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公众在灾害应急供应链协同中的作用——考虑公众参与的演化博弈与仿真分析.pdf

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资源描述

1、经济与管理公众在灾害应急供应链协同中的作用考虑公众参与的演化博弈与仿真分析王继光1杨凯1*胡玉尚21.山西大学经济与管理学院山西太原030006;2.云南大学工商管理与旅游管理学院云南昆明650500摘要:考虑到公众参与行为在突发事件应急响应管理工作中发挥重要作用以及应急供应链协同在应急响应管理中的作用日趋凸显。针对应急供应链协同,考虑在公众参与视角下,构建政府制造商零售商的三方博弈演化模型,分析不同主体间的演化稳定策略并通过仿真分析验证模型结论。研究结果表明:在突发事件应急响应中,仅靠政府加强监督与奖惩很难促进应急供应链协同;公众参与已成为促进供应链应急协同的有效力量,在面临政府因突发事件的

2、不确定性和应急救援的紧迫性所导致的“政府失效性”问题时,公众参与可以起到较好的“旁站”监督效果,这将会促进系统趋向政府降低监管,充当“守夜人”身份,从而形成供应链双方主体积极参与应急协同的理想演化稳定均衡状态。关键词:公众参与;应急响应;应急协同;演化博弈;仿真分析中图分类号:F259.23;F272.3文献标志码:A文章编号:16728505(2024)01007614doi:10.12189/j.issn.16728505.2024.01.008TheRoleofthePublicinDisasterEmergencySupplyChainCoordinationEvolutionaryG

3、ameandSimulationAnalysisInvolvingPublicParticipationWANGJi-guang1YANGKai1*HUYu-shang21.School of Economics and Management,Shanxi University,Taiyuan,Shanxi,030006,China;2.School of Business and Tourism Management,Yunnan University,Kunming,Yunnan,650500,ChinaAbstract:Recognizingthevitalroleofpublicpar

4、ticipationinemergencyresponsemanagementandtheincreasingsignificanceofemergencysupplychaincoordination,thisarticledevelopsatripartitegameevolutionmodelinvolvingthegovernment,manufacturers,andretailers.Itaimstoanalyzefeasibleevolutionarystrategiesamongtheseentitiesandvalidatethefindingsthroughsimulati

5、on.Theresultsindicatethatgovernmentoversightandincentivemechanismsaloneareinsufficientforenhancingemergencysupplychaincol-laboration.Publicparticipationemergesasaneffectiveforceinfosteringcollaboration,compensatingforgovernmentshortcomingsinthefaceofsuddeneventsandemergencyresponseurgency.Thispartic

6、ipationeffectivelymonitorsandencouragesbothpartiesinthesupplychaintoactivelyengageinemergencycollaboration,leadingtoanidealevolutionarystableequilibrium.Keywords:publicparticipation;emergencyresponse;emergencycollaboration;evolutionarygame;simulationanalysis收稿日期:20231118第一作者:王继光,男,副教授,博士,主要从事供应链管理研究

7、。*通信作者:杨凯,男,硕士研究生,主要从事供应链管理研究。引用格式:王继光,杨凯,胡玉尚.公众在灾害应急供应链协同中的作用考虑公众参与的演化博弈与仿真分析J.西华大学学报(哲学社会科学版),2024,43(1):7689.第 43卷第 1 期西华大学学报(哲学社会科学版)2024年1月Vol.43,No.1JournalofXihuaUniversity(Philosophy&SocialSciences)Jan.2024“十四五”国家应急体系规划中指出,中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,各类安全风险隐患交织叠加,突发性事件易发多发。为贯彻落实“五位一体”总体布局,保障国家在重要战略机

8、遇期的稳步发展,党的二十大报告指出,“要完善国家应急管理体系,提高防灾减灾救灾和急难险重突发公共事件处置保障能力”。突发事件的频发不仅严重威胁人民群众的身体健康和财产安全,同时也影响着经济发展、社会稳定和政治安宁。突发事件对政府应急管理提出了严峻挑战,如优化应急预案1、加强应急管理组织体系2以及健全应急协调联动体系3等方面。尽管相关政府部门积极有效的应对突发事件的应急管理以及应急救援,但是各种风险安全隐患仍然突出,供应链受突发事件冲击导致供应中断、应急救援难以及时开展、应急物资需求难以满足需要等事件时常发生。突发事件的突发性和异常性愈发明显,亟待构建优化协同高效的供应链格局。而现有研究表明,社

