农产品市场双寡头区块链采纳决策的演化博弈分析

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.1918

摘要/Abstract

摘要：

为减轻消费者对农产品质量的担忧和增强消费者对产品质量的感知，企业正尝试利用区块链对农产品进行品质溯源和质量披露。运用信号博弈理论和演化博弈理论探究了农产品市场双寡头的区块链采纳决策问题，并进一步分析了忠诚型消费者的存在和政府的补贴机制对区块链采纳决策演化均衡的影响。研究结果表明：双寡头区块链采纳决策的演化均衡结果取决于区块链的附加值与农产品的附加值比值的大小，当该比值很小且不断增大时，双寡头将依次经历三个阶段，即从均不采纳，到单方采纳且双方均在采纳与不采纳之间摇摆，再到均采纳。忠诚型消费者的存在将使企业更容易陷入到摇摆阶段，而政府的补贴政策可以帮助企业跳出摇摆阶段，也即使双寡头均采纳区块链。

关键词: 农产品, 双寡头, 区块链, 信号博弈, 演化博弈

Abstract:

To alleviate consumers’ concerns about the quality of agricultural products and enhance consumers’ perception of product quality， companies are trying to use blockchain technology to trace and disclose the quality of agricultural products. Using signaling game and evolutionary game theories to explore the blockchain technology adoption decisions of two oligopolies in an agricultural market， and further analyze the impact of the presence of loyal consumers and government subsidy mechanisms on the evolutionary equilibrium of blockchain technology adoption decisions. The theoretical results show that the evolutionary equilibrium of these two oligopolies’ blockchain technology adoption decisions depend on the ratio of the added value of blockchain technology to the added value of the agricultural products. When this ratio is sufficiently small and increasing， these two oligopolies will go through three stages， i.e.， from Stage I in which this technology is not adopted by any oligopoly， to Stage II in which this technology is only adopted by one of the two oligopolies who oscillate between adoption and non-adoption， and then to Stage III in which blockchain technology is adopted by both oligopolies. The presence of loyal consumers makes it easier for companies to fall into the swing stage， while the government’s subsidy policies can help companies get out of the swing stage， i.e.， it makes these two oligopolies adopt blockchain technology.

Key words: agricultural products, duopoly, blockchain, signaling game, evolutionary game

中图分类号:

F224

李志文, 徐贤浩, 关旭, 柏庆国, 陈程. 农产品市场双寡头区块链采纳决策的演化博弈分析[J]. 中国管理科学, 2025, 33(7): 324-336.

Zhiwen Li, Xianhao Xu, Xu Guan, Qingguo Bai, Cheng Chen. Evolutionary Game Analysis for Blockchain Adoption Decisions of Two Oligopolies in An Agricultural Market[J]. Chinese Journal of Management Science, 2025, 33(7): 324-336.

图/表 11

表1

表2

符号及其说明"

符号	说明
$i$	表示产品、分销商的指示号， $i ∈ {1,2}$
$j$	表示两分销商不同的区块链采纳情形， $j ∈ {N N, N A, A N, A A}$
$a$	表示产品质量的不确定性， $a ∈ (0,1)$
$λ$	表示消费者接收到高质量信号的概率， $λ ∈ (1 / 2, 1]$
$ϕ$	表示质量信号的准确率， $ϕ ∈ [0, 1 / 2]$
$β$	表示两产品之间的替代率， $β ∈ [0,1]$
$s$	表示消费者接收到的产品质量信号，高质量信号（ $= h$ ），低质量信号（ $= l$ ）
$η$	表示忠诚型消费者的数量
$S$	表示政府的补贴额度
$q i$	表示产品 $i$ 的真实质量，高质量（ $= q H$ ），低质量（ $= q L$ ）
$Q i$	表示零售商 $i$ 的订购量
$c p i$	表示产品 $i$ 的单位采购成本
$c s i$	表示产品 $i$ 的单位销售成本，其中 $c = c p i + c s i$
$c b$	表示区块链技术的边际采纳成本，其中 $c T = c + c b$
$F$	表示区块链技术的固定采纳成本，其中 $F ≥ 0$
$p i$	表示产品 $i$ 的单位零售价格
$π D i j$	表示分销商 $i$ 在情形 $j$ 下的期望利润
*	表示均衡或最优解的上标

表2

图1

图2

图3

图4

表3

系统（I）各平衡点的行列式和迹"

