基于演化博弈的我国电商绿色包装稳定策略分析_谢彩虹.pdf

基于演化博弈的我国电商绿色包装稳定策略分析doi:10.3969/j.issn.1674-7100.2023.03.002收稿日期：2022-11-30基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（2022JJ50089）；湖南省包装经济研究基地项目（2021BZJG05）作者简介：谢彩虹（1982-），女，湖南醴陵人，湖南工业大学讲师，主要研究方向为物流与供应链管理，E-mail：通信作者：邹 筱（1976-），女，湖南株洲人，湖南工业大学教授，博士，硕士生导师，主要从事物流与包装管理研究，E-mail：谢彩虹1,2 邹 筱1,21.湖南工业大学 商学院 湖南 株洲 4120072.湖南工业大学 湖南省包装经济研究基地 湖南 株洲 412007摘要：实施绿色包装是在电商快速发展过程中亟待解决的问题。在演化博弈理论的假设前提下，构建了以政府-电商企业-消费者三方为主体的博弈模型；探讨三方的期望收益模型、复制动态方程及由此构成的雅可比矩阵；分析三方博弈模型的均衡点，并判断出稳定点；最后通过数值仿真加以验证。研究结果表明，政府消极监管、电商企业提供绿色包装、消费者参与所构成的策略集是三方演化博弈的稳定点。关键词：演化博弈；电商；绿色包装中图分类号：F224.32；TB484.6 文献标志码：A文章编号：1674-7100(2023)03-0009-08引文格式：谢彩虹，邹 筱.基于演化博弈的我国电商绿色包装稳定策略分析 J.包装学报，2023，15(3)：9-16.2023 年 第 15 卷 第 3 期 Vol.15 No.3 May 2023包 装 学 报 PACKAGING JOURNAL031 研究背景2022 中国电子商务大会报告显示，2021 年我国电商交易规模达 42.3 万亿元，同比增长 19.6%。在其迅猛发展的同时，电商的包装问题也成为大众关注的热点，很多消费者认为网购太浪费包装。虽然京东和菜鸟等一些企业已经开始自建全套完善的回收供应链，以达到对包装的回收和再利用，但其回收率远达不到环保的要求。包装行业是一个与环境保护和可持续发展息息相关的行业，如何让电商的包装更加绿色化是亟待解决的难题。自 1987 年联合国首次提出“绿色包装”以来，我国先后制定了 4 部专项法和 8 部资源法，并出台了相关的实施方案，如中华人民共和国环境保护法推进快递业绿色包装工作实施方案等，以此推动我国绿色包装的发展。目前，学术界关于如何实现绿色包装的研究，主要集中在绿色包装标准的制定、包装技术及包装材料的改进等方面；而从管理学视角的研究，主要是从包装废弃物回收的角度实现包装绿色化。自 R.C.Savaskan 等1提出零售商回收是逆向物流最有效回收模式以来，不少学者开展了深入研究。罗定提等2侧重从政府补助的视角出发，分析了不同回收主体的利润及不同模式下的农药包装废弃物回收率，得出了最佳回收模式。李正军等3通过对企业自行回收、合作回收和第三方回收的比较分析，选择了最经济的回收方式。罗子灿等4探讨了零售商回收模式下包装尺寸等在逆向物流回收过程中对各方利润的影响。鲁芳等5引入消费者环保因素，构建了第三方和电商物流企业回收两种回收模式，并比较分析了两种模式的优劣。G.Singh 等6从认知、功能、经济、象征、利他、生物圈等 6 个价值方面，实证分析了绿色包装对消费者消费行为均有影响。目前，已有文献用演化博弈方法来解决快递包装回收与绿色化的问题，主要是通过引入某因素如政府-10-2023 年 第 15 卷 第 3 期 Vol.15 No.3 May 2023包 装 学 报 PACKAGING JOURNAL03或消费者来探讨两方为主体的博弈7-8；也有引入政府惩罚或管制来研究三方为主体，不同参数变化下的策略选择9-15。在实际中，电商企业是否提供绿色包装受政府监督和消费者参与程度的影响。