基于行为博弈的食品安全质量链主体合作机制研究

于荣 唐润 孟秀丽 陈欣 王海燕

摘要：本文针对食品安全质量链管理中的多主体合作问题进行了探讨，引入合作效用概念，通过蜈蚣博弈实验模型构建了不确定收益情境下的行为博弈模型，研究食品安全质量链中异质性主体的合作问题。在此基础上，运用数值仿真方法，深入探讨了合作效用变量对食品安全管理中达成合作可能性的影响，分析参数对博弈过程和结果的作用，为食品安全质量管理活动提供了新的思路和视角。

关键词：食品安全；质量链；蜈蚣博弈；合作策略

中图分类号：F224.32 文献标识码：A 文章编号：10035192（2014）06007605doi：10.11847/fj.33.6.76

Cooperative Mechanism Research of Food Safety Quality Chain Subjects

Based on Behavioral Game Model

YU Rong1， TANG Run1， MENG Xiuli1， CHEN Xin1， WANG Haiyan2

（1.School of Management Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing 210023， China； 2.Jiangsu Province Institution of Quality & Safety Engineering， Nanjing 210023， China）

Abstract：The cooperation behavior within multiagents is discussed at the background of food safety quality chain in this paper. Cooperative utility is proposed， and the cooperative model with heterogeneity agents is constructed based on the experimental model of centipede game with uncertainty payoffs. Further， the influence degree of cooperative effectiveness variable to the model is studied on the basis of numerical simulation method. The role analysis of parameters is considered. All above provide a new perspective and idea for food safety and quality management activities.

Key words：food safety； quality chain； centipede game； cooperation strategy

1引言

食品安全是一个世界共同关注的问题，在直接影响人类健康的同时，对经济的发展和社会的稳定都有十分重要的作用。随着食品加工过程中化学添加剂和新技术的广泛使用，有关食品安全的事故层出不穷，国外的“粉红肉渣”风暴、“毒黄瓜”、“马肉丑闻”，国内的白酒“塑化剂”超标、光明牛奶“酸败门”、“毒胶囊”等事件不仅给人们的身心和健康带来极大伤害或构成潜在威胁，也给消费者和相关产业带来巨大的经济损失，解决食品安全问题已经刻不容缓。随着经济全球一体化进程的加快，食品安全问题已经超越了国界，变成了世界性的问题。如何防止大规模食品安全事故的发生，保证食品安全，是摆在我们面前的一项紧迫任务。

国内外相关学者多从供应链角度对食品安全管理过程中的相关主体利益协调问题进行研究。在食品供应链中，不同环节的相关行为主体之间关于食品质量安全的博弈关系决定着食品最终供给的安全性。Starbird[1，2]认为食品质量信息在供应链上的分布是不均匀的，而精细设计的食品供应链契约能够分离质量安全的生产者与质量不安全的生产者。Martinez等[3]认为在食品产业链的不同环节上，私人规制和公共规制的结合能以较低的成本提高食品质量安全的水平，实现稀缺规制资源的有效配置。徐晓新[4]从食品流通链条出发，以信息不对称为理论基础，提出了包括完善食品质量安全标准、建立食品质量安全管理机构、发挥中介组织作用等建议。张煜和汪寿阳[5]从食品供应链角度入手，提出了包含追溯性、透明性、检测性、时效性和信任性五个要素在内的质量安全管理模型框架，并指出物流、信息流以及上下游企业间的关系是影响食品供应链质量安全最重要的三个方面。食品供应链中的纵向协作已经成为降低交易成本和保证食品质量的重要产业组织形式。Adrie等[6]认为通过供应链网络中的纵向协作可以达到食品安全性、透明性的目的。Narrod等[7]还指出发展协作关系在确保食品供应链中的安全问题以及农户的竞争力中可以起到关键性的作用。张云华等[8]分析了安全食品供给中纵向契约协作的必要性，并指出专业化公司通过契约协作甚至公开市场联系会比所有权一体化更有效率。桑乃泉[9]认为供应链管理与纵向协调是相辅相成的关系，都是通过食品供应链上下游企业之间的合作，形成共担风险、利益均沾的机制。

