網絡外部性下E-商務平臺IT投資決策仿真研究

楊舒樺，李 莉

(1.南京理工大學計算機學院，江蘇 南京 210094：2.南京理工大學經濟管理學院，江蘇 南京 210094)

1 引言

信息技術(IT)的快速發展使得電子商務成為二十一世紀最具活力的經濟模式，其中電子商務平臺為網絡零售行業的賣家和買家雙邊提供各類信息匹配、供需匹配等交易服務，使得電子商務平臺成為IT技術驅動的商務模式。一個具有較高技術水平的電子商務平臺能夠給雙邊用戶——賣家和買家提供更為高效的搜索過程和更為相關的搜索結果，從而提升雙邊用戶的使用體驗，并提高買賣雙方的交易效率。因此，電子商務平臺的IT技術投資將會帶來平臺服務質量的改進，從而影響平臺雙邊用戶的使用感知，同時電子商務平臺又是一個典型的雙邊市場平臺，雙邊用戶在平臺的使用過程中會感受到來自平臺服務的網絡外部性的作用和來自交易對方的交叉網絡外部性的作用，因此，電子商務平臺的IT技術投資不僅改進了平臺自身的服務質量，而且通過網絡外部性的作用產生了雙邊用戶之間的交叉影響，這種網絡外部性的強度受雙邊用戶規模大小的影響，即越多的買家受服務質量的吸引選擇某一平臺，就會引致越多的賣家選擇這一平臺。在競爭激烈的電子商務市場中，在網絡外部性的影響下，電子商務平臺的IT投資水平如何影響雙邊用戶的交易行為的，這一問題是業界和理論界共同關注的問題。

對于雙邊平臺的網絡外部性中外學者從定量建模和實證兩個角度進行了廣泛的研究。網絡外部性指的是，使用同一產品和服務的用戶獲取的超出產品和服務本身的效用[1]。實證研究主要關注的是轉移成本、用戶滿意、感知價值等因素對于網絡外部性下用戶使用行為的影響[2-4]，定量建模研究主要關注的是平臺的注冊費和交易費定價[5]、平臺質量差異化決策[6]，部分研究關注了網絡外部性下平臺的技術創新和平臺間的兼容性策略[7]。例如，紀漢霖等[8]研究在壟斷和競爭兩類市場中雙邊平臺對于兩種服務的定價策略，結果顯示，平臺的服務質量參數、交叉網絡外部性強度對平臺利潤的影響存在拐點。孫武軍等[9]研究了雙邊市場平臺的注冊費定價問題，研究顯示交叉網絡外部性對注冊費傾斜式定價存在正向影響。盧珂等[10]研究網約車平臺中交叉網絡外部性影響下的注冊費和交易費定價策略。上述文獻都是在網絡外部性外生的前提下，研究雙邊平臺的定價等運營決策。事實上，網絡外部性產生的基礎是平臺的用戶規模和轉移成本，但用戶規模和轉移成本大小本身不僅受到網絡外部性的影響，而且也受到平臺提供的服務質量水平的影響，而服務質量水平取決于IT投資水平[11，12]。因此，本文從網絡外部性內生的角度出發，研究競爭性市場中，雙寡頭電子商務平臺的IT投資決策問題，并通過構建多主體仿真決策模型探討相關影響因素對雙寡頭電子商務平臺投資決策的影響，進而提供相應的決策分析與建議。

2 模型描述

假設競爭性市場環境中，有序貫進入的兩個電子商務平臺，其中平臺1為在位者，平臺2為后進入者。兩個平臺先后進行IT投資并達到一定的質量水平，平臺用戶平臺質量感知異質，一般地，用戶選擇偏好選擇質量水平高的平臺。為構建仿真模型，假設如下：

假設1：市場只有在位者平臺1的壟斷階段，平臺1借助IT投資達到質量水平k1。

假設2：平臺2進入市場后的競爭階段，平臺2通過IT投資達到k2。一般地，平臺2在觀察平臺1質量水平k1的基礎上做出IT決策，根據摩爾定律，平臺2將獲得更高的平臺質量，即Δk=k2-k1>0。