点	$d e t J$	$t r J$
（0，0）	$(π D 1 A N * - π D 1 N N ) (π D 2 N A - π D 2 N N *)$	$π D 1 A N * + π D 2 N A * - π D 1 N N * - π D 2 N N *$
（1，0）	$(π D 1 N N * - π D 1 A N ) (π D 2 A A - π D 2 A N *)$	$π D 1 N N * + π D 2 A A * - π D 1 A N * - π D 2 A N *$
（0，1）	$(π D 1 A A * - π D 1 N A ) (π D 2 N N - π D 2 N A *)$	$π D 1 A A * + π D 2 N N * - π D 1 N A * - π D 2 N A *$
（1，1）	$(π D 1 N A * - π D 1 A A ) (π D 2 A N - π D 2 A A *)$	$π D 1 N A * + π D 2 A N * - π D 1 A A * - π D 2 A A *$
（ $x $ ， $y $ ）	$- (π D 1 A A * - π D 1 N A ) (π D 1 N N - π D 1 A N ) (π D 2 A A - π D 2 A N ) (π D 2 N N - π D 2 N A ) (π D 1 A A + π D 1 N N * - π D 1 N A * - π D 1 A N ) (π D 2 A A + π D 2 N N * - π D 2 A N * - π D 2 N A *)$	0

表3

表4

系统（I）的平衡点及局部稳定性"

点	条件I			条件II			条件III
点	$d e t J$	$t r J$	均衡结果	$d e t J$	$t r J$	均衡结果	$d e t J$	$t r J$	均衡结果
（0，0）	+	+	不稳定点	+	+	不稳定点	+	-	ESS
（1，0）	-	-	鞍点	+	-	ESS	-	-	鞍点
（0，1）	-	-	鞍点	+	-	ESS	-	-	鞍点
（1，1）	+	-	ESS	+	+	不稳定点	+	+	不稳定点
（ $x $ ， $y $ ）	不是平衡点			-	0	鞍点	不是平衡点

表4

图5

图6

表5

考虑存在忠诚型消费者的最优决策与利润"

参数	情形NN	情形AN	情形NA	情形AA
$Q 1 j *$	$1 - c - η 2 + β$	$(2 - β) (1 - c - η) + 4 (2 λ - 1) ϕ a - 2 c b 4 - β 2$	$(2 - β) (1 - c - η) - 2 β (2 λ - 1) ϕ a + β c b 4 - β 2$	$1 + 2 (2 λ - 1) ϕ a - c T - η 2 + β$
$Q 2 j *$	$1 - c - η 2 + β$	$(2 - β) (1 - c - η) - 2 β (2 λ - 1) ϕ a + β c b 4 - β 2$	$(2 - β) (1 - c - η) + 4 (2 λ - 1) ϕ a - 2 c b 4 - β 2$	$1 + 2 (2 λ - 1) ϕ a - c T - η 2 + β$
$π D 1 j *$	$[1 - c + (1 + β) η] 2 (2 + β) 2$	$[(2 - β) (1 - c + (1 + β) η) + 4 (2 λ - 1) ϕ a - 2 c b] 2 (4 - β 2) 2 - F$	$[(2 - β) (1 - c + (1 + β) η) - 2 β (2 λ - 1) ϕ a + β c b] 2 (4 - β 2) 2$	$[1 + 2 (2 λ - 1) ϕ a - c T + (1 + β) η] 2 (2 + β) 2 - F$
$π D 2 j *$	$[1 - c + (1 + β) η] 2 (2 + β) 2$	$[(2 - β) (1 - c + (1 + β) η) - 2 β (2 λ - 1) ϕ a + β c b] 2 (4 - β 2) 2$	$[(2 - β) (1 - c + (1 + β) η) + 4 (2 λ - 1) ϕ a - 2 c b] 2 (4 - β 2) 2 - F$	$[1 + 2 (2 λ - 1) ϕ a - c T + (1 + β) η] 2 (2 + β) 2 - F$

表5

参考文献 25

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时间	事件
2016年10月	IBM、沃尔玛及清华大学合作共同开发和部署区块链以改善食品（如猪肉和芒果等）的可追溯性和透明性
2017年6月	京东开发和部署JD Chain区块链技术对农副产品（如进口奶粉和酒水）进行了品质溯源
2017年9月	众安科技借助区块链技术推出了“步步鸡”项目，旨在打造生态养殖模式
2017年10月	美国嘉吉公司利用区块链对火鸡的生产和流通环节进行全程溯源
2017年10月	华为依托“智慧农场”项目并利用区块链对“耐盐碱水稻”（俗称“海水稻”）进行全程追踪，包括稻种选育、水稻生产，以及稻米加工、流通和销售等多个环节
2018年8月	阿里巴巴为五常大米引入蚂蚁金服区块链追溯技术