质量安全追溯体系三方动态演化博弈及仿真分析

■王 璜 李明贤

质量安全关系人民福祉、社会稳定与经济发展，然而质量安全事件仍然频发，造成一定的社会不安定，引发学术界和社会各界的广泛关注，如何运用现有可追溯体系来确保质量安全成为解决安全事件的关键。以生猪为例，政府带有强制性的生猪质量安全可追溯体系在规范生产者严格按照标准生产的同时，也要满足消费者对生猪质量安全的诉求，只有兼顾各利益相关者的利益，才能实现生猪质量安全追溯体系的动态平衡。分析政府、生产者、消费者三者博弈过程，可以厘清三方不同参与主体的动态演化规律，探讨不同主体进行策略选择时相互影响以及在不同参数变化下各个主体策略选择。通过构建三方博弈模型，求解演化稳定均衡解，进行仿真分析，结果表明各行为主体方利益诉求及利益实现形式是影响其行为决策的关键因素。完善生猪质量安全可追溯体系，政府要承担其责任，完善对市场的奖惩机制，生产者应大力开发和运用生猪质量安全可追溯系统，要积极引导消费者参与生猪质量安全追溯体系的评价。

生猪产品及制成品作为我国民众消费占比最大的肉类食品，其质量安全是全民关注的焦点。自2005年国务院发布《全国食品药品专项整治工作安排的通知》中首次提出建立农产品质量安全可追溯制度以来，我国生猪质量安全追溯体系建设已有十余年历史。在日益严苛的质量安全监管和实施农产品质量可追溯背景下，生猪质量安全追溯体系的建设步伐不断加快，基本涵盖了生猪产加销的各个环节，完全实现了生猪产品的可追溯。尽管生猪质量安全体系实现了可追溯生猪产品全覆盖，但猪肉质量安全事件依然频发，且呈现出季节性交替出现的现象，尤其是2018年爆发的“非洲猪瘟”对民众的饮食安全造成了极大威胁。这充分说明我国生猪质量安全追溯体系存在事前没有及时的预警机制和事后没有精准的追溯溯源功能与有效的阻断等突出问题。

在构建生猪质量安全追溯体系的进程中，政府鼓励和支持企业生产可追溯猪肉，企业为了实现产品溢价从而加快构建生猪质量安全追溯体系，而作为生猪追溯体系的末端，消费者对市场上的生猪质量安全感知决定了是否愿意购买可追溯猪肉，由此构成了生猪生产消费的利益相关者关系。在实践中，政府监管机制的健全度，企业基于利益最大化的信息披露程度以及消费者的认知状况和购买意愿，三方交互影响生猪质量安全追溯体系的运行。深入分析生猪质量安全追溯体系参与主体之间的利益分配和长期变化，成为目前亟待解决的问题。在政府、企业构建的生猪质量安全追溯体系不断完善、消费者认知不断提高的情况下，进一步分析三者的利益链接机制，剖析参与主体之间的长期利益均衡，具有重要的理论和现实意义。

本文将分析生猪质量安全追溯体系的不同参与主体的行为特点，构建政府、生产者和消费者之间的三方演化博弈模型，剖析不同主体之间策略选择的相互影响，为生猪质量安全追溯体系的建设提供理论参考，以进一步提高生猪质量安全，维护消费者权益，持续保持社会秩序稳定。

追溯是供应链上所有参与者的共同承诺，包括供应链管理和组织间信息流的整合［1］。追溯体系是在生产过程或供应链中用于跟踪产品或产品的流动体系［2］。当前的追溯体系尚不健全，存在无法链接食品链记录，记录的不准确和错误，在获取必要数据方面有延迟等问题［3］。食品可追溯体系的水平取决于供应链主体间的协同合作水平［4］，整个追溯体系的运行主体涉及政府、生产者和企业。国内外的文献中也主要从这三方论述生猪质量安全追溯体系。