假設3：假設市場份額為1，壟斷階段中平臺1擁有全部市場份額；競爭性市場中，由于平臺2擁有更高的質量，一部分用戶觀察到高質量平臺的出現，從而轉移到平臺2，產生轉移成本s。平臺1仍擁有一部分忠誠用戶，這部分用戶沒有轉移成本。

假設4：假設用戶轉移成本s受平臺兼容性水平影響，設兼容系數為ν，ν∈[0，1]，則轉移成本為s(1-ν)。

假設5：在競爭市場階段，用戶質量敏感系數為θ，θ∈(0，1)，則用戶使用平臺所獲得的效用為θki，i=1，2，表示每提高一個單位的質量水平，則選擇平臺i的用戶所增加的效用。價格敏感系數為φ，φ∈(0，1)，則用戶支付平臺服務費的效用損失為φpi，i=1，2，表示每提高一個單位平臺服務費，則選擇平臺i的用戶所降低的效用；此外，網絡外部性系數為α，α∈(0，1)，使用同一平臺的用戶數量為qi，(i=1，2)，則平臺用戶可以獲得來自用戶規模的網絡外部性效用αqi+αν(1-qi)。

假設6：在競爭市場階段，兩個平臺存在橫向差異化，即存在質量差異，假設兩平臺分別位于[0，1]線性城市的兩端，設用戶質量感知偏好為x，用戶在這一線性城市中服從均勻分布，則x∈[0，1]。用戶單位心理成本為t，則位于x的用戶使用平臺1產生tx感知效用損失，使用平臺2產生tx(1-x)感知效用損失。

假設7：假設平臺轉移成本和兼容性內生，IT投資成本分為提升質量水平的研發成本和提升競爭能力的成本兩個部分，其中提升競爭能力的成本表現為：一是在位者平臺1為了鎖定用戶會增加轉移成本投資以保持領先者地位所產生的成本；二是進入者平臺2采用增加兼容性IT投資策略，來降低用戶轉移成本搶奪更多用戶所發生的成本。則平臺1的IT投資成本C1為C1=c+s2/2，平臺2的IT投資成本C2為C2=c+(νs)2/2。

基于上述假設，在競爭階段，兩個平臺都完成IT投資后，位于x的用戶使用平臺1的效用U1為

U1=θk1-φp1-tx+αx+αν(1-x)

使用平臺2的效用U2為

因此，平臺1和平臺2通過信息技術投資后各自的市場份額q1、q2分別為

則兩平臺利潤函數π1、π2分別為

π1=p1q1-C1

(1)

π2=p2q2-C2

(2)

3 仿真系統設計

Netlogo是可以對自然和社會現象進行編程的仿真建模環境，它能夠對隨時間演化的復雜系統進行建模和仿真演示。該系統中通常包含四類主體，分別是瓦片、海龜、鏈和觀察者，觀察者創建其它主體、發出命令并以上帝視角控制仿真系統，參與仿真活動的主體用海龜表示，海龜的活動地面是用瓦片所構成的，每一個活動的海龜和代表位置的瓦片都標有坐標。

3.1 主體屬性設計

仿真系統中包含兩類行為主體，一類是雙寡頭電子商務平臺，一類是平臺用戶。平臺以利潤最大化為目標選擇IT投資策略，平臺用戶以效用最大化為目標選擇加入某一平臺。

1)市場屬性

通過globals[]函數定義全局變量表示仿真模型中的市場屬性，主要包括兩個平臺的網絡外部性強度和質量差異。

2)平臺用戶屬性

每一瓦片變量表示一個平臺買方用戶，假設每個買方用戶在一輪交易中都有一個單位需求，并且根據效用最大化原則選擇平臺進入交易。瓦片的屬性用patches-own[]表示，包括用戶的價格敏感系數、質量敏感系數、感知質量偏好以及偏好差異的單位心理成本。

3)B2B電子中介平臺屬性

兩個海龜變量分別代表雙寡頭電子商務平臺1和平臺2，位于正方形區域對角線兩端。海龜的屬性用turtles-own[]表示，包括投資成本、平臺質量、市場份額、價格、轉移成本和兼容系數。

3.2 可調節參數設計

通過Netlogo界面中的滑動條和輸入框插件可以動態調節相關參數的數值，從而通過仿真觀察參數調節對于仿真結果的影響程度和影響機理，本仿真系統中包括以下可調節參數：

