基于隨機(jī)演化博弈的新能源汽車(chē)發(fā)展策略研究

劉春鳳

關(guān)鍵詞： 新能源汽車(chē) 環(huán)境污染 能源短缺 隨機(jī)演化博弈模型

中圖分類(lèi)號(hào)： F426.471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2024）01-0242-04

由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)與人們對(duì)更美好生活品質(zhì)的追求，汽車(chē)私有化已成為一種日益流行的現(xiàn)象。傳統(tǒng)燃油車(chē)因其完善的技術(shù)和服務(wù)體系受到大眾的追捧，所以目前市場(chǎng)上的大多數(shù)車(chē)輛仍是傳統(tǒng)油車(chē)。傳統(tǒng)燃油車(chē)會(huì)對(duì)環(huán)境和能源造成以下問(wèn)題：一是燃油車(chē)提供動(dòng)力時(shí)會(huì)釋放大量的CO₂，CO₂會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖；二是燃油汽車(chē)排放的尾氣中含有大量的污染物，其中硫化物、氮氧化物等氣體會(huì)破壞臭氧層，導(dǎo)致酸雨出現(xiàn)，而形成的固體顆粒物如可入肺顆粒物（PM2.5）會(huì)影響人類(lèi)的身體健康；三是燃油車(chē)會(huì)大量消耗石油這一不可再生資源。發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)前處理能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題的有效措施，尤其新能源汽車(chē)的應(yīng)用在很大程度上可以解決空氣污染問(wèn)題。與傳統(tǒng)汽油車(chē)相比，新能源汽車(chē)作為一種新型交通工具，其整個(gè)生命周期的能耗較低，對(duì)綜合環(huán)境的影響較小，推廣新能源汽車(chē)是人們正在探索和實(shí)施的新發(fā)展模式。

新能源汽車(chē)發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程。關(guān)于新能源汽車(chē)發(fā)展的演化問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了廣泛的研究。孫紅霞等人［1］通過(guò)建立企業(yè)和政府的兩方演化博弈模型，分析博弈雙方的演化穩(wěn)定策略，通過(guò)仿真分析得到不同初始條件與不同參數(shù)條件下的演化結(jié)果。結(jié)果表明：政府的選擇策略取決于補(bǔ)貼過(guò)程中檢查頻率的高低。曹?chē)?guó)華等人［2］建立演化博弈模型分析汽車(chē)市場(chǎng)消費(fèi)者和政府間的互動(dòng)機(jī)制，結(jié)果表明：在兩種情形下存在演化穩(wěn)定策略。曹霞等人［3］基于演化博弈理論建立演化博弈模型，分析模型策略的穩(wěn)定性并通過(guò)政府規(guī)制對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的影響進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明：中強(qiáng)度的監(jiān)管力度、高懲罰力度、高資助力度、高建設(shè)投入力度更有助于新能源汽車(chē)的推廣。JIN T 等人［4］討論了靜態(tài)雙重信貸政策與動(dòng)態(tài)雙重信貸政策對(duì)新能源汽車(chē)快速發(fā)展的影響，結(jié)果表明：實(shí)施動(dòng)態(tài)雙重信貸政策能夠降低政府的監(jiān)管成本且動(dòng)態(tài)雙重信貸政策更利于新能源汽車(chē)的發(fā)展。在可持續(xù)發(fā)展背景下，胡振華等人［5］建立地方政府、車(chē)企和消費(fèi)者間的演化博弈模型，分析成本投入、凈收益等對(duì)博弈主體策略選擇的影響，結(jié)果表明：生產(chǎn)商是否研發(fā)的策略與研發(fā)的增量收益、增量成本、增量利潤(rùn)、政府的高力度優(yōu)惠等息息相關(guān)。

以上基于演化博弈模型考慮新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究都是在確定狀態(tài)下進(jìn)行分析的，忽略了不確定因素的影響，但是在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，系統(tǒng)的演化常常伴隨著隨機(jī)干擾，確定性演化可能會(huì)脫離實(shí)際經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。賀一堂等人［6］建立隨機(jī)演化博弈模型并分析了演化過(guò)程的穩(wěn)定性與收斂速度，表明不確定因素對(duì)系統(tǒng)的演化有影響并且得出隨機(jī)干擾造成的不穩(wěn)定性更利于局中人向更優(yōu)的方向演化。豐景春等人［7］首先建立公司和農(nóng)戶(hù)的確定性演化博弈模型，其次通過(guò)引入高斯白噪聲表示系統(tǒng)受到的隨機(jī)干擾，建立隨機(jī)演化博弈模型，分析隨機(jī)擾動(dòng)下系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為農(nóng)田水利項(xiàng)目的運(yùn)行提供相應(yīng)的對(duì)策建議。