9、会公众通常既是突发事件的直接受害者,同时也在突发事件的应急供应链管理中具有重要作用4。因此,考虑公众参与对应急供应链协同主体的策略选择具有重大意义。一、文献回顾近年来,国内外学者对应急供应链协同管理做了大量研究,主要从公众参与、应急协同以及演化博弈三方面展开。公众参与方面:2012 年,Rood5首次探索了公众参与在应急管理领域的作用,表明公众是应急管理领域尚未开发的资源。2020 年,Chen6指出面对自然灾害应对的新形式和新任务,有效地组织公众参与应急救援成为了减少经济损失伤亡的当务之急;陈迎欣等7分析了 20082017 年的应急救助案例,指出公众具有灵活性、覆盖面广、多元化救助等多重优

10、势。应急协同方面:2010 年,Kapucu 等8对领导力、决策、政府间和组织关系间以及相关技术应用进行了调查研究,首次提出了针对应急和灾害管理,需要应急协作网络来进行资源的有效利用;2020 年,Xiang9研究了全球频繁突发事件下的能源短缺,提出了依据群体共识理论来实现能源应急供应链的协同;此外,张琳等10在针对非常规突发事件时,运用 Stackelberg 博弈研究了如何通过价格柔性契约促进物资供应链协同;而姜旭等11则探讨了在新冠疫情等突发事件下,如何构建高效的应急供应链协同体系。演化博弈方面:1973 年,Smith 等12首次提出了演化稳定策略,这标志着代表有限理性的演化博弈理论的

11、诞生。应急供应链协同往往涉及多个主体,各主体之间存在着复杂的利益关系,这种多主体间的互相博弈以及决策者的有限理性符合动态演化博弈的相关假设,现有的应急管理也常见演化博弈的方法13:2012 年,王慧敏14首次探讨了非常规突发事件下的动态应急决策问题,指出了多个应急主体强互惠作用下可以相互适应、协调、演化,达到合作的帕累托最优。之后 Fan15在公共卫生应急管理背景下,建立了政府、社区和居民的三方演化博弈模型,分析了政府动态奖惩机制对于相关主体积极性的影响;Liu16基于王慧敏14的研究,在突发事件呈现交叉、衍生、链条、随机等多种复杂特征下,建立了政府社会应急组织政府支持机构三方博弈模型,解释应

12、急救援主体之间的相互作用和影响机制。上述研究为突发事件应急供应链协同治理提供了有力支撑,但尚有如下不足:一是现有文献很少考虑政府、零售商和制造商的联合决策问题,也很少关注公众参与对于相关应急主体的策略选择影响;二是应急管理响应是一个动态过程,包括应急响应阶段的事前、事中和事后17,很少有文献考虑应急响应具有多个阶段;三是多数文献忽视了公众参与应急管理的阶段性问题,公众受限于突发事件的不确定性和信息的不对称性18,很难及时地参与应急响应,公众对于应急供应链协同的监督状况也会伴随应急响应的不断发展而改变。为了回应上述问题,本文基于演化博弈理论,构建政府制造商零售商三方演化博弈,分析在应急响应的不同

13、阶段以及公众不同监督程度下,应急供应链企业的策略选择状况。主要贡献包括三点:一是考虑不同应急响应阶段下,各主体联合决策以及相关策略选择状况;二是针对不同响第1期王继光等:公众在灾害应急供应链协同中的作用77应阶段下,政府不同奖惩状况对于相关主体策略选择的影响;三是本研究将公众参与作为参数变量,考虑公众不同阶段下的监督状况对于演化博弈结果的影响。二、问题描述和基本假设(一)问题描述政府作为应急管理的主导力量,对于应急供应链协同状况具有显著的影响。本文针对突发事件下的应急供应链协同问题,首先引入政府作为监督主体,根据应急供应链上的制造商和零售商的应急策略选择,政府对供应链双方主体做出奖惩政策,考察

