基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的食品安全供給分析

周楨　張勝軍

摘要：本研究嘗試將BP神經(jīng)網(wǎng)絡引入食品安全市場的研究，以江蘇省無錫市為例，通過消費者和農(nóng)戶調(diào)研，對生產(chǎn)者支付意愿模型進行模擬與預測。結(jié)果表明，不能將提高消費者的支付意愿作為提高生產(chǎn)者的食品安全支付意愿的唯一手段，建立食品安全可追溯體系、保障食品安全信息的高效傳遞才是解決食品安全問題的根本途徑。

Abstract： This study attempts to introduce BP neural network into the food safety market. Taking Wuxi City of Jiangsu Province as an example， the model of producers' willingness to pay is simulated and predicted through consumer and farmer surveys. The results show that it is not the only means to improve the willingness of consumers to pay for food safety. Establishing a food safety traceability system and ensuring efficient delivery of food safety information is the fundamental way to solve food safety problems.

關(guān)鍵詞：消費者;生產(chǎn)者;支付意愿;BP神經(jīng)網(wǎng)絡

Key words： consumer;producer;willingness to pay;BP neural network

中圖分類號：TS201.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0072-02

0? 引言

由于食品的特殊性，市場價格不反映不可觀察的質(zhì)量，因食品質(zhì)量缺陷而產(chǎn)生的問題很難追究到生產(chǎn)者的層面，因此，生產(chǎn)者有強烈的動機將質(zhì)量降低到盡可能最低的水平（質(zhì)量提高不免費前提下），此處的最低水平標準可以是法定的，也可以是消費者提供質(zhì)量不合格證據(jù)的水平[10]。

在不考慮政府政策、經(jīng)濟環(huán)境、媒體等對消費者和生產(chǎn)者影響的前提下，消費者對安全食品的支付意愿取決于食品質(zhì)量，假設只有一個消費者，他會消費0或1單位商品。食品的質(zhì)量用S來表示，相應的價格為P，可用消費者剩余來表示消費者的偏好，見公式（1）。

式中θ為偏好參數(shù)，也可以與人們的收入對應，收入較高的消費者偏好較高的質(zhì)量（θ>1，在給定價格的情況下，消費者都偏好高質(zhì)量）;設C為生產(chǎn)者的生產(chǎn)成本，質(zhì)量高的食品，S=1，成本為C1;質(zhì)量低的食品，S=0，成本為C0，C0∈[0，C1]。當消費者購買的是安全食品時，消費者剩余為U=θS-P>0;當消費者購買到不安全的食品時，消費者剩余U=0。只有當θ>C1時，生產(chǎn)者才愿意生產(chǎn)安全食品，否則消費者愿意支付的價格低于生產(chǎn)者的成本，生產(chǎn)者將沒有動力繼續(xù)生產(chǎn)、銷售安全食品，此時生產(chǎn)安全食品是有效率的。如果生產(chǎn)者以價格P銷售質(zhì)量為1的食品，生產(chǎn)者的利潤為P-C1，如果不銷售，生產(chǎn)者的利潤為0。假設在購買前消費者是不了解食品質(zhì)量的，在不考慮其他因素的前提下，顯然生產(chǎn)者出于自身利益考慮，不會去生產(chǎn)和銷售安全食品，生產(chǎn)者生產(chǎn)不安全食品可以額外獲得的收入為C1-C0，同時也不會因質(zhì)量降低而減少需求。假設在購買前消費者是了解食品質(zhì)量的，消費者不愿為不安全食品進行支付，即消費者愿意支付的價格P=0，除非C0=0，否則生產(chǎn)者無法補償成本，市場將消失，在這種情況下，生產(chǎn)者只能選擇生產(chǎn)安全食品。

因此，生產(chǎn)者利潤見公式（2）。

由于種種原因，消費者掌握信息的能力不同，對于食品質(zhì)量安全的了解程度也不同。掌握質(zhì)量信息的消費者對未掌握質(zhì)量信息的消費者可以產(chǎn)生正的外部影響，在消費過程中，他們可以提醒未掌握信息的消費者，這樣會有更多對質(zhì)量安全的需求來促使生產(chǎn)者提高食品質(zhì)量。假設掌握質(zhì)量信息的消費者比例為α，這部分消費者在購買之前就了解食品質(zhì)量，如果質(zhì)量高，這部分消費者就愿意支付θ，否則就為0。其余（1-α）的消費者只有在購買后才能了解食品產(chǎn)品質(zhì)量。

