包括传统概念上的粮食供给数量安全，也涉及粮食流通中的物流与供应链安全，以及整个粮食产业链安全。本栏目的 篇文章，主要围绕供应链数字化、供应链协同、跨境供应链等 个方面，研究了融通仓融资演化博弈策略，揭示了第三方物流嵌入的农产品供应链协同演进机理，探究了中国跨国粮食供应链构建思路，提出了基于区块链的粮食收储监管体系。上述研究成果，紧扣粮食物流与供应链研究中的数字化、协同化、国际化等热点议题，研究结论可为完善现代粮食供应链体系、保障粮食供应链安全、构建跨境粮食供应链提供理论参考与实践借鉴。当前，全球粮食产业链供应链面临的不确定性风险增加，粮食安全的全局性意义更加凸显，期待更多专家学者围绕粮食流通安全的新形势，不断进行理论建构和实践经验总结。收稿日期：基金项目：河南省科技厅软科学研究项目（）作者简介：杨艳萍（），女，河南汝南人，博士，教授，研究方向：风险投资与技术创新管理、物流与供应链管理；程飞雁（），女，河南南阳人，硕士，研究方向：物流与供应链管理。：.。文章编号：（）基于区块链技术的融通仓融资演化博弈研究杨艳萍，程飞雁（.河南工业大学 管理学院，河南 郑州；.郑州工业应用技术学院 软件学院，河南 郑州）摘要：当前区块链技术在供应链金融中发挥着重要作用，对供应链金融中的融通仓融资模式产生了深刻影响。研究探索了区块链技术对融通仓三方博弈的影响，分析了关键参数在引入区块链技术前后对三方演化策略的影响。研究发现，引入区块链技术后，金融机构、第三方物流企业和中小企业的策略向理想策略组合演化的速度提升，即区块链技术有利于营造更加良好的融通仓融资环境；区块链技术降低了关键参数对各方策略选择的影响，有利于促进理想策略组合的形成。关键词：区块链技术；融通仓；演化博弈中图分类号：；.文献标识码：引言 融通仓是供应链金融中一种基于存货的融资模式，是解决我国中小企业融资难、融资贵问题的重要方式。年以来，我国的区块链技术逐渐开始应用于供应链金融领域，在技术上做到了通证、存证，足以解决供应链金融参与机构之间的一些固有问题，区块链与物联网的结合也使得融通仓模式中质押物的实时监管成为可能。因此，区块链技术给供应链金融中融通仓模式带来的影响亟待探索。国内外已有不少学者对基于区块链技术的供应链金融进行了研究，在关于其研究的必要性方面，储雪俭等认为，区块链的固有特性可以避免供应链金融业务中存在的信息不对称和信用问题等，论证了将区块链技术引进仓单质押融资模式中的必要性和可行性；在其应用模式方面，段伟常提出了区块链在不同供应链金融模式下的具体应用架构，苟延杰提出了基于区块链技术的农业供应链金融创新模式，朱兴雄等以国家电网为例，介绍了基于区块链的供应链融资云服务平台；在相关决策方面，杨宏志等运用博弈思想探究了引入区块链技术前后应收账款融资模式下各主体的均衡选择，李健等通过将区块链对供应链金融的运作过程影响量化，研究了生产企业在引入区块链技术前后的贷款和生产决策，唐丹等运用报童模型分析了区块链债转平台模式与传统供应链融资模式下供DOI:10.16433/41-1379.2023.01.015河南工业大学学报（社会科学版）年应链各主体的收益差异。博弈论在很多学科中都有广泛的应用，其中不少学者将其应用于供应链金融参与方的策略选择上。等利用 博弈模型求出零售商的最优订货策略以及银行的最优贷款策略，等利用该模型分析了制造商和零售商的决策，等也利用该模型求得季节性订货的最优订货时间。仇荣国分析了存货质押模式下中小企业与第三方物流企业、中小企业与银行之间的两两动态博弈。杨宏志等分析了引入区块链技术前后应收账款融资模式参与方之间的博弈，发现引入区块链技术后强化了博弈的均衡点（合约，守约，守约）。张路从博弈的视角出发，分别对供应链金融的服务模式和区块链的激励机制进行了分析，提出了区块链驱动供应链金融创新发展的思路和建议。王丛等利用多阶段博弈理论对企业在不同模式下的成本收益进行了检验，结果表明供应链金融可提高个体的收益。综上，国内外不少学者对区块链技术与供应链金融的结合进行了探索，但存在以下问题：一是研究重点多集中于定性分析，且侧重于供应链金融中应收账款这一模式，虽然有一些学者使用了定量分析方法对区块链技术下的存货质押融资模式进行了研究，但将三方主体博弈仅考虑为两两主体间的博弈，未涉及三方主体决策的整体性。