面向科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略的智能合約激勵機(jī)制研究

　　摘 要:[目的/ 意義]現(xiàn)有科技服務(wù)數(shù)據(jù)獲取難、科技服務(wù)機(jī)構(gòu)共享意愿低下,需激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享中,充分釋放科技服務(wù)數(shù)據(jù)的服務(wù)價值和經(jīng)濟(jì)價值。 [方法/ 過程] 在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上,通過演化博弈理論設(shè)計出科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享的三種共享策略;根據(jù)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略構(gòu)建安全、高效、動態(tài)可調(diào)整的智能合約激勵機(jī)制;并針對共享策略影響因素和智能合約激勵機(jī)制進(jìn)行仿真分析。 [結(jié)果/ 結(jié)論] 結(jié)果表明,數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)與科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)積極共享的選擇成正相關(guān);智能合約激勵機(jī)制面對不同的數(shù)據(jù)共享策略,對激勵參數(shù)應(yīng)采取動態(tài)調(diào)整,以達(dá)到促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)積極共享的目的,有利于打造安全高效的科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池。

　　王倩; 徐尚英; 陳冬林; 唐藝倩， 情報雜志 發(fā)表時間：2021-07-23

　　關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)共享;激勵機(jī)制;科技服務(wù);演化博弈;區(qū)塊鏈

　　0 引 言

　　隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,科技服務(wù)數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長,并與人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)相互融合,為科技服務(wù)業(yè)的發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支持。 面向日益多樣化和個性化的科技服務(wù)創(chuàng)新需求,科技服務(wù)業(yè)在數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)采集方面的能力已經(jīng)大幅提升,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺將不同領(lǐng)域、不同類型的科技服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效整合,提高了數(shù)據(jù)利用效率,實現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)間的協(xié)同能力,促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)開放共享。 然而在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享以及共享激勵方面還存在問題,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)平臺上共享數(shù)據(jù)的意愿不強(qiáng)、動力不足,數(shù)據(jù)安全得不到保障;科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺共享激勵機(jī)制不完善、技術(shù)支撐不足。 如何有效激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺的數(shù)據(jù)共享成為亟待解決的重要問題,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)相互開放和共享數(shù)據(jù),是一個反復(fù)博弈的過程,需基于信任和利益驅(qū)動,在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺的激勵下相互學(xué)習(xí)和模仿,做出是否參與平臺數(shù)據(jù)共享共用的決策。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)憑借分布式、點對點等特性可以解決科技服務(wù)機(jī)構(gòu)間的信任和安全問題,并通過程序化的智能合約自動執(zhí)行激勵過程,保障科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享過程中的安全性和有效性,提高科技服務(wù)機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)共享的意愿,為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺提供技術(shù)支撐。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享提供了新的解決思路,有利于打造一個安全、可信的科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池。 因此,在區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)的支持下,本文從演化博弈視角出發(fā),基于微觀層面探討科技服務(wù)機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享策略,根據(jù)共享策略來構(gòu)造智能合約激勵機(jī)制,以此激勵更多科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺的數(shù)據(jù)共享,對于促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺發(fā)展、加快科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享體系建設(shè)具有重要理論與現(xiàn)實意義。

