基于夏普利模型的德州市現代服務業與農業耦合發展探究

趙玉娥

（山東華宇工學院智慧物流與供應鏈研究中心 山東德州 253034）

2021年5月，德州市躋身三線城市行列，但其經濟的發展與一線、二線及老三線城市還有一定的差距。德州市是一個農業大市，而現代服務業是該市發展增速最快的行業之一，加入京津冀一體化協同發展城市后，決定了要根據德州市經濟發展的基本現狀來推動現代服務業與農業耦合發展。

1 德州市農業和服務業發展的基本情況

山東省德州市位于山東省西北部，總面積10 356 km2，常住人口571.85萬人，是一座正在向農業強市轉型的農業大市，是山東省最早被納入國家京津冀協同發展的城市，國家《京津冀協同發展規劃綱要》明確支持德州市為京津冀地區提供優質農產品[1]。

德州市現代服務業的發展連續多年增速遠遠超過第一產業和第二產業，加上近年來政府對以現代科學技術為支撐的現代服務業的支持，現代服務業成為拉動德州市經濟增長的主要動力，其發展呈現出了良好的態勢。

一個是德州市最主要的傳統產業農業，一個是德州市發展最迅速的現代服務業，兩個行業相互借力、耦合發展具有很強的必然性和可行性[2]。

2 德州市現代農業和現代服務業發展的耦合形式

如圖1所示，伴隨著德州市協同京津冀一體化發展的步伐，現代科學技術支撐下的批發零售業幫助340萬德州農民將330.3萬畝農耕土地生產的優質農產品輸送到京津冀超市[3]；通過全程可追溯的現代物流業提高物流效率，保證農產品優質；通過現代信息平臺，減少農產品滯銷，促進德州農業朝著精準化方向發展；伴隨著短視頻的興起，體驗式、文化性農業成為德州市農業發展的新趨勢；金融服務為規模化、現代化農場的發展提供了資金支持；高校及科研單位的研究成果為高品質農產品的生產提供了技術支持；水利、環境、教育、加工業的發展為現代高效農業的實現提供了全方位的支持[4]。

圖1 德州市現代農業和現代服務業發展的耦合形式示意圖

3 以夏普利（Shapley）模型對德州市現代農業和現代服務業耦合發展進行驗證

3.1 模型描述

Shapley值是協作博弈實踐中一個重要的數學運算算法。該值主要用于解決內部利益的合理分配問題，通過對邊際貢獻和加權的計算來進行穩定性分析，具有較高的可行度和合理度。

3.2 Shapley值公式

（1）n：合作博弈中的人數。N：協作博弈中n個個體組成的集合，即N={1，2，3，…，n}。

（2）S：所有人可能組成的集合，也就是說S是N的一個子集，即S∈N。|S|：存在于子集S中所有元素的個數。

（3）v：合作中相應獲得的效益。v（S/i）：該集合S中除去成員i后所取得的效益。

（4）W：加權因子，即聯盟的權重。

（5）Pi：第i個成員在合作下所得到的利益分配。

3.3 關于“現代農業與服務業是否耦合發展”的Shapley模型

3.3.1 模型構建

以現代服務業的“信息技術服務”為例，在“農超對接”的模式下，分析農戶一方和信息技術服務一方山東禹城蔬菜合作社的收益狀況，進行模型建立和穩定性的數據分析。

3.3.2 模型描述及假設

在京津冀一體化政策的推動下，為響應號召，德州市貫徹“充分發揮農產品產業優勢，圍繞京津冀市場需求，調整農業種養殖結構，提升產品質量，保障農產品的安全供應，全力打造京津冀優質農產品供應基地”的農業發展思路，山東德州禹城市房寺鎮綠亨蔬菜合作社為加強農超對接，選擇將農產品直接運輸到北京豐臺區和海淀區方莊蔬菜便民市場實現產供銷對接。現有1——京津冀超市、2——物流服務商、3——農產品種植合作社（信息技術服務商）、4——種植農戶四部分作為四個元素，構成一個合作博弈集合｛1，2，3，4｝，根據實際情況可能存在的聯盟有｛1，4｝｛2，4｝｛1，2，4｝｛1，3，4｝｛2，3，4｝所以可通過Shapley值法給出合理的分配方案。