二是现有研究中针对融通仓融资模式的决策研究多集中于单方决策或两方博弈。本研究的贡献在于：构建了融通仓 个关键主体的三方演化博弈模型，将融通仓模式与区块链技术相结合，深化了融通仓模式下的决策研究；对比分析了引入区块链技术前后融通仓关键主体理想策略组合（积极监管，诚信，还款）的演化路径，并探索了关键参数对融通仓三方演化策略的影响，有助于丰富融通仓融资模式的研究，为融通仓模式的发展注入新的动力。传统融通仓融资三方博弈分析.研究假设与参数设定 假设：本文将融通仓融资的三个参与方：金融机构、第三方物流企业以及中小企业作为研究对象，且三方均为有限理性。假设：金融机构的策略为“积极监管”或“消极监管”。当金融机构“积极监管”时，需付出积极监管成本，对负责监管质押物的第三方物流企业和提供质押物进行融资的中小企业进行管理和引导，同时也能够给自身带来声誉、政府奖励等额外收益。当金融机构“消极监管”时，无需付出多余成本，也不会获得额外收益。假设：第三方物流企业的策略为“诚信”或“违约”。选择“诚信”策略时，第三方物流企业应准确评估中小企业的运营状况、信誉及其提供的质押物，并全程监控质押物。若第三方物流企业选择“违约”策略，可节约其履约费用，若金融机构消极监管该业务，物流企业还可获得违约的额外收益。假设：中小企业的策略为“还款”或“不还款”。若中小企业按约定还款，则无需支付违约金。若中小企业未在约定时间内还款，需向银行缴纳一定的违约金，若银行消极监管，难以及时发现中小企业的违约行为，则中小企业可额外获得一定时间内的资金使用收益。中小企业质押物的现期价值为，质押率为，贷款金额为，银行贷款利率为，中小企业投资收益率为（其中，）。对金融机构来说，放贷的基本收益为，金融机构对第三方物流企业进行积极监管需付出监管成本，同时会获得额外收益，如声誉收益、上级奖励等；当第三方物流企业违约或中小企业不还款时，金融机构会分别收到违约惩罚 和，若金融机构消极监管，会因未及时发现违约行为，分别遭受违约损失 和。第三方物流企业的基本业务收益为（为单位监管委托费），守约成本为；若违背与金融机构的合约，违约成本为，违约惩罚为，在金融机构消极监管的情况下，第三方物流企业可获得违约的额外收益为。中小企业通过融通仓业务融资的基本收益为；若金融机构消极监管，中小企业可获得不还款的再投资收益仍为，不还款的惩罚为。假设金融机构积极监管，第三方物流企业选择“诚信”策略，中小企业还款的概率分别为：、（，），表 是 种三方博弈策略组合及各方在该策略组合下的期望收益。.复制动态方程 复制动态方程是描述某一策略在一个种群中被采用的频度的动态微分方程，以下是金融机构、第三方物流企业和中小企业的复制动态方程分析：金融机构选择“积极监管”和“消极监管”策第 卷 第 期 杨艳萍，等：基于区块链技术的融通仓融资演化博弈研究 表 金融机构、第三方物流企业和中小企业的三方演化博弈收益矩阵策略选择金融机构积极监管 消极监管 第三方物流企业诚信中小企业还款中小企业不还款第三方物流企业违约中小企业还款中小企业不还款 注：自上而下分别是金融机构、第三方物流企业和中小企业的收益。表 同。略的期望收益分别为 和，平均期望收益为。则：（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）第三方物流企业选择“诚信”和“违约”策略的期望收益函数分别为 和，平均期望收益为。则：（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）中小企业选择“诚信”和“违约”策略的期望收益函数分别为 和 ，平均期望收益为。则：（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）整理后将、对时间 求导得到引入区块链技术前三方博弈主体的复制动态方程：（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）.