目前，国内外有关食品安全方面的研究大多集中在技术层面上，管理层面上的研究还不够系统。对于食品的研究也较多从宏观的角度加以阐述，涉及到的内容广泛，但是缺乏细化。由于食品供应链的复杂性而忽略掉了一些真实信息。而从食品质量链角度出发，研究链上主体间合作博弈关系的研究还很少见。同时，食品质量链中决策主体的理性往往具有一定的局限性，而这种有限理性在相关的研究中也很少体现。

于荣，等：基于行为博弈的食品安全质量链主体合作机制研究

Vol.33， No.6预 测2014年第6期

现有食品质量链上的节点企业之间合作关系松散，多为一次或短期交易，为了规避经营风险，某些节点企业就会为了自身利益铤而走险。构建食品质量链合作关系有助于节点企业之间建立信任，在信任基础上变短期交易为长期合作，可大幅降低交易成本，减少单方败德的风险[10]。本文从食品质量链主体博弈关系入手，强调对食品质量的控制具有显著的网络性，是多组织和多要素相互作用的结果，食品质量链突破了传统的强调单个企业质量控制的观念。利用蜈蚣博弈实验模型构建了食品安全质量链中异质性主体的合作行为博弈模型，在此基础上，深入探讨了合作效用变量对食品安全管理中达成合作可能性的影响，为我国食品安全管理提出新的思路和方向。

2食品安全质量链主体分析

食品安全质量链涉及到的主体是多方的，从源头的初级产品供应商到生产加工企业再到后端的销售商、消费者，除此之外还有政府主体在其中起着监管的作用。食品质量链上的生产、加工、销售等各环节之间既存在利益趋同，也存在利益对立[11]。通常来说，食品安全系数高，则各方均能实现各自理想收益，此时利益趋同；反之，食品安全系数低，在不完善的法律制度下（例如食品可追溯系统不完全）包含两种情况：一是单方有可能逃避法律责任，其余各方为之替代承担全部法律责任，此时利益对立明显；二是各方均可能逃避法律责任，此时二者利益又趋同。

食品安全问题不仅仅是一个技术层面的问题，同时还是一个管理层面的问题。许多食品安全问题的产生并不是因为技术上达不到要求，更主要的原因是在食品质量链的各个环节中存在着严重的信息不对称现象[12]。食品质量是经验品及信任品的安全信息加总，其特征造成了食品市场信息的不对称，而这种不对称是存在于食品质量链整个过程中的。食品信任品的特性还涉及到化学、生物等专业领域，消费者在食用后仍不能确定其安全性，由此更进一步地加剧了链中的信息不对称水平。同时食品从农田到餐叉的流通特性更是加剧了安全问题的隐患，如果食品质量链中各个独立决策主体之间的任一环节出现问题，食品安全风险就容易沿着质量链迅速传播。

当存在信息不对称时，便会催化产生威胁食品质量安全的机会主义行为，而重复购买、声誉机制以及利用超市的优势能够有效地减少食品供应链中的这种机会主义行为。食品从生产的源头经由质量链的各个环节最终到达消费者，质量链上行为主体的博弈关系决定了食品的质量安全性，任一上游阶段行为主体提供的食品质量都会影响以后阶段食品的安全性，即只要有一个阶段提供的食品不安全都会导致最终食品不安全。

与已有的研究相比，食品质量链形成的策略环境与蜈蚣博弈实验较为相似。蜈蚣博弈实验模型基本能够包含食品质量链主体合作博弈中时间约束、信息不完全、收益不确定性等诸多特征。首先与蜈蚣博弈实验一样，食品质量链主体合作博弈是一个有限阶段的动态博弈过程，而且总收益都是逐步增加的；其次本文分析的食品质量链主体合作博弈是建立在异质性主体对未来不一致的预期基础上的，这与蜈蚣博弈实验中博弈主体无法确知对手完全信息的情形是一样的；此外，不论是基于自身偏好，还是对其他博弈主体策略行为的不确定预期，食品质量链主体合作博弈与蜈蚣博弈实验模型一样均体现为收益的不确定性。主流的AQRE和