如果這些食品是安全食品，掌握信息的消費者就會選擇購買，生產(chǎn)者獲得的利潤為α（P-C1）;如果這些食品質(zhì)量低，就不會購買。對于不掌握信息的（1-α）部分的消費者來說，先假定他們不會購買，那么這些食品的需求只來自于掌握質(zhì)量信息的消費者，這時生產(chǎn)者的最優(yōu)選擇，也是唯一選擇就是提供安全食品。不掌握質(zhì)量信息的消費者預期食品質(zhì)量是高的，也會選擇購買——前后行為是相矛盾的。之后，假定不掌握信息的消費者會自行進行購買，如果提供安全食品，生產(chǎn)者的利潤是（P-C1）;如果提供不安全食品，生產(chǎn)者的利潤為（1-α）（P-C0）。所以當且僅當P-C1≥（1-α）（P-C0），即αP≥C1-（1-α）C0時，生產(chǎn)者會提供高質(zhì)量產(chǎn)品?？梢钥闯觯挥挟攦r格充分高、掌握質(zhì)量信息的消費者比例較高時，生產(chǎn)者才愿意提供安全食品。即只有當消費者對安全食品有著較高的支付意愿，并且掌握質(zhì)量信息的消費者比例較高時，生產(chǎn)者才愿意進行食品安全供給。只有生產(chǎn)者愿意提供安全食品，安全食品市場才能發(fā)展壯大。消費者和生產(chǎn)者是相互促進、相互制約的安全食品供需主體，共同形成了食品安全有效供給的前提。

1? 實證分析

基于泰勒爾博弈模型的研究結(jié)論，本研究利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，對生產(chǎn)者支付意愿模型進行模擬與預測，探討生產(chǎn)者支付意愿與消費者支付意愿、掌握食品安全信息的消費者比例之間的數(shù)量關(guān)系。

研究方案與數(shù)據(jù)說明：

在研究對象方面，將研究對象界定為無公害蔬菜，其種植范圍較廣，消費者的接受程度較高。蔬菜各品種都有其特殊性，相互之間存在較大差異，而計量結(jié)果的準確性會受到特殊性和差異性的影響，因此，在研究無公害蔬菜時，將以具體的無公害韭菜作為研究對象。

調(diào)研過程中，將消費者和生產(chǎn)者（以農(nóng)戶為例）作為調(diào)研對象。本研究選取江蘇省無錫市為實地調(diào)研地點，于無錫市惠山區(qū)、錫山區(qū)、濱湖區(qū)、江陰市和宜興市總共發(fā)放調(diào)研問卷300份，其中消費者調(diào)研問卷150份、農(nóng)戶調(diào)研問卷150份，剔除掉不符合要求的樣本（包括未完成、信息錯誤、漏答關(guān)鍵問題等問卷），最終獲得消費者有效問卷數(shù)138份，農(nóng)戶有效問卷數(shù)127份。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，82.61%的消費者愿意為無公害蔬菜額外支付一定的額外費用，但是大部分消費者的支付意愿不高，平均支付意愿為14.41%。有24人不愿意額外多支付，大部分不愿意額外進行支付的消費者認為應有國家職能部門來保證食品的安全，其余消費者將對蔬菜質(zhì)量不了解、無法確保蔬菜質(zhì)量的安全性作為阻礙自己額外進行支付的首要原因，也有個別消費者是出于自身經(jīng)濟收入的考慮，這也從側(cè)面說明消費者對食品安全的信任度很低。同時，通過“您是否了解您所購買蔬菜的質(zhì)量安全程度”的問題來分析掌握信息的消費者比例，有23人回答其是了解蔬菜質(zhì)量信息的。掌握食品質(zhì)量安全信息的這部分消費者僅占調(diào)研樣本的16.67%。

生產(chǎn)者方面，超過90%的農(nóng)戶愿意為蔬菜質(zhì)量的改善額外付出一定的成本，平均支付意愿為8.82%。仍有11個農(nóng)戶雖然名義上種植的是無公害蔬菜，但完全不愿意支付比常規(guī)蔬菜更多的成本，這些農(nóng)戶不愿意進行額外支付所考慮的原因主要有：①市場銷售過程中無法將無公害蔬菜與常規(guī)蔬菜區(qū)別開來;②無公害蔬菜與常規(guī)蔬菜的市場價格相差不大;③農(nóng)戶不清楚無公害蔬菜的生產(chǎn)技術(shù)，認為常規(guī)蔬菜的生產(chǎn)方式就是無公害蔬菜的生產(chǎn)方式;④農(nóng)戶沒有能力進行額外的支付。大部分農(nóng)戶都將市場因素作為阻礙自己進行額外支付的首要原因，這也說明了市場需求仍然是影響農(nóng)戶選擇最重要的因素。