1)網絡外部性強度系數α，α∈(0，1)，初始值設置為0.1，步長為0.1。

2)單位心理成本t，設置最小值為1，最大值為2，初始值設置為1.0，步長為0.1。

3)平臺兼容性系數ν，最小值設置為0，最大值為1，分別代表平臺2與平臺1完全兼容與完全不兼容，初始值設置為0，步長為1。

4)質量敏感系數θ和價格敏感系數φ來表示，設置最小值為0，最大值為1，初始值設置均為0.5，步長為0.1。

5)轉移成本swc，假設轉移成本內生，平臺1通過IT投資增加轉移成本，構建平臺2的進入壁壘。在仿真系統中，swc>0。

6)平臺質量差異系數δ，δ是仿真系統中的全局變量，如前所述，平臺2相較于平臺1更具質量優勢，則δ>0。

表1 仿真系統中可調節參數

3.3 仿真程序設計

Netlogo仿真系統程序設計主要包括：變量聲明、初始化程序和系統運行程序。

1)變量聲明程序主要是定義系統中的變量，包括兩類變量：一是系統全局變量，二是相關主體所涉及的變量。

系統全局變量用globals[]定義，本仿真系統包括平臺質量差異δ和網絡外部性系數α。

本仿真系統的相關主體包括海龜(電子商務平臺)和瓦片(平臺用戶)，用turtles-own[]定義海龜的相關變量，包括投資成本c、平臺質量k、轉移成本s、價格price和市場份額market-share等，這些變量反映電子商務平臺的IT投資決策及其相應的結果。用patches-own[]定義瓦片的相關變量，包括用戶感知質量偏好差異的心理成本t、價格敏感系數φ、質量敏感系數θ和偏好平臺preferred-platform，這些變量反映平臺用戶的偏好和根據效用的平臺選擇決策結果。

2)主體相關變量的初始狀態由初始化程序(setup)設置，本仿真系統的三個例程分別是setup-platforms、setup-users和calculate-area。

兩個海龜主體用to setup-platforms設置表示雙寡頭競爭的兩個電子商務平臺，編號為0的海龜表示在位者平臺1；編號為1的海龜表示進入者平臺2，參數如表2所示。

表2 海龜主體參數設置

全部瓦片用to setup-users設置，每一個用戶為一個瓦片，所有瓦片集合構成正方形，正方形區域為(-20，20)，表示市場由1681個平臺用戶構成。

電子商務平臺的市場份額用calculate-aera計算得到，通過計算電子商務平臺被兩個海龜選擇的瓦片總量，兩種顏色的瓦片數量代表市場份

3)本仿真系統中海龜和瓦片的行為規則用具有循環功能的系統運行go程序來定義，主要有海龜例程和瓦片例程。兩個電子商務平臺的決策調整策略由海龜例程來定義，然后在每一輪循環中計算中間變量潛在收益和潛在市場份額，根據決策調整策略比較中間變量，進而調整價格策略；瓦片例程首先定義平臺用戶行為調整策略，然后在每一輪循環中用戶根據行為調整策略比較兩個平臺的效用水平，以效用最大化原則選擇偏好平臺preferred-platform。recalculate-area例程在每一輪策略選擇后重新計算兩個平臺的用戶數量，即市場份額。

此外，主程序go中定義了四個畫圖例程，分別報告仿真系統中兩個電子商務平臺的市場份額market-share、市場價格price、平臺收益revenue以及位于(0，0)位置上平臺用戶效用水平改變狀況。

4 仿真結果分析

仿真系統轉移成本swc初始值為50，平臺用戶質量敏感系數θ為0.5，后進入平臺2質量提升δ為100，采用完全不兼容性策略，則兼容性系數ν為1。系統運行結果如圖1所示。

圖1 初始條件下系統運行結果

圖1結果顯示，在初始條件下，雙寡頭平臺獲得相等的投資收益，價格和市場份額也都基本接近，具有對稱的競爭優勢。

1)轉移成本影響機理分析

在初始值設置的基礎上，僅增大轉移成本，swc設置為75，觀察在位者平臺1的轉移成本IT投資對市場競爭的影響，結果如圖2所示。結果顯示，位于(0，0)點上的用戶選擇先進入平臺1獲得更大效用，在位者平臺1具有獲得更大的市場份額、較高的價格和更高的收益。說明在位者平臺1在進入者平臺2具有較高的質量水平情況下，應該加大轉移成本IT投資，以改進用戶效用進而鎖定用戶。