CH模型均从不同侧面研究了异质性主体的合作演进，然而影响食品安全质量链主体合作的因素是复杂多样的，因此不妨选择Zauner[13]的处理方法，将这些因素整合入博弈者的收益函数进行研究。

3模型构建

3.1模型假设

当合作阶段的收益大于非合作阶段时，食品安全质量链博弈主体则会选择合作策略，收益函数间的差值称为博弈主体的合作效用，即质量链各主体基于长期利益的考虑选择合作策略而带来的额外正效用。正是由于额外的正效用改变了博弈方的不合作选择，为合作均衡的达成创造条件。

为了便于建立模型，本文设定食品安全质量链主体合作博弈中的主体收益函数由确定项和随机干扰项组成。由随机干扰组成的博弈主体合作效用符合一般正态分布，且独立同分布。其中均值表示博弈主体对不确定收益部分的期望值，而方差反映了博弈主体对其当前收益期望的偏差。首先食品安全质量链主体是存在异质性社会偏好的，受年龄、职业、经历、经济水平等因素的影响，不同博弈主体的决策类型具有异质性[14]。因此食品质量链合作博弈中博弈主体收益函数中的随机干扰项能够体现随机变量特征；其次在食品质量链的主体合作博弈中，由于偏好、信息不完全等不确定性因素影响，博弈主体的策略选择无偏地存在随机干扰，这意味着合作博弈中博弈主体的策略响应行为都是有限理性的。

3.2模型建立

蜈蚣博弈最早是由Rosenthal[15]于1981年提出的一个动态博弈，Binmore[16]和Kreps[17]继续研究，扩展形式如图1所示，其中ak（s）表示博弈参与者k（k=i，j）在第s（s=1，2，…，z，z+1）节点的实际收益，其中z为偶数，表示博弈的阶段。

图1蜈蚣博弈扩展型

食品质量链的博弈方在任意时间节点s（s=1，2…，z）都面临两种策略选择：合作策略C和非合作策略Q。博弈者选择非合作策略Q的效用是确定的，记为UQ（s）；选择合作策略C的收益则是不确定的，记预期效用为EUC（s）。博弈参与者选择策略C的条件概率可以表示为

3.3模型结果分析

为了便于更直观地描述博弈者合作行为的演变规律，本文利用Matlab软件对食品安全质量链合作模型进行数理描述，结果如图2所示。

图2博弈者合作行为的一般概率

食品安全质量链博弈参与者选择合作策略的概率是单调递减的，但递减的速率是分阶段而不同的。第一阶段为曲线AB，随着均值的递增，博弈参与者选择合作策略的概率减少得较慢；当进入到曲线BC段时，质量链上的博弈主体间合作的概率相对降低较快，在博弈者合作效用的影响下，其采取合作策略的行为概率呈现出一条反S型曲线。这与蜈蚣实验的结果是一致的，食品质量链上的博弈主体选择合作策略获得的效用对当期收益的补偿效果是逐渐减弱的。

食品安全质量链合作博弈中，博弈者的合作效用由于其合作意愿的下降而减少，博弈者的合作效用必定存在差异性。假设μ1>μ2>μ3>μ4，σ1>σ2>σ3>σ4，在此前提下σ和μ对博弈者合作行为概率的影响如图3，图4所示，图中依次以曲线1，2，3，4代表μ1，μ2，μ3，μ4，σ1，σ2，σ3，σ4的情况。

由图3，图4可见，当σ值确定，μ变化时，博弈者的合作行动空间与μ的大小成正比；当μ值确定，σ变化时，博弈者的合作行动空间与σ的大小成反比。这表明博弈者合作效用的均值水平对博弈者合作行动空间的大小起着促进作用，而其方差水平则起着抑制作用。

除此之外，假设μ∈[0，5]，0<σ≤10，以步长λ=0.1进行数值的仿真分析。从大量的仿真结果来看，并不存在p1

同理，当σ值确定，随着μ值增加，pi的值都以递增的趋势向极值逼近，σ值较小时pi可以更快达到极值，但最终趋于一致。这意味着博弈主体对未来合作持较为积极态度，可以提高各个阶段的合作概率。