政府对环保意识的宣传是提升消费者参与的关键，政府补贴制度是电商企业实现绿色包装的动力，政府监督及处罚是保证绿色包装长期健康发展的保障，电商包装绿色发展是政府、企业、消费者共同推动的结果。因此，本文构建政府-电商企业-消费者的三方演化博弈模型，以探究电商企业实行绿色包装的长期稳定策略。2 三方演化博弈模型构建政府、消费者、企业群体数量大，差异性也大，作决策时很难达成一致，因此用完全理性假设下的博弈理论分析会与实际不相符，只能以有限理性为前提假设的演化博弈理论来解决。演化理论认为群体中的个体可以通过模仿、学习、突变等过程达到稳定的动态平衡，形成稳定策略。2.1 模型假设与参数设置假设 1 在博弈模型中，政府、电商企业、消费者均是有限理性的；在博弈过程中，政府、电商企业、消费者都是独立选择各自的策略。假设 2 政府的策略选择有积极监管，消极监管，概率分别为 x 和 1-x，x 的取值区间为 0,1。政府的“积极监管”策略主要是包括前期投入，如宣传环保知识、对提供绿色包装的电商企业适当的补贴、对未提供的企业进行罚款等。而“消极监管”策略下，政府既不提供补贴也不罚款，对消费者也没有奖励，但迫于政策压力，还是得对污染的环境进行治理。假设3 电商企业的策略选择为 实施绿色包装，不实施绿色包装，概率分别为 y 和 1-y，y 的取值区间为 0,1。假设 4 消费者的策略选择为参与，不参与，概率分别为 z 和 1-z，z 的取值区间为 0,1。消费者参与指消费者会关注电商企业是否提供了绿色包装并参与回收，如没提供会对企业和政府进行信息反馈。根据以上假设进行参数设置，如表 1 所示。2.2 模型构建根据模型假设与参数设置，分情形讨论政府、电商企业、消费者的收益矩阵。情形 1 政府积极监管且消费者参与。1）若电商企业实施绿色包装，对于政府来说，获得环境效益和社会效益 RG，但同时也要付出前期投入 CG和对提供绿色包装的电商企业的补贴 SG，电商企业付出的成本为 CE，此时除获得收益 RE+RE外，还能获得政府的补贴 SG；消费者获得环境改善收益 IP+IP，同时付出的参与成本包括信息反馈成本 CPE和举报成本 CPG。2）若电商企业不实施绿色包装，政府获得对电商企业的罚款 PG，付出前期投入 CG、对环境治理的成本 AG以及因消费者举报导致的损失 D；电商企业此时获得收益只有 RE，而面临着政府罚款PG和声誉下降 Q 的损失；消费者此时面临环境损失 LP和付出的参与成本 CPE及 CPG。表 1 模型参数设置Table 1 Model parameter setting博弈方政府电商企业消费者参数CGSGPGRGAGDCEREREQIPIPLPCPECPG 含 义政府前期投入如环保宣传等的成本，其中系数 为投入力度（0 1）采用积极监管策略下，政府对提供绿色包装的电商企业的补贴，其中系数 为补贴力度（0 1）采用积极监管策略下，政府对未提供绿色包装的电商企业的罚款，其中系数 为监管力度（0 1）企业提供绿色包装，政府获得的环境效益和社会效益电商企业不实施绿色包装时，政府对环境污染进行治理的成本消费者举报导致政府的损失，包括威信下降及为鼓励举报而设置的奖金等电商企业实施绿色包装的成本电商企业在不提供绿色包装情况下获得的收益电商企业提供绿色包装时除政府补贴外的收益，如声誉度提高带来的收益电商企业不提供绿色包装时遭消费者举报导致声誉下降、销售收入下滑，与消费者的不满意度成正相关（0 1）电商企业实施绿色包装，消费者获得的环境改善收益电商企业实施绿色包装且消费者参与，消费者获得的额外环境改善收益电商企业不实施绿色包装，给消费者造成的环境损失消费者参与策略下，信息反馈给电商企业的成本，其中 为消费者参与信息反馈的强度因子（0 1）消费者参与策略下，对政府进行举报的成本，其中 为消费者参与举报的强度因子（0 0，F(x=1)0，则 x*=1 是 ESS，即当电商企业以小于的概率提供绿色包装时，政府进行积极监管是稳定状态。