14、政府奖惩对于应急供应链协同策略选择的影响。其次将公众作为参数变量引入政府制造商零售商三方博弈的模型中。考察在不同响应阶段下,公众不同监督状况对制造商和零售商策略选择的影响。相关假设如下。(二)模型假设假设 1:应急供应链博弈参与方均为有限理性。具体包括:应急供应链上的制造商和零售商以及主导应急管理的政府,且通过专家咨询和参考,“政府”可以作为演化博弈群体的主体19。此外,三方主体策略选择具有随机性和信息不对称性,并且相关主体都遵循利益最大化原则来选择策略。S=RnavbRnvaba、b=1假设 2:公众广义上由公众、社会团体、非政府组织等组成。参考借鉴 Tsai 等20、杜建国等21的研究,本

15、文用道格拉斯生产函数表示突发事件前、中、后期公众对于应急供应链协同状况的关注程度。表示公众在突发事件对于应急响应的关注程度,表示公众参与应急供应链监督的程度,表示公众参与应急供应链监督的知识掌握程度。在道格拉斯生产函数中,、表示对应变量的弹性系数,这里为简化计算,令。x 1xy,1y(x、y)0,1R1、R2(x,y=1)C1、C2P、T(0,1)P、T(x,y=0)V1、V2S1L1、L2S1L1S1L2E1、E2假设 3:应急供应链上下游双方的选择策略为参与,不参与,策略概率为(,)和()。,在应急供应期间,双方主体维持基本运行的收益为。若双方选择参与应急协同,则需要付出成本,并承担相应的

16、风险,参与风险系数为,平均风险损失为。若供应链双方选择不参与,可以获得闲置资源的投资效益:,而被公众监督发现的概率为,相关损失为,例如:社会声誉和品牌效益的降低等,平均损失为、。此外,当供应链双方选择一方参与而另一方不参与时,可以获得“搭便车”收益。(z,1z)z 0,1RCCg(z=1)CSMga(a 0,1)F(z=0)S1L3S1L3假设 4:政府选择的策略为积极监督,消极监督,策略概率为,。政府在应急供应期间的基本收益为维持基本运行的成本为。当政府选择积极监督时,政府需要付出相应的监督成本,同时政府对应急供应链的参与主体做出相应的补贴,补贴分配系数为,对于不参与的成员做出相应的惩罚。而

17、当政府选择不监督时,被公众发现的概率为,相关损失为,平均损失为。ECW(r 0,1)Cd假设 5:在应急供应链双方主体均选择参与协同时,企业和社会的资源得以有效利用,政府会获得社会声誉以及社会效益,而供应链双方主体会获得协同产生的协同收益,收益分配系数为 r,若供应链主体未选择协同,政府需要花费额外资金来维持应急物资的调度和供应。根据模型假设,得到三方博弈的支付矩阵(见表 1)。表1三方演化博弈支付矩阵制造商零售商政府(z)监督(1z)不监督(x)参与协同(y)参与协同R1+rW+aMg+MtC1p;R2+(1r)W+(1a)MgMtC2T;RcMgCg+EcCs;R1+rW+MtC1p;R2

18、+(1r)W MtC2T;Rc+EcCgS1L3;78西华大学学报(哲学社会科学版)2024年三、参与主体策略演化稳定性分析(一)制造商的策略稳定性分析Um1Um2Um制造商参与和不参与的期望收益为和,平均期望收益为:Um1=yz(R1+rW+aMg+MtC1p)+y(1z)(R1+rW+MtC1p)+(1y)z(R1+aMgC1p)+(1y)(1z)(R1C1p)(1)Um2=yz(R1+V1+E1FS1L1+Mt)+y(1z)(R1+V1+E1+MtS1L1)+(1y)z(R1+V1FS1L1)+(1y)(1z)(R1+V1S1L1)(2)Um=xUm1+(1x)Um2(3)制造商策略选择