图3σ值确定情形下博弈者合作行为概率

图4μ值确定情形下博弈者合作行为概率

综上所述，构建食品安全质量链主体合作机制的关键是一方面要提高博弈者合作效用的均值μ，另一方面要降低博弈者合作效用的方差σ。因此首先应增加质量链博弈主体对未来合作效用的期望，加强彼此间的信任感，信任是合作关系的基础，在食品质量链管理中具有重要作用。加强企业间的合作，培养企业间的信任是食品质量链管理的核心之一；其次构造平稳的政策环境，通过激励机制促使质量链博弈主体增加不确定收益的愿望，协助企业之间制定契约，通过契约寻求其他参与者的支持或约束他们的行为，并根据企业的规模、发展战略和风险态度等选择具体的模式，有助于更快地达成合作。

4结论

本文采用蜈蚣博弈分析框架构建了食品安全质量链中异质性主体的合作行为博弈模型，对食品安全管理中的主体合作问题进行了研究，同时对合作效用参数的影响进行了深入分析，揭示了食品安全质量链管理中博弈主体合作效用的参数变化对各阶段合作行为的影响规律。因此从我国食品质量链安全管理的进程来看，可从以下两方面着手构建食品安全质量链主体合作机制。

首先应培养食品安全质量链上博弈主体之间的信任感，通过信任的一贯性和经验性培育良好的合作氛围，提高博弈主体对未来合作效用的期望水平。培养质量链各主体间的信任感，加强企业间的合作是质量链管理的核心。企业间的相互信任可以减少合作中所需的激励成本与监督成本，除了成本因素之外，监督机制还会带来质量链企业间的心理损失。加强链上各主体间的信任有助于促进企业提高生产与服务的柔性以及在不可预测的事件发生时双方的责任感，努力谋求双方的共同利益。这都为链上主体间的合作奠定了基础和条件。

其次考虑制定有助于提高博弈主体合作效用期望水平的外部政策，构造平稳的决策环境，协助企业间建立激励与信任机制，有助于质量链主体达成合作的意向，提高合作的效率。除此之外可充分发挥行业协会的专业指导作用，协调企业与企业、企业与政府、企业与市场之间的关系，为质量链主体合作构造良好的市场氛围；同时还需要强化媒体舆论的力量，充分发挥媒体舆论的引导和监督作用，加强对公众食品安全知识的普及和食品安全信息的发布，提高消费者识别不安全食品的水平，从外部环境的角度促进食品质量链主体加强合作，提高食品质量，保证食品安全。

参考文献：

[1]Starbird S A. Supply chain contracts and food safety[J]. Choices， 2005， 20（2）： 123128.

[2]Starbird S A. Moral hazard， inspection policy and food safety[J]. American Journal of Agriculture Economics， 2005， 87（1）： 1527.

[3]Martizez M G， Fearne A， Caswell J A. Coregulation as a possible model for food safety governance： opportunities for publicprivate partnerships[J]. Food Policy， 2007， 32： 299314.

[4]徐晓新.中国食品安全：问题、成因、对策[J].农业经济问题，2002，（10）：4548.

[5]张煜，汪寿阳.食品供应链质量安全管理模式研究——三鹿奶粉事件案例分析[J].管理评论，2010，（10）：6774.

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[8]张云化，孔祥智，罗丹.安全食品供给的契约分析[J].农业经济问题，2004，（8）：2528.

[9]桑乃泉.食品产业纵向联合、供给链管理与国际竞争力[J].中国农村经济，2001，（12）：4248.

[10]连茜平.基于食品安全的供应链合作伙伴关系研究[J].安徽农业科学，2012，40（21）：1102511026，11034.

[11]王虎，李长健.利益多元化语境下的食品安全规制研究——以利益博弈为视角[J].中国农业大学学报，2008，25（3）：144152.

[12]樊丹.供应链环境下食品安全问题的博弈分析及激励机制研究[D].长春：吉林大学，2010.