Appeihanz、Dandage、Mattevi等人从生产者的角度分析生猪质量安全追溯体系，发现生产者作为生猪质量安全追溯体系中的关键构建者，是直接受利益人，构建生猪可追溯体系可以让企业获得更大的收益和最有益的投资，可以减少企业责任索赔的风险。Kevin、曹裕、代艳丽、温兴琦、Nawi等从政府的角度研究对生猪质量安全追溯体系建设的监管，政府如果提高监管强度和处罚力度，并辅之以适当的资金和技术补贴，有利于减少生产经营者不诚信行为［5］，政府的治理有售前检测、过程监督、事后惩罚、信息发布和公众参与等［6］。Meuwissen、Nawi、吴林海等主要研究消费者对生猪质量安全追溯体系的态度，追溯体系能极大地提高市场上食品信息的透明度，提升消费者对食品的信任水平［7］。一般而言，消费者对完整的可追溯信息越信任，那么就越具有高的支付意愿［8］。

博弈本质上是一种决策行为，是人与人之间相互关系、决策对抗下的行为选择。根据不同参与主体的数量，又可以细分为双方博弈、三方博弈和多方博弈；
根据博弈过程又分为静态博弈、动态博弈和重复博弈。动态博弈主要是指在大量博弈中各博弈方的选择和行动有先后次序，同时其他博弈方也可以看到各博弈方的决策行为，甚至包括交替选择和行动［9］。动态博弈中各方的选择可能有多次，多次行为之间有内在联系。动态博弈中存在不对称性，先行博弈方可能有主动权，即先行优势，后行博弈方可能对信息有更多了解，也可能出现后发制人的情况。

生猪质量安全追溯体系涉及的参与主体比较多，各参与主体表现出“追求市场利润最大化”的本性。显而易见，生猪质量安全追溯体系的有效运行过程实质就是生猪养殖户、生猪行业龙头企业、生猪合作社、消费者与政府等参与主体者之间的利益博弈和均衡的发展过程，只有各参与主体间在约束机制下达到目标函数值时，才能令生猪质量安全追溯体系各参与主体得到紧密而良好的联结，促使生猪质量安全追溯体系向更高层次发展，进而促进生猪质量安全追溯体系的有效运行。

基于现有研究，在生猪质量安全追溯体系参与主体的策略选择行为研究中，本文构建了包括政府、生产者和消费者在内的三方演化动态博弈模型，分析三方主体间动态演化博弈的过程，研究主体间稳定策略选择的影响机制，以及参数变化情况下不同主体稳定策略的选择。文章运用Matlab2018进行仿真分析，探寻不同主体在不同策略组合及参数变化下的行为演化趋势，并据此提出相关对策建议。

（一）模型假设

在进行动态博弈模型构建之前，需要对参与主体的行为决策提出必要的前提假设。结合本文三方参与主体的特点，拟作出如下假设。（1）经过前文的分析，我国生猪质量安全追溯体系的构建主要是政府强制实施，生猪企业进行具体的操作，最终才到达消费者端。为此，本文假设行为参与的三个主体分别是：政府、生产者和消费者。（2）生猪质量安全追溯体系的主要参与者，在市场环境背景下都是以追求利益最大化为目的，其行为选择遵循有限的理性经济人假设。（3）在生猪质量安全追溯体系三方参与主体中，政府的策略选择是“监管”或“不监管”时，会对整个博弈结果产生影响。当政府选择“监管”时，会产生监管的成本，同时也会获得一定的社会效益，如：政府形象的提升、公信力的增加等等；
当政府选择“不监管”时，即不参与生猪质量安全追溯体系监督以及与之相关的建设，对其放任自流，这时政府不需要支付成本，其形象和公信力也会下降。（4）在生猪质量安全追溯体系建设中，生产者的策略选择是“作为”或“不作为”时，直接影响生猪质量安全追溯体系能否建成。当生产者选择“作为”时，那么会产生构建的成本，这个成本是生产者进行项目运行时的一般性支出，政府也会对生产者实施奖励，即对其项目实施中的完成度、资源配置和服务质量进行基础奖励；
而生产者选择“不作为”时，政府对其实施处罚，意味着项目实施中完成程度、资源配置和服务质量存在一定问题。与此同时，也造成生产者形象损失以及给消费者带来一定程度的信任损失。（5）在生猪质量安全追溯体系运行过程中，消费者对生猪质量安全追溯体系有效运行评价为“满意”或“不满意”时，会对生猪质量安全追溯体系的有效运行产生一定影响。当消费者对追溯体系评价为“满意”时，即对生产者提供的生猪质量安全追溯体系和结果感到认同时，会增加相应的社会效应；
反之，消费者对追溯体系评价为“不满意”时，即消费者对生产者提供的生猪质量安全追溯体系建设和对生猪产品质量不认同时，会产生相应的投诉成本。