考虑复制动态方程（11），当时，Fy始终为 0，意味着对于任意的 y 都是稳定状态，即方程（11）处于稳定的状态；当时，F(y=0)0，则 y*=0 是 ESS，即当政府以小于的概率监管时，电商企业将选择不提供绿色包装是稳定状态；当时，F(y=0)0，F(y=1)0，则 y*=1 是 ESS，即当政府以大于的概率监管时，电商企业将选择提供绿色包装是稳定状态。考虑复制动态方程（12），当时，Fz始终为 0，意味着对于任意的 z 都是稳定状态，即方程（12）处于稳定的状态；当时，F(z=0)0，则 z*=0 是 ESS，即当电商企业以小于的概率提供绿色包装时，消费者将选择不参与是稳定状态；当时，F(z=0)0，F(z=1)0，则 z*=1 是 ESS，即当电商企业以大于的概率提供绿色包装时，消费者将选择参与是稳定状态。令 Fx=0，Fy=0，Fz=0，可 求 得 均 衡 点：E1(0,0,0)，E2(0,0,1)，E3(1,0,0)，E4(1,0,1)，E5(0,1,0)，E6(1,1,0)，E7(0,1,1)，E8(1,1,1)；除此之外，还存在E9(x*,y*,z*)的均衡点，该点满足式（13）。（13）对以上均衡点进行雅可比矩阵分析，雅可比矩阵-13-根据雅可比矩阵，可得各均衡点的特征值，如表3 所示。3.2 三方博弈稳定性分析根据演化博弈均衡点稳定的条件，当雅可比矩阵J 的行列式 Det J0 和迹 Tr J0，从而容易推断RE+SG+PG+Q-CE0。对于消费者来说，消费者参与下因电商企业实施绿色包装而获得的额外环境改善收益，要大于其信息反馈和参与举报的成本，否则消费者不愿意参与进来，即满足 IP-CPG-CPG0。通过分析均衡点 E5E8对应特征值 2可知，对于消费者来说，消费者参与下因电商企业实施绿色包装而获得的额外环境改善收益，要大于其信息反馈和参与举报的成本，否则消费者不愿意参与进来，即满足 IP-CPG-CPG0。均衡点 E1E4对应特征值 2的符号主要取决于 PG-CG的符号，也就是政府在积极监管策略下对未提供绿色包装的电商企业的罚款，与政府前期投入的大小关系。当政府在积极监管策略下，对未提供绿色包装的电商企业的罚款大于政府前期投入时，即 PGCG，也就是 PG-CG0，可判断出均衡点 E1E4对应特征值 2的符号，记为情形 1；而当政府在积极监管策略下，对未提供绿色包装的电商企业的罚款小于政府前期投入时，即 PGCG，也就是 PG-CG0 和RE+SG+PG-CE0，以及复制动态方程（10）（12）的函数形式，对相关参数进行赋值：设=0.2，CG=80，=0.5，SG=60，=0.5，PG=80，RE=60，CE=60，=0.5，Q=30，IP=50，=0.5，CPE=20，=0.5，CPG=20。首先，对以上赋值随时间演化 50 次，结果如图基于演化博弈的我国电商绿色包装稳定策略分析谢彩虹，等03表 3 各均衡点雅可比矩阵的特征值Table 3 Eigenvalues of Jacobian matrix at each equilibrium point均衡点E1(0,0,0)E2(0,0,1)E3(1,0,0)E4(1,0,1)E5(0,1,0)E6(1,1,0)E7(0,1,1)E8(1,1,1)E9(x*,y*,z*)特征值 1-CPE-CPG CPE+CPG-CPE-CPG CPE+CPG-CG-SGCG+SG-CG-SGCG+SG特征值 2PG-CGPG-CGCG-PGCG-PG IP-CPE-CPG IP-CPE-CPGCPE+CPG-IPCPE+CPG-IP特征值 3 RE+SG+PG-CERE+SG+PG+Q-CE RE+SG+PG-CE RE+SG+PG-CE-(RE+SG+PG-CE)-(RE+SG+PG-CE)-(RE+SG+PG-CE)-(RE+SG+PG+Q-CE)鞍点表 4 各均衡点特征值符号及稳定性判断Table 4 Eigenvalue symbols and stability judgment of each eq