[13]Zauner K G. A payoff uncertainty explanation of results in experimental centipede games[J]. Games and Economic Behavior， 1999， 26（1）： 157185.

[14]饶育蕾，王建新，陈永耀.基于异质性公平偏好的行为博弈模型与模拟[J].系统工程，2009，27（3）：9398.

[15]Rosenthal R. Games of perfect information， predatory pricing and the chain store paradox[J]. Journal of Economic Theory， 1981， 25（1）： 92100.

[16]Binmore K. Modeling rational players[J]. Economics and Philosophy， 1987， 3（1）： 179214.

[17]Kreps M. A course in microeconomic theory[M]. New Jersey： Princeton University Press， 1990.

食品安全质量链合作博弈中，博弈者的合作效用由于其合作意愿的下降而减少，博弈者的合作效用必定存在差异性。假设μ1>μ2>μ3>μ4，σ1>σ2>σ3>σ4，在此前提下σ和μ对博弈者合作行为概率的影响如图3，图4所示，图中依次以曲线1，2，3，4代表μ1，μ2，μ3，μ4，σ1，σ2，σ3，σ4的情况。

由图3，图4可见，当σ值确定，μ变化时，博弈者的合作行动空间与μ的大小成正比；当μ值确定，σ变化时，博弈者的合作行动空间与σ的大小成反比。这表明博弈者合作效用的均值水平对博弈者合作行动空间的大小起着促进作用，而其方差水平则起着抑制作用。

除此之外，假设μ∈[0，5]，0<σ≤10，以步长λ=0.1进行数值的仿真分析。从大量的仿真结果来看，并不存在p1

同理，当σ值确定，随着μ值增加，pi的值都以递增的趋势向极值逼近，σ值较小时pi可以更快达到极值，但最终趋于一致。这意味着博弈主体对未来合作持较为积极态度，可以提高各个阶段的合作概率。

图3σ值确定情形下博弈者合作行为概率

图4μ值确定情形下博弈者合作行为概率

综上所述，构建食品安全质量链主体合作机制的关键是一方面要提高博弈者合作效用的均值μ，另一方面要降低博弈者合作效用的方差σ。因此首先应增加质量链博弈主体对未来合作效用的期望，加强彼此间的信任感，信任是合作关系的基础，在食品质量链管理中具有重要作用。加强企业间的合作，培养企业间的信任是食品质量链管理的核心之一；其次构造平稳的政策环境，通过激励机制促使质量链博弈主体增加不确定收益的愿望，协助企业之间制定契约，通过契约寻求其他参与者的支持或约束他们的行为，并根据企业的规模、发展战略和风险态度等选择具体的模式，有助于更快地达成合作。

4结论

本文采用蜈蚣博弈分析框架构建了食品安全质量链中异质性主体的合作行为博弈模型，对食品安全管理中的主体合作问题进行了研究，同时对合作效用参数的影响进行了深入分析，揭示了食品安全质量链管理中博弈主体合作效用的参数变化对各阶段合作行为的影响规律。因此从我国食品质量链安全管理的进程来看，可从以下两方面着手构建食品安全质量链主体合作机制。

首先应培养食品安全质量链上博弈主体之间的信任感，通过信任的一贯性和经验性培育良好的合作氛围，提高博弈主体对未来合作效用的期望水平。培养质量链各主体间的信任感，加强企业间的合作是质量链管理的核心。企业间的相互信任可以减少合作中所需的激励成本与监督成本，除了成本因素之外，监督机制还会带来质量链企业间的心理损失。加强链上各主体间的信任有助于促进企业提高生产与服务的柔性以及在不可预测的事件发生时双方的责任感，努力谋求双方的共同利益。这都为链上主体间的合作奠定了基础和条件。

