基于区块链的食品追溯系统三方演化博弈与协同采纳机制研究

《Sustainable Futures》：Cooperation mechanism for stakeholders’ sustainable adoption of blockchain-based food traceability systems: A tripartite evolutionary game analysis in the supply chain

为解决食品供应链中区块链技术采纳率低、协同性差的问题，研究人员开展了政府-制造商-零售商三方演化博弈研究，分析了策略互动与稳定均衡条件。结果表明，政府补贴强度(σ)、协同水平(κ)和政策优惠(θ)显著影响企业采纳决策，当κD > Cp1-Cp2且(1+κ)D > Cr1-Cr2时系统可收敛至(支持,采纳,采纳)的理想状态。该研究为破解BFTS推广困境提供了理论依据和政策启示。

　　

随着食品安全问题日益受到社会关注，区块链技术因其去中心化、不可篡改和可追溯的特性，被视为构建可信食品追溯系统（Blockchain-based Food Traceability System, BFTS）的理想解决方案。然而在实际推广过程中，BFTS在食品供应链中的落地应用面临重重挑战：上游生产企业和下游销售企业因高昂的改造成本和有限的直接收益而缺乏采纳动力，政府部门在推动技术应用时也面临政策工具选择与资源配置效率的难题。这种多方参与主体之间的利益博弈与策略互动，形成了制约BFTS广泛应用的现实瓶颈。

为破解这一困境，发表在《Sustainable Futures》上的研究通过构建政府-食品生产企业-食品零售企业的三方演化博弈模型，深入分析了BFTS采纳过程中的决策机制与均衡路径。研究团队建立了包含8种策略组合的支付矩阵，运用复制动态方程和雅可比矩阵稳定性分析，揭示了不同参数条件下各参与方的策略演化规律及系统稳定状态。

研究采用的关键技术方法包括：三方非合作博弈模型构建、复制动态方程稳定性分析、雅可比矩阵特征值判别法。通过设定政府支持强度(σ)、协同水平(κ)和政策优惠(θ)等关键参数，模拟了不同初始条件下各参与方的策略演化路径，并通过对河南某食品供应链企业的实地调研验证了模型的有效性。

政府策略演化分析

研究表明，政府的支持决策与制造企业和零售企业的采纳概率密切相关。当零售企业采纳概率z超过临界值z₁^*= (C_g+σyC_p1)/[y(W_g+θ(W_g-C_g))-σC_r1]时，政府倾向于选择支持策略。政府的基础设施投资成本C_g越低，对企业成本补贴比例σ越高，政府选择支持策略的可能性越大。

生产企业策略演化分析

食品生产企业的BFTS采纳决策受政府支持概率和零售企业采纳概率的共同影响。当零售企业采纳概率z > z₂^*= (C_p1-C_p2-σxC_p1)/[(1+κ)D+θxW_p]时，生产企业倾向于采纳BFTS。协同效应系数κ、政策优惠强度θ和成本补贴比例σ的提高，都会显著增加生产企业采纳BFTS的概率。

零售企业策略演化分析

零售企业的决策同样依赖于政府和支持企业的策略选择。当政府支持概率x > x₁^*= [C_r1+F_pr-C_r2-((1+κ)D+F_pr)y]/(σC_r1+θyW_r)时，零售企业倾向于采纳BFTS。供应链协同水平κ、政策优惠θ和成本补贴σ的提高，以及制造商不协作时增加的质检费用F_pr的降低，都会促进零售企业采纳BFTS。

系统均衡状态分析

通过对8个纯策略均衡点的稳定性分析发现，系统存在多个可能的稳定状态，但只有在特定参数条件下才能收敛至理想的(支持，采纳，采纳)状态。当满足κD > C_p1-C_p2且 (1+κ)D > C_r1-C_r2条件时，系统能够实现BFTS全面采纳的帕累托最优状态。

研究结论表明，BFTS在食品供应链中的成功推广依赖于政府政策引导与企业间协同效应的双重驱动。适当的政府补贴可以降低企业采纳门槛，而供应链上下游企业间的协同合作能够创造更大的价值增值。该研究为制定精准的BFTS推广政策提供了理论依据，对促进食品安全治理现代化具有重要意义。值得注意的是，研究发现的临界条件为评估BFTS推广可行性提供了量化标准，而多方协同机制的设计则为解决技术应用中的"搭便车"问题提供了新思路。未来研究可进一步考虑消费者行为对BFTS采纳的影响，以及不同食品细分行业的差异化推广策略。