（二）模型构建

1.参与主体。政府作为生猪质量安全追溯体系建设的参与主体，其行为策略分为“监管”与“不监管”。如果政府“监管”的概率为x，x∈［0，1］，相反，政府“不监管”时概率为1-x，如果政府选择“不监管”，那么市场上将充斥大量的不安全生猪产品对消费者产生了信任违背，导致信任损失。

生产者作为提供生猪质量安全追溯体系运行的重要参与主体，其行为策略为“作为”和“不作为”。如果生产者“作为”的概率为y，y∈［0，1］，“不作为”的概率则为1-y。

消费者在面对政府和生产者不同行为策略的选择时，会做出不同的行为策略的选择。如果消费者“满意”时的概率为z，z∈［0，1］则消费者“不满意”时的概率则为1-z。

在生猪质量安全追溯体系建设的过程中和信息不对称情况下，由于政府和生产者在不同行为选择上，会产生成本的支出和公信力的变化。本文通过构建“政府—生产者—消费者”三方博弈模型，分析“成本—收益”的路径。“政府—生产者—消费者”三方博弈策略组合如图1所示。

图1 生猪质量安全追溯体系三方博弈的博弈树模型

2.参数设置与支付矩阵。根据表1所示，对各主体的成本、收益情况进行如下参数设置，以研究不同策略组合下各参与主体的收益情况。

根据表1的参数设定，可以进一步构建各主体的支付矩阵。政府、生产者和消费者三者之间的博弈组合共有8种，基于以上参数，可以得到政府、生产者和消费者在这8种策略组合下各自的收益情况，如表2所示。

表1 相关参数设置及解释

（三）模型分析

1.期望收益函数。基于表2所示的三方博弈支付矩阵，可以得到生猪质量安全体系中政府、生产者和消费者三者的期望收益。政府“监管”的期望收益为E11，当政府考虑监管成本较大，选择“不监管”时，那么相应的可以得到政府在博弈过程中的期望收益暂且设为E12，同理，可相应的计算政府的平均期望收益，设为；
本文在假设中把所有参与生猪质量安全追溯体系的集合体看成生产者，生产者在博弈过程中，当选择“作为”时，那么可知其生产者的期望收益为E21，当选择“不作为”时，那么同理计算其期望收益，暂且设为E22，生产者平均期望收益为；
此外，当消费者对可追溯猪肉感到“满意”时，那么相应的可以得到消费者在博弈过程中的期望收益暂且设为E31，当消费者对可追溯猪肉感到“不满意”时，依然可以得出其期望收益为E32，同理，消费者的平均期望收益设为。