其次考虑制定有助于提高博弈主体合作效用期望水平的外部政策，构造平稳的决策环境，协助企业间建立激励与信任机制，有助于质量链主体达成合作的意向，提高合作的效率。除此之外可充分发挥行业协会的专业指导作用，协调企业与企业、企业与政府、企业与市场之间的关系，为质量链主体合作构造良好的市场氛围；同时还需要强化媒体舆论的力量，充分发挥媒体舆论的引导和监督作用，加强对公众食品安全知识的普及和食品安全信息的发布，提高消费者识别不安全食品的水平，从外部环境的角度促进食品质量链主体加强合作，提高食品质量，保证食品安全。

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食品安全质量链合作博弈中，博弈者的合作效用由于其合作意愿的下降而减少，博弈者的合作效用必定存在差异性。假设μ1>μ2>μ3>μ4，σ1>σ2>σ3>σ4，在此前提下σ和μ对博弈者合作行为概率的影响如图3，图4所示，图中依次以曲线1，2，3，4代表μ1，μ2，μ3，μ4，σ1，σ2，σ3，σ4的情况。

由图3，图4可见，当σ值确定，μ变化时，博弈者的合作行动空间与μ的大小成正比；当μ值确定，σ变化时，博弈者的合作行动空间与σ的大小成反比。这表明博弈者合作效用的均值水平对博弈者合作行动空间的大小起着促进作用，而其方差水平则起着抑制作用。

除此之外，假设μ∈[0，5]，0<σ≤10，以步长λ=0.1进行数值的仿真分析。从大量的仿真结果来看，并不存在p1

同理，当σ值确定，随着μ值增加，pi的值都以递增的趋势向极值逼近，σ值较小时pi可以更快达到极值，但最终趋于一致。这意味着博弈主体对未来合作持较为积极态度，可以提高各个阶段的合作概率。

图3σ值确定情形下博弈者合作行为概率

图4μ值确定情形下博弈者合作行为概率

综上所述，构建食品安全质量链主体合作机制的关键是一方面要提高博弈者合作效用的均值μ，另一方面要降低博弈者合作效用的方差σ。因此首先应增加质量链博弈主体对未来合作效用的期望，加强彼此间的信任感，信任是合作关系的基础，在食品质量链管理中具有重要作用。加强企业间的合作，培养企业间的信任是食品质量链管理的核心之一；其次构造平稳的政策环境，通过激励机制促使质量链博弈主体增加不确定收益的愿望，协助企业之间制定契约，通过契约寻求其他参与者的支持或约束他们的行为，并根据企业的规模、发展战略和风险态度等选择具体的模式，有助于更快地达成合作。

4结论

本文采用蜈蚣博弈分析框架构建了食品安全质量链中异质性主体的合作行为博弈模型，对食品安全管理中的主体合作问题进行了研究，同时对合作效用参数的影响进行了深入分析，揭示了食品安全质量链管理中博弈主体合作效用的参数变化对各阶段合作行为的影响规律。因此从我国食品质量链安全管理的进程来看，可从以下两方面着手构建食品安全质量链主体合作机制。

首先应培养食品安全质量链上博弈主体之间的信任感，通过信任的一贯性和经验性培育良好的合作氛围，提高博弈主体对未来合作效用的期望水平。培养质量链各主体间的信任感，加强企业间的合作是质量链管理的核心。企业间的相互信任可以减少合作中所需的激励成本与监督成本，除了成本因素之外，监督机制还会带来质量链企业间的心理损失。加强链上各主体间的信任有助于促进企业提高生产与服务的柔性以及在不可预测的事件发生时双方的责任感，努力谋求双方的共同利益。这都为链上主体间的合作奠定了基础和条件。

其次考虑制定有助于提高博弈主体合作效用期望水平的外部政策，构造平稳的决策环境，协助企业间建立激励与信任机制，有助于质量链主体达成合作的意向，提高合作的效率。除此之外可充分发挥行业协会的专业指导作用，协调企业与企业、企业与政府、企业与市场之间的关系，为质量链主体合作构造良好的市场氛围；同时还需要强化媒体舆论的力量，充分发挥媒体舆论的引导和监督作用，加强对公众食品安全知识的普及和食品安全信息的发布，提高消费者识别不安全食品的水平，从外部环境的角度促进食品质量链主体加强合作，提高食品质量，保证食品安全。

参考文献：

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