19、的复制动态方程为:F(x)=dx/dt=x(Um1Um)=x(1x)y(rW E1)+z(aMg+F)+S1L1PV1C1(4)F(x)关于 x 的一阶导数和设定的 K(y)函数为:dF(x)/dx=(2x1)y(E1rW)z(F+aMg)+C1+V1+PS1L1(5)K(y)=C1+V1+p+y(E1rW)z(F+aMg)S1L1(6)F(x)=0dF(x)/dx 0K(y)y基于微分方程稳定性定理,制造商选择应急供应链协同的稳定策略需满足:且。由于,所以是关于 的增函数。y=y=C1S1L1+V1z(aMg+F)+p/(rW E1)dF(x)/dx=0y ydF(x)/dx|x=0 0 x

20、=0y 0,x=1当时,所有的 x 都处于演化稳定状态;当时,为制造商的演化稳定策略,当时,为制造商的演化稳定策略。制造商的策略演化相位图见图 1。XYXYZZXYZy=y*y y*y y*图1制造商策略演化相位图续表 1制造商零售商政府(z)监督(1z)不监督(x)参与协同(1y)不参与协同R1+aMgC1p;R2+V2+E2S1L2F;RcaMgCg+FCdCs;R1C1p;R2+V2+E2S1L2;RcCgS1L3Cd;(1x)不参与协同(y)参与协同R1+V1+E1FS1L1+Mt;R2+(1a)MgMtC2T;Rc(1a)MgCg+FCdCs;R1+V1+E1+MtS1L1;R2Mt

21、C2T;RcCgS1L3Cd;(1y)不参与协同R1+V1FS1L1;R2+V2FS1L2;Rc+2FCgCdCs;R1+V1S1L1;R2+V2S1L2;RcCgCdS1L3;第1期王继光等:公众在灾害应急供应链协同中的作用79(二)零售商的策略稳定性分析Ur零售商参与和不参与的期望收益为 Ur1和 Ur2,平均期望收益为:Ur1=xz(R2+(1r)W+(1a)MgMtC2T)+x(1z)(R2+(1r)W MtC2T)+(1x)z(R2+(1a)MgMtC2T)+(1x)(1z)(R2MtC2T)(7)Ur2=xz(R2+V2+E2S1L2F)+x(1z)(R2+V2+E2S1L2)+(

22、1x)z(R2+V2FS1L2)+(1x)(1z)(R2+V2S1L2)(8)Ur=yUr1+(1y)Ur2(9)零售商的复制动态方程为:F(y)=dy/dt=y(Ur1Ur)=y(1y)z(F+(1a)Mg)+x(1r)W E2)C2+S1L2MtT V2(10)F(y)关于 y 的一阶导数和设定的 J(x)函数为:dF(y)/dy=(2y1)x(E2+rW W)z(F+MgaMg)+C2+Mt+V2+T S1L2(11)J(z)=C2+Mt+V2+T+x(E2+rW W)z(F+MgaMg)S1L2(12)F(y)=0dF(y)/dy 0J(z)/z zdF(y)/dy|y=1 0 y=1

23、z zy=0当,所有的 都处于演化稳定状态;当时,为零售商的演化稳定策略;反之,当时,为零售商的演化稳定策略。零售商的策略演化相位图见图 2。XYXYZZXYZz=z*z z*图2零售商策略演化相位图(三)政府的策略稳定性分析Ug1Ug2Ug政府监督和不监督的期望收益为和,平均期望收益为:Ug1=xy(RcMgCg+EcCs)+x(1y)(RcaMgCg+FCdCs)+(1x)y(Rc(1a)MgCg+FCdCs)+(1x)(1y)(Rc+2FCgCdCs)(13)Ug2=xy(Rc+EcCgS1L3)+x(1y)(RcCgS1L3Cd)+(1x)y(RcCgS1L3Cd)+(1x)(1y)(