表2 政府、生产和消费者三方的博弈收益矩阵

2.三方博弈模型的复制动态方程

政府复制动态方程：

根据前文的分析，可以相应的得出生产者行为选择对政府动态演化的影响，如图2所示：

图2 生产者行为选择对政府动态演化的影响

生产者复制动态方程：

根据前文的分析，可以相应的得出政府行为选择对生产者动态演化的影响，如图3所示：

图3 政府行为选择对生产者动态演化的影响

消费者复制动态方程：

根据前文的分析，可以相应的得出政府行为选择对消费者动态演化的影响，如图4所示：

图4 政府行为选择对消费者动态演化的影响

3.博弈模型结果分析。上述生猪质量安全追溯体系各参与方的动态博弈演化趋势分析表明：

在生猪质量安全追溯体系三方动态博弈过程中，任何一方行为发生变化都会对其他两方的行为产生影响。这主要是因为各方追求的利益最大化有交叉重合的地方，即三方有共同的利益诉求，也有自身付出成本和行为选择产生的不同利益结果。具体来说，当生产者不遵守市场规律而生产劣质猪肉时，会导致消费大众的不满，当消费者权益受到损害时，就会采取向政府部门投诉，或者运用政府权威来遏制生产者的行为，最终达到相对平衡的状态。但并不是总是绝对平衡状态，而是相对平衡状态，三方在动态博弈中利益发生倾斜后，一方制约另一方，从而扭转不平衡状态，达到相对平衡状态。在仿真的过程中，我们也可以看出，无论系数怎么设置，经过一段时间后，各方的博弈又处于一个稳定的水平线上。

政府行为选择无限接近1，即政府倾向于选择“监管”。政府监管策略的概率会随着生产者选择“作为”时的概率的减少而增加，他们呈负向影响。当生产者“作为”的概率减少时，生猪质量安全追溯体系运行有效性降低，政府给对生产者的惩罚额将增加。此外，政府在选择监管的概率会随着消费者感知是否满意策略概率的增加而减少。为此，政府和消费者要加强联系，让消费者更多参与监管，如此可以降低政府成本，增加政府监管带来的惩罚收益和不监管的信任损失，提高监管效率，促使生猪质量安全追溯体系有效运行。

生产者行为选择无限接近1，即生产者最终趋向于选择“作为”。政府选择监管策略的概率大于某一水平时，生产者会趋向于选择作为策略的概率越大，生产者会提供质量高的猪肉。生产者在选择时更多选择“作为”，消费者也减少选择“不满意”策略。因此，增加生产者、政府和消费者之间的联系，可以减少生产者的成本，增加其收益。这类收益包括政府的奖励，消费者满意度增加时的外部溢出收益等。生产者对选择“作为”的收益和选择“不监管”策略时的损失的权衡，能促进生产者提供高质量的生猪产品。

消费者行为选择无限接近1，即消费者最终趋向于选择“满意”。其中，消费者选择满意策略的概率越大，生产者选择作为策略的概率越低。消费者选择满意策略的概率随着政府选择监管策略概率的增加而增加。因此减少消费者选择策略所产生的成本，增加消费者的收益，都将促使消费者朝着强化目标监管的方向发展。

为了验证三方博弈模型构建的正确性、可靠性和稳健性，本文运用数字矩阵实验室Matlab2018进行数值模拟仿真，来模拟具体的参数变化下，三个行为主体的稳定策略结果，参数设置为：政府选择监管时的成本C1为1；
政府监管时，获得的监管收益R1为4；
政府不监管时，消费者的信任损失T1为6；
生产者实施追溯付出的成本C2为3；
生产者作为得到政府的奖励性收益R2为5；
生产者不作为时受到政府的罚金T2为3；
消费者不满意选择不购买对生产者造成的损失T3为1；
消费者满意时，获得的食品安全收益R3为3；
消费者满意时，购买安全食品成本L1为2；
消费者不满意时，向政府部门投诉成本T4为0.5，下面进行具体的仿真分析。

（一）政府稳定策略的仿真分析

对政府初始策略为x=0.2，x=0.4，x=0.6，x=0.8进行数值分析，随机生成4组数据并分析生产者y和消费者z的策略选择概率对政府稳定策略的影响。图5表明，当生产者更多选择“作为”时，政府更加倾向于“不监管”；
当生产者选择“不作为”的概率加大时，政府则倾向于“监管”策略。因此，在演化博弈过程中，生产者如果拒绝提供高质量的生猪产品，消费者不满意度增加，会采取投诉措施，影响生产者的收益。生产者在此压力下，为最大程度规避损失，会倾向于选择“作为”策略，提高生猪产品质量。为了实现社会利益最大化，在此情况下，政府“监管”的力度降低，这将会形成较为理想的社会状态。