演化稳定性及仿真分析 根据李雅普诺夫稳定性理论，演化博弈系统在平衡点处的渐进稳定性可以通过分析系统雅可比矩阵的特征值来判断，基于此，本文将构建雅可比矩阵求取特征值，并进行稳定性分析。雅可比矩阵如。其中，、分别代表金融机构、第三方物流企业和中小企业分别选择“积极监管”、“诚信”和“还款”的策略，无引入区块链技术前后之分。（）（）（）（）（）（）（）（）（）|（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）|由于多方演化博弈系统的稳定策略一定是纯策略纳什均衡。故求解系统复制动态方程可以得到 个局部均衡点，即。由李雅普诺夫第一法可知，如果某均衡点为渐进稳定点，河南工业大学学报（社会科学版）年则该点对应的雅可比矩阵特征值需为负，故将上述 个局部均衡点分别代入雅可比矩阵，求得其矩阵特征值，并根据参数假设判断其特征值正负号，得到各均衡点的渐进稳定性，如表 所示。表 雅可比矩阵特征值及渐近稳定性判断均衡点特征值 特征值 特征值 渐进稳定性（，）（）（）（）未知（，）（）（）（）（）未知（，）（）（）（）（）未知（，）（）（）（）（）（）未知（，）（）（）（）（）不稳定（，）（）（）（）（）未知（，）（）（）（）（）（）不稳定（，）（）（）（）（）（）未知 注：表中（）、（）表示特征值的正负性，（）表示特征值符号不确定。表 同。由于、都存在特征值为正的情况，所以该复制动态方程共有 种演化稳定状态。当，时，（，）是系统唯一稳定平衡点。结合以往研究与上述约束条件，对涉及的参数进行赋值假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.。此时各方策略均不符合社会期望，严重影响供应链金融业务的顺利进展，应设法避免。当，时，（，）是系统唯一稳定平衡点。假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.。此时金融机构没有积极参与监管的动力，第三方物流企业的违约行为也没有得到制止。当，时，（，）是系统唯一稳定平衡点。假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.。此时中小企业不还款的收益大于损失，故中小企业选择不还款。当，时，（，）是系统唯一稳定平衡点。假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.，.。即使此时金融机构消极监管，但第三方物流企业违约的成本大于违约的收益，中小企业不还款的损失大于收益，因此第三方物流企业和中小企业也会选择履约。当，时，（，）是系统唯一稳定平衡点。假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.，.。此时第三方物流企业违约的成本小于监管成本，所以选择违约。当，时，为满足该条件，假设：.，.，.，.，.，.，.，.，.，.，金融机构积极监管的额外收益大于积极监管成本，金融机构会选择积极监管，中小企业选择按时还款的收益大于选择不还款再投资的收益减去此时需支付的违约惩罚，中小企业也会选择按时还款。此时均衡点（，）是系统唯一稳定平衡点，是三方主体的理想模式。为更直观地观察三方演化轨迹，借用 仿真软件，得出在 种情形下的演化博弈稳定策略，见图。图 引入区块链前均衡点（，）三维演化路径从以上条件可以看出，如果金融机构的决策为“积极监管”，中小企业的决策一定为“还款”，这反映出金融机构在融通仓模式下的主导地位。图 展示了在，条件下三方策略向理想策略（，）演化随时间 变化的情况。第 卷 第 期 杨艳萍，等：基于区块链技术的融通仓融资演化博弈研究图 引入区块链前演化策略随时间变化图 引入区块链技术后融通仓融资三方博弈分析.研究假设与参数设定 假设：引入区块链技术能够帮助金融机构降低其积极监管所需的时间和金钱成本，也能降低第三方物流企业履行约定评估及监管义务的时间和金钱成本。中小企业质押物的现期价值为，质押率为，贷款金额是，银行贷款利