24、RcCgCdS1L3)(14)Ug=zUg1+(1z)Ug2(15)政府的复制动态方程为:F(z)=dz/dt=z(Ug1Ug)=z(1z)x(FaMg)+y(aMgMgF)+2F+S1L3Cs(16)80西华大学学报(哲学社会科学版)2024年F(z)关于 z 的一阶导数和设定的 G(y)函数为:dF(z)/dz=(2z1)x(F+aMg)+y(F+MgaMg)+Cs2FS1L3(17)G(y)=Cs2FS1L3+x(F+aMg)+y(F+MgaMg)(18)F(z)=0dF(z)/dz 0G(y)yy=y=Cs2FS1L3+x(F+aMg)/(aMgMgF)dF(z)/dz=0zy ydF

25、(z)/dz|z=1 yz=0基于微分方程定理,政府选择积极监督策略的稳定状态必须满足:且。由于,所以是关于 的增函数。时,所有的 都处于演化稳定状态;当时,为政府的演化稳定策略;反之,当时,为政府的演化稳定策略。政府的策略演化相位图见图 3。XYXYZZXYZy=y*y y*图3政府策略演化相位图三方动态方程组合不仅可以看出主体行为选择与策略组合特征,同时可以看出博弈各方的演化稳定状态均与另两方策略概率相关且受其他关联参数作用,表现为组合特征,三方复制动态方程如下所示:F(x)=dx/dt=x(Um1Um)=x(1x)y(rW E1)+z(aMg+F)+S1L1PV1C1(19)F(y)=d

26、y/dt=y(Ur1Ur)=y(1y)z(F+(1a)Mg)+x(1r)W E2)C2+S1L2MtT V2(20)F(z)=dz/dt=z(Ug1Ug)=z(1z)x(FaMg)+y(aMgMgF)+2F+S1L3Cs(21)三方演化博弈均衡点稳定性分析:F(x)=0F(y)=0F(z)=0B1(0,0,0)B2(1,0,0)B3(0,1,0)B4(0,0,1)B5(1,1,0)B6(1,0,1)B7(0,1,1)B8(1,1,1)根据、可得系统均衡点:、。三方演化博弈的 Jacobian 矩阵为:J=J11J12J13J21J22J23J31J32J33=dF(x)dxdF(x)dydF(

27、x)dzdF(y)dxdF(y)dydF(y)dzdF(z)dxdF(z)dydF(z)dz(22)利用李雅普诺夫(Lyapunov)间接法22,当 Jacobian 矩阵特征值均为负数时,均衡点为渐进稳定点。分析各均衡点的稳定性见表 2。表2均衡点特征值判断表均衡点1特征值2特征值3特征值B1(0,0,0)C1V1P+S1L1C2V2MtT+S1L2Cs+2F+S1L3B2(1,0,0)C1+V1+PS1L1C2E2Mt+(1r)W V2T+S1L2Cs+FaMg+S1L3B3(0,1,0)C1E1V1+rW P+S1L1C2+V2+Mt+T S1L2Cs+F(1a)Mg+S1L3第1期王继

28、光等:公众在灾害应急供应链协同中的作用81(四)稳定点分析根据三方收益支付矩阵和雅可比矩阵的特征值可以得出各个均衡点到达稳定状态的均衡条件,根据 Friedman 理论23,雅可比矩阵的所有特征值均为负时对应的均衡点即为微分方程系统的演化稳定点(ESS),否则为不稳定点,其中当存在 0 特征值时为鞍点。基于表 2 判断稳定点的特征值正负情况,并分析各均衡点的稳定性。C1+V1+P F+aMgB4(0,0,1)阶段 1:突发事件响应前期,政府作为应急响应的主导力量,会积极投入到应急响应中去。由于突发事件的不确定性,非受灾地的公众难以在响应前期起到及时的监督作用,而受灾地的公众受限于突发事件本身,

29、常常也难以发挥监督的作用。在缺乏公众监督的情况下,供应链上的制造商和零售商受应急响应风险的影响,以及机会成本带来的短期收益,即。常常会选择不参与应急供应链协同,此时成为此时演化博弈的稳定点。R=0.5F+aMg+S1L1C1+V1MtF+(1a)Mg+(1r)W+S1L2 0.5在公众参与应急管理的环境下,多方协同主体逐渐考虑外部环境中公众参与因素所带来的声誉影响,随着公众参与意愿的提升,制造商和零售商开始进行应急协同响应,当时,制造商和政府都倾向于选择参与应急供应链管理,零售商受限于应急响应以及参与应急协同的额外成本,仍然保持观望态度。而当,零售商考虑到公众监督所带来的声誉损失大于参与成本时