图5 政府演化仿真图

（二）生产者稳定策略的仿真分析

对生产者初始策略为进行数值分析，随机生成4组数据并分析政府x和消费者z的策略选择概率对生产者稳定策略的影响。如图6所示，其仿真结果如下，当政府选择监管的概率变大时，生产者趋向于采取作为的稳定策略；
当政府选择监管的概率越小时，生产者趋向于采取不作为的稳定策略。为规避政府处罚，生产者会选择作为的稳定策略，此时消费者对生猪产品的质量表示满意。在三方博弈中，政府占主导地位，其策略选择影响其他二者的策略选择。所以加强政府监管力度，对生产者的作为策略选择进行适当奖惩，会减少其不作为行为。

图6 生产者演化仿真图

（三）消费者稳定策略的仿真分析

对消费者初始策略为进行数值分析，随机生成4组数据并分析政府和生产者的策略选择概率对消费者稳定策略的影响。如图7所示，其仿真结果如下，当政府更多选择“监管”时，消费者也倾向于“满意”策略；
当政府选择“不监管”概率加大时，消费者则对生猪产品倾向于“不满意”。在演化过程中，消费者策略选择占从属地位，受到政府以及生产者策略的影响。

图7 消费者演化仿真图

本文通过构建政府、生产者以及消费者间的三方演化博弈模型，对三个行为主体相互间行为的影响机制进行仿真分析。仿真结果表明，生猪质量安全追溯体系有效运行并不是简单的静态一次博弈，而是三方参与主体在多变的环境下做出多次动态的博弈过程。在实践中，高度复杂的演化过程虽然很难用数值模拟仿真表现出来，但是经过三方博弈的过程分析不难发现，生猪质量安全追溯体系各参与主体相对固定稳定的关系，会使该体系运行的成本降低，运行更有效。因为该体系各参与主体为了合作的长远利益，愿意抵制投机行为的诱惑，向最优的均衡点趋近，即政府监督成本就会相对降低，生产者惩罚性成本降低，消费者投诉成本降低。可见生猪质量安全有效运行的过程中通常伴随着可能的利益失衡情况，各三方主体就会在动态博弈中进行调整，只有不断调整并处于相对稳定的关系下生猪质量安全追溯体系才能有效运行。因此，只有在各参与主体之间建立一种稳固且长期的依存关系，一次的静态博弈转化为多次重复博弈才能更好地推动生猪质量安全追溯体系有效运行。由此，可得出以下建议。

第一，政府作为生猪产品进入市场流通环节的有效监管主体，有必要承担其责任，维护消费者利益。政府应完善对市场的奖惩机制，规范奖惩制度，加大奖惩力度，对市场出现的生猪质量安全问题一律严格处理，加大对生猪安全事件责任主体的惩罚力度，对生猪产品安全生产中存在的违规行为，发现一起查处一起，鼓励广大消费者依法履行监督权利，督促生猪生产者诚信经营。

第二，生产者应大力开发和运用生猪质量安全可追溯系统。通过先进的质量安全可追溯系统，提高对生猪质量安全检测的准确性和及时性，极大地降低生猪生产各个环节中质量安全事件的发生概率。同时，生产者要注重开发针对流通环节的生猪质量安全追溯技术，通过使用网络化、信息化和可视化等现代监管手段，实现对整个生猪质量安全追溯体系的监控检测。

第三，积极引导消费者参与生猪质量安全追溯体系的评价。因为消费者是生猪质量安全追溯体系的直接受益人，消费者的购买意愿是影响参与主体决策的一个关键因素。如果消费者对生猪质量安全的感知不敏感，生产者就会继续生产不安全且无法追溯的生猪产品。因此，消费者要广泛参与生猪质量安全追溯体系的建设与运行，积极反馈消费信息，这样生产者才会顾忌商誉、提升品牌自身价值，生产者才有更加强烈的生产高质量生猪产品的意愿。