3.3.3 設置參數

假設在理想狀態下，市場和供需條件穩定的前提下，有：

（1）京津冀超市單獨生產獲利A，即v（1）=A，則v（2）=v（3）=v（4）=0。

（2）京津冀超市與種植農戶合作獲利B，即v（1，4）=B。

（3）物流服務商與種植農戶合作獲利C，即v（2，4）=C。

（4）京津冀超市、物流服務商和種植農戶聯盟獲利E，即v（1，2，4）=E。

（5）京津冀超市、農產品種植合作社、種植農戶合作獲利D，即v（1,3，4）=D。

（6）物流服務商、農產品種植合作社和種植農戶聯盟獲利F，即v（2，3，4）=F。

其中，B＞A，E＞C，F＞D，｛1，3，4｝是在所有合作聯盟中獲利最大的，所以｛1，3，4｝＞{1，2，4}，則這兩聯盟之差為F－D＞E－C，之和為F＋D＞E＋C。

3.3.4 模型函數構建

從上面的案例可知，在正常運作的情況下，種植農戶和京津冀超市作為供應鏈上游頂端和下游末端，對中間商的利益沖擊影響力小，則暫且忽略不計。利用Shapley值公式對各方合作聯盟中的京津冀超市與種植農戶進行求解。

（1）在｛1，4｝合作下

（2）在｛2，4｝合作下

通過計算可以得知在｛1，3，4｝合作下的收益明顯比在｛1，2，4｝合作下的收益要高，所以針對山東禹城蔬菜合作社與京津冀超市的合作博弈，可以得出在京津冀超市、農產品種植合作社和種植農戶三方的合作聯盟下才能使整個流程和效益達到最佳。通過Shapley值算法的計算，可以解決在農超對接下合作博弈如何合理分配的問題。

3.3.5 穩定性分析

在整個經濟發展過程中，只有通過合作才能獲得利潤最大化，這是一個顯而易見的真理。但是市場并不是恒定發展的，它也會受到外在因素的影響促使其產生波動和風險，如供需不匹配、信息不對稱等潛在因素都會阻礙合作發展。那么針對這一問題，就要進行合理的穩定性分析，對該模式分配再進一步優化設計，加強企業內部聯盟。

零售商（京津冀超市）、農產品種植合作社和種植農戶這三部分的合作才是最佳狀態。為了防止不確定因素對其造成利益沖擊，在潛在因素存在的情況下，各方在維護自身利益的同時會適時地調整與他人的聯盟關系。為了保證各方穩定地發展，在此提出如下四條建議：

（1）加強信息共享戰略同盟：實現供應與需求的有機銜接。對于農產品庫存問題，要提高快速響應市場的能力，讓供應商和需求商搭建交流平臺，使整個供應鏈內部資源信息流通，避免信息不對稱而造成的庫存堆積或者斷貨。

（2）公平利益分配：要想達到高度的合作協調發展，離不開Shapley值的運用，在農產品庫存轉運中，要通過數據分析進行合作商的合理配置。

（3）協同發展，共同提升：為了保障網絡穩固的協作關系，要充分考慮合作商的運營能力、資金狀況和銷售渠道等多方面條件，認為合作雙方有聯盟的必要基礎，就建立網絡聯結。

（4）適時動態調整，保證利益均衡。

4 結論

德州市加入京津冀協同發展后，自身經濟發展的特點和形式都要求農業和服務業協同發展，文章通過調研和分析總結了農業和現代服務業耦合發展的多種形式，經過合作博弈模型——Shapley模型的建模和驗證，也證明了德州市應在“協同京津冀、為京津冀地區輸送優質農產品”政策的引導下，依托農業和現代服務業的多種耦合發展形勢，使農業和服務業協同發展、共同進步，同時應注意信息共享、利益分配等問題，實現二者合作的長期穩定[5]。