30、,开始选择参与应急协同,此时应急响应过程中的政府、制造商和零售商都会参与到应急响应中,三方策略选择倾向于(1,1,1)。本研究与 Li28一致,表明公众监督的概率会促进三方主体的协同意愿,即尽管政府在应急管理中发挥着重要作用,但是面对突发事件时,公众参与正逐渐成为应急管理过程中被接受的一部分。面对应急响应问题,公众参与不仅可以有效解决政府因突发事件的紧迫性所产生的“政府失效性29”问题,还可以发挥“旁站”监督效果,进而减少政府在应急响应过程中的监督成本,促使政府充当“守夜人”的身份,促进社会资源的合理利用和有效循环。(二)管理启示面对突发事件时,提升社会公众参与应急管理的意愿和能力,已经成为学

31、者和管理者的共识,基于上述演化博弈和稳定均衡状态分析,结合社会公众参与应急管理的问题,提出了以下启示。在应对突发事件时,政府应确立科学有效的应急响应绩效评估体系和声誉机制,鼓励公众和非政府组织监督并公开供应链中的应急响应过程,以促进相关企业及时做出应急协同响应。政府应合理运用经济补偿机制并成立专门的应急管理部门。对于积极参与应急协同响应的企业,应给予适当奖励并实施相应惩罚,以增进企业参与应急管理的积极性。强化企业参与应急管理责任,在面临突发事件时,企业应及时建立应急预案,建立有效的内部和外部沟通机制,保持与政府、其他企业和公众之间的密切联系,及时向公众和利益相关者发布准确信息,保持信息透明,减

32、少不确定性和猜测,提高应急资源共享能力和应对能力。为完善应急管理的社会公众参与体系,政府应将应急管理视作涉及社会各方面的系统工程。为此,建立健全法律和制度环境以保护社会公众积极参与的热情至关重要。为了提升社会公众参与应急管理的效率,鼓励社会公众和各类社会组织积极参与应急管理工作,提升其参与的知识和能力,优化参与环境,并强化应急事件信息的公开和交流。有效提升公众参与的广度和深度,切实贯彻应急管理工作依靠群众的方针和路线。建立促进公众参与的组织制度体系至关重要。政府应进一步完善社会公众参与流程,构建由政府主导、政府和社会公众共同参与的多层次协同网络体系,优化各主体的分工,并完善应急管理流程。参考文

33、献:孟卫军,陈壮壮,邢青松.基于前景理论应急预案处置工序的执行状态优化问题研究J.安全与环境学报,2020,20(6):22692277.1温志强,周祚宇.发挥应急管理体系的特色与优势是防范化解重大安全风险的组织保障J.中国应急管理,2019(12):1011.2王琳.突发公共卫生事件应急管理协调联动机制建设研究J.法制与社会,2021(22):7980+121.3杜婷婷,王勤耕.突发性环境污染事件风险管理中的公众参与研究J.四川环境,2011,30(1):8185.4ROODJA.PublicparticipationinemergencymanagementD.Portland:Portl

34、andStateUniversity,2012.5CHENYX,ZHANGJ,WANGZG,etal.Researchontheconstructionofanaturalhazardemergencyreliefalliancebasedonthepublicparticip-ationdegreeJ.Sustainability,2020,12(7):2604.6陈迎欣,郜旭彤,李烨.自然灾害应急救助的公众参与方式基于20082017年应急救助案例的实证分析J.系统工程,2020,38(3):19.7KAPUCUN,ARSLANT,DEMIROZF.Collaborativeemergen

35、cymanagementandnationalemergencymanagementnetworkJ.Disasterpre-ventionandmanagement:Aninternationaljournal,2010(19):452468.8XIANGL.Energyemergencysupplychaincollaborationoptimizationwithgroupconsensusthroughreinforcementlearningconsideringnon-co-988西华大学学报(哲学社会科学版)2024年operativebehavioursJ.Energy,202

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