通過(guò)以上文獻(xiàn)分析和現(xiàn)有理論，本研究將高斯白噪聲引入確定性博弈模型，以此刻畫(huà)系統(tǒng)受到的隨機(jī)干擾，重點(diǎn)探討隨機(jī)干擾對(duì)消費(fèi)者和政府策略選擇的影響與博弈主體達(dá)到演化穩(wěn)定的條件，并進(jìn)行數(shù)值仿真研究不同強(qiáng)度的干擾對(duì)博弈主體不同策略選擇的影響，旨在促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，減輕環(huán)境污染和能源短缺的壓力。本文將在以下方面進(jìn)行探討：一是將高斯白噪聲引入新能源汽車(chē)發(fā)展過(guò)程的研究，可以更好地描述不確定因素對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)中的博弈主體不同策略選擇的影響，建立消費(fèi)者和政府的兩方隨機(jī)演化博弈模型；二是進(jìn)行數(shù)值仿真，分析不同的隨機(jī)干擾強(qiáng)度下博弈主體的演化，并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)促進(jìn)新能源汽車(chē)發(fā)展提出相應(yīng)的建議。

1 模型建立

1.1 模型假設(shè)

假設(shè)1：博弈群體包括政府和消費(fèi)者，他們都是有限理性的并通過(guò)模仿和學(xué)習(xí)最終達(dá)到均衡。

假設(shè)2：假設(shè)政府實(shí)施補(bǔ)貼的概率為y，則不實(shí)施補(bǔ)貼的概率為1-y；同樣，消費(fèi)者選擇購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的概率為x，選擇購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)汽車(chē)的概率為1-x，其中x，y ∈ [0，1]。

假設(shè)3：對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)能為其帶來(lái)的效用分別為U₁、U₂，將承擔(dān)因購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)的成本（如采購(gòu)、維修、運(yùn)營(yíng)等）分別為C₁、C₂，購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)會(huì)獲得政府補(bǔ)貼S，購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)汽車(chē)要支付碳稅稅額C_c。

由圖1 可知，當(dāng)σ 值逐漸增加，系統(tǒng)演化出現(xiàn)波動(dòng)，并且消費(fèi)者選擇購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)策略的概率x （t ）對(duì)σ的敏感度低于政府選擇補(bǔ)貼策略的概率y （t ）。圖1（a）中σ 取不同值時(shí)x （t ）波動(dòng)幅度較平穩(wěn)緩慢，而1（b）中σ取不同值時(shí)y （t ）波動(dòng)幅度變化較大。研究表明：現(xiàn)實(shí)生活中政府的補(bǔ)貼行為相對(duì)于消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的行為更易受到不確定因素的干擾。

通過(guò)對(duì)比圖1（a）和圖1（b）可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)σ 取不同值0.5 或1 時(shí)，y （t ）都比x （t ）更快演化到零點(diǎn)均衡。當(dāng)σ 取值為1，時(shí)間t 約為0.4 時(shí)，y （t ）達(dá)到均衡點(diǎn)；當(dāng)σ 取值為0.5，時(shí)間t 約為0.7 時(shí)，y （t ）達(dá)到均衡點(diǎn)，但這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)論σ 取何值x （t ） 都沒(méi)有達(dá)到均衡狀態(tài)。另外，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的行為和政府選擇補(bǔ)貼的行為到達(dá)均衡的時(shí)間隨著干擾強(qiáng)度σ 的增加而縮短，這表明油價(jià)、零部件成本、電池價(jià)格等不確定性因素可以推動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)消費(fèi)者和政府的演化，使其更快達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 結(jié)論與建議

本文基于演化博弈理論構(gòu)建了地方政府和汽車(chē)制造商間的隨機(jī)演化博弈模型，研究并分析了隨機(jī)干擾對(duì)博弈模型的影響。結(jié)果表明：油價(jià)、電池價(jià)格等不確定性因素會(huì)對(duì)消費(fèi)者和政府的博弈形成隨機(jī)干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的演化出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，并且會(huì)改變系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間；政府選擇補(bǔ)貼的行為比消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的行為對(duì)隨機(jī)干擾強(qiáng)度σ 更敏感；隨著σ 值的增加，無(wú)論是政府選擇補(bǔ)貼的行為還是消費(fèi)者選擇購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的行為都更快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

基于以上結(jié)論，提出以下建議：在實(shí)際經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中應(yīng)該充分考慮如油價(jià)、零部件成本、電池價(jià)格等不確定性因素的影響，避免這些隨機(jī)干擾造成系統(tǒng)大幅度波動(dòng)，更好地促進(jìn)汽車(chē)市場(chǎng)的穩(wěn)定發(fā)展；相對(duì)于消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的行為，政府的補(bǔ)貼行為更易受到隨機(jī)干擾的影響，進(jìn)一步完善新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼制度，減少隨機(jī)干擾的影響才能更好地發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)；隨著值的增加，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的概率更快趨于穩(wěn)定狀態(tài)，即消費(fèi)者選擇不購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)，應(yīng)該采取積極的措施來(lái)降低隨機(jī)干擾的影響，更好地促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。