2? 結(jié)論與啟示

消費者和生產(chǎn)者對安全食品的支付意愿與食品市場的健康發(fā)展息息相關(guān)，消費者食品安全的支付意愿和掌握食品安全信息的消費者比例對生產(chǎn)者的支付意愿起著重要的推動作用。只有當消費者對安全食品有著較高的支付意愿，并且掌握質(zhì)量信息的消費者比例較高時，生產(chǎn)者才愿意供給安全食品。消費者和生產(chǎn)者是相互促進、相互制約的安全食品供需主體，是食品安全有效供給的必要前提。

基于無錫市農(nóng)戶與消費者食品安全支付意愿的實證研究，可以發(fā)現(xiàn)，消費者支付意愿與掌握食品安全信息的消費者比例這2個因素共同作用于生產(chǎn)者支付意愿。當食品安全管理體系不完善、信息傳遞效率低下時，要想獲得安全質(zhì)量的食品，消費者需要支付的價值遠高于生產(chǎn)者實際的生產(chǎn)成本;而當食品體系完善時，消費者支付的價值與生產(chǎn)者支付的成本大致相同。因此，在考慮通過提高生產(chǎn)者支付意愿的方式來保障食品質(zhì)量安全時，采取提高消費者支付意愿的方法顯然是不可行的，安全食品銷售價格的上漲會增加消費者的消費負擔，某種程度上會抑制消費，并間接降低生產(chǎn)者的生產(chǎn)熱情，與此同時，食品價格的上升代表著消費者實際收入的減少，勢必會造成社會福利水平的下降，壓縮了食品安全所帶來的社會效用;提高掌握信息的消費者比例才是保障食品質(zhì)量安全的可行之策，換句話說，就是要提高食品質(zhì)量信息的傳遞效率，增強食品安全體系的透明度。

針對以上分析結(jié)論，要提高生產(chǎn)者安全生產(chǎn)的支付意愿，徹底解決食品安全問題，需要切實地提高食品安全信息的透明度，貫徹食品安全流通可追溯體系，建立高效的信息傳遞機制，保證食品安全問題可以追溯到供應鏈各節(jié)點乃至于生產(chǎn)者層面上，才能有效保障食品安全的供給，解決食品安全問題。

參考文獻：

[1]譚新政，褚俊.商品售后服務管理與評價研究報告[J].商品與質(zhì)量，2012，10（41）：8-32.

[2]泰勒爾.產(chǎn)業(yè)組織理論[M].北京：中國人民大學出版社，1997.

[3]程鑒冰.最低質(zhì)量標準政府規(guī)制研究[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2008，2（2）：40-47.

[4]王華書，徐翔.微觀行為與農(nóng)產(chǎn)品安全——對農(nóng)戶生產(chǎn)與居民消費的分析[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報：社會科學版，2004，3（1）：23-28.

[5]何芬，馬承偉.遺傳算法優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型在日光溫室濕度預報中的應用[J].中國農(nóng)學通報，2008，24（1）：492-295.

[6]王新利，趙琨.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的農(nóng)產(chǎn)品物流需求預測研究[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，2010（2）：62-68.

[7]高大啟.有教師的線性基本函數(shù)前向三層神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)研究[J].電路與系統(tǒng)學報，1997，8（3）：32-38.

[8]Zweiri Y H. Optimization of a Three-Term Back propagation Algorithm Used for Neural Network Learning[J]. World Academy of Science， Engineering and Technology， 2007（12）： 1844-1845.

[9]周開利，康耀紅.神經(jīng)網(wǎng)絡模型及其MATLAB仿真程序設計[M].北京：清華大學出版社，2005.

[10]江衛(wèi)東.基于AHP和BP神經(jīng)網(wǎng)絡的企業(yè)R&D人員勝任力評價[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2007，6（6）：56-63.

[11]鹿應榮，楊印生，劉洪霞.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性組合預測模型在糧食物流需求預測中的應用[J].吉林大學學報：工學版，2008，9（2）：61-64.

[12]楊萬江，李勇，李劍鋒，等.我國長江三角洲地區(qū)無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)濟效益分析[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟，2004（4）：17-23.

[13]楊金深.無公害蔬菜生產(chǎn)投入的成本結(jié)構(gòu)分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，2005（11）：16-21.