圖2 平臺1轉移成本較大的系統運行結果

在初始值設置的基礎上，僅增大質量差異，δ設置為150，觀察進入者平臺2加大提升質量水平的IT投資對市場競爭的影響，結果如圖3所示。結果顯示，位于(0，0)點上的用戶選擇后進入平臺2獲得更大效用，進入者平臺2獲得更大的市場份額、較高的價格和更高的收益。說明進入者平臺2在平臺1未進行轉移成本IT投資的條件下，應加大提升質量水平的IT投資，以改進用戶效用。

圖3 平臺2具有質量優勢的系統運行結果

對式(1)求得的平臺利潤最大化可以得到平臺1和平臺2的均衡價格，進而求得均衡狀態下競爭雙方的市場份額和利潤水平分別為

(3)

(4)

(5)

結論1：當不考慮兼容策略時，兩個平臺的使用價格、市場份額和利潤水平由平臺的技術進步水平和轉移成本的相對大小所決定。當技術進步水平較高時后進入平臺具有競爭優勢，反之，先進入平臺能夠通過構建進入壁壘鎖定用戶而獲得競爭優勢。

2)網絡外部性影響機理分析

圖4 網絡外部性影響機理的系統運行結果

結論2：隨著網絡外部性的增加，平臺中用戶的效用增加，平臺價格和利潤降低。

3)兼容性策略影響機理分析

在初始值設置的基礎上下，僅改變兼容系數，從初始值ν=0開始以步長0.1順序調整，從0變為1，仿真結果如圖5所示。仿真結果顯示，進入者平臺2采用的兼容性水平越高，在位者平臺1先動優勢越弱，從而處于被動地位。進入者平臺2由于其擁有的質量優勢獲得更大的市場份額、價格和投資收益。特別地，在系統運行時網絡外部性系數的調整對于實驗結果沒有任何影響，因此，平臺2在有效實施兼容策略有助于降低網絡外部性對雙邊用戶的交叉影響，是進入者平臺2獲得后動優勢的關鍵，反之，對于在位者平臺1而言，若要維持先動優勢，需要增加轉移成本、鎖定用戶、設置有效的進入壁壘以抵制兼容策略。

圖5 進入者平臺2完全兼容策略下的運行結果

結論3：進入者平臺2采取完全兼容的進入策略時，可以獲得更大的市場份額，在市場競爭中占據優勢地位。

5 結論

本文在Netlogo仿真軟件基礎上，基于雙寡頭電子商務平臺序貫投資決策博弈模型，設計包含電子商務平臺市場環境、事件和主體的仿真系統，調整相關環境變量和各類主體屬性參數，觀察競爭平臺的價格、收益等變化。研究結果顯示：①當不考慮兼容策略時，兩個平臺的使用價格、市場份額和利潤水平由平臺的技術進步水平和轉移成本的相對大小所決定。當技術進步水平較高時后進入平臺具有競爭優勢，反之，先進入平臺能夠通過構建進入壁壘鎖定用戶而獲得競爭優勢。此時，先進入平臺能夠主動選擇轉移成本的大小，轉移成本對于進入者平臺2的利潤存在負向影響，進入者平臺2采用不兼容策略將在競爭中處于劣勢地位。②網絡外部性對平臺用戶效用存在正向影響，隨著網絡外部性的增加會導致平臺價格和利潤的降低。網絡外部性越大，在位者平臺2定價越高、用戶基礎擴大，從而有利于平臺1形成規模效應。③進入者平臺2采取完全兼容的進入策略時，可以獲得更大的市場份額，在市場競爭中占據優勢地位。平臺2在有效實施兼容策略有助于降低網絡外部性對雙邊用戶的交叉影響。對于作為跟隨者的平臺而言，有效地實施完全兼容能夠促進后入平臺成功進入市場。而對于作為領導者的平臺而言，有效地建立進入壁壘使進入者的兼容策略難以實施能夠發揮在位者的優勢。