　　1 研究現(xiàn)狀

　　在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時代背景下,眾多學(xué)者也越來越重視對數(shù)據(jù)共享的研究,特別是針對數(shù)據(jù)共享策略和激勵機(jī)制兩方面的研究。 a. 針對數(shù)據(jù)共享策略,國內(nèi)外研究主要集中在通過博弈論來探討數(shù)據(jù)共享的影響因素以及各個行為主體的共享行為。 Adler 等通過演化博弈理論分析了科學(xué)數(shù)據(jù)共享策略的影響因素主要有個人動機(jī)、平臺因素和行業(yè)因素[1] ;莊倩等通過演化博弈理論構(gòu)建了科研群體參與數(shù)據(jù)共享的策略演化過程,表明科研人員間的信任和合作有利于科學(xué)數(shù)據(jù)共享的實現(xiàn)[2] ;Bataineh 等為實現(xiàn)對醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的收集和共享交易,基于雙邊市場理論構(gòu)建了數(shù)據(jù)貨幣化的共享平臺,并得出了數(shù)據(jù)主體的交易行為會受到自身利益的驅(qū)動[3] ;郭鑫鑫等在魏朱六要素理論模型下分析了數(shù)據(jù)共享者、服務(wù)提供者、數(shù)據(jù)需求者和健康數(shù)據(jù)共享平臺四方利益相關(guān)者的共享行為,并以“區(qū)動體育冶平臺為案例對其商業(yè)模式進(jìn)行了總結(jié)[4] 。 b. 針對數(shù)據(jù)共享激勵機(jī)制,國內(nèi)外研究主要集中在激勵方法和激勵技術(shù)的探討上。 Jaimes 等在 Growdensing 模式下設(shè)計了激勵數(shù)據(jù)主體共享個人健康數(shù)據(jù)的激勵機(jī)制[5] ;Chen 等引入具有信任約束的獎懲機(jī)制來激勵跨界聯(lián)盟成員間的數(shù)據(jù)共享,并解決了成員間的信任問題[6] ;郝世博等基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建了科學(xué)數(shù)據(jù)共享區(qū)塊鏈模型,并對其共識激勵機(jī)制、智能合約等實現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行了分析[7] ;石進(jìn)等圍繞中小企業(yè)競爭情報共享提出了信用積分體制的激勵機(jī)制,保障了參與主體的利益最大化[8] ;張旺等從心理契約和合同契約的視角提出了最優(yōu)激勵合同是科研群體進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的主要激勵機(jī)制[9] 。

　　通過對文獻(xiàn)的分析研究可知,國內(nèi)外學(xué)者對數(shù)據(jù)資源共享策略和激勵機(jī)制的研究主要集中在科學(xué)數(shù)據(jù)、醫(yī)療健康數(shù)據(jù)、競爭情報數(shù)據(jù)等領(lǐng)域,而針對科技服務(wù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的研究非常少見,且多是單一研究數(shù)據(jù)共享的某一方面,并沒有從數(shù)據(jù)共享的策略出發(fā)去探討相關(guān)激勵機(jī)制的形成。 在我國科技服務(wù)市場中存在大量以技術(shù)交易所和科技成果轉(zhuǎn)化中心為主的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)[10] ,他們各自擁有大量的交易信息和科技成果數(shù)據(jù),造成了數(shù)據(jù)壁壘和數(shù)據(jù)孤島的大量存在。 李白楊等結(jié)合現(xiàn)有案例研究發(fā)現(xiàn)在新場景下開展科技服務(wù)的基本路徑之一是數(shù)據(jù)資源的集成與共享[11] ,但并未給出科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源是如何集成與共享的。 張玉強(qiáng)等認(rèn)為影響科技服務(wù)機(jī)構(gòu)共享策略的主要因素是科技服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)共享激勵機(jī)制的不完善[12] ,并且由于各機(jī)構(gòu)間硬件設(shè)施、存儲方式等基礎(chǔ)設(shè)施的限制,異質(zhì)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)也很難在缺乏信任和安全性的科技服務(wù)平臺上形成數(shù)據(jù)共享共用的動態(tài)合作機(jī)制[13] 。 由此可看出科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享還存在以下問題:a. 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)共享數(shù)據(jù)的意愿不強(qiáng)、動力不足,數(shù)據(jù)安全得不到保障;b. 科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺共享激勵機(jī)制不完善、技術(shù)支撐不足。 科技服務(wù)業(yè)的行業(yè)特性以及數(shù)據(jù)資源的復(fù)雜性決定了其主體數(shù)據(jù)共享策略的不同,目前在其他領(lǐng)域較成熟的數(shù)據(jù)共享方面的研究并不完全適用于科技服務(wù)領(lǐng)域。 因此,本文擬在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上,采用演化博弈理論分析各個科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)共享的策略,根據(jù)具體的共享策略提出智能合約激勵機(jī)制,以解決上述問題。

　　參與數(shù)據(jù)共享的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)之間既有利益差別,同時又相互依存,不斷地根據(jù)歷史經(jīng)驗和學(xué)習(xí)程度來決定未來是否要參與數(shù)據(jù)共享,各個機(jī)構(gòu)間的合作與競爭表現(xiàn)為一定形式的博弈過程。 因此,通過演化博弈理論[14-15]來分析科技服務(wù)不同主體間參與數(shù)據(jù)共享的策略是很有必要的。 區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其公開透明、去中心化的特點[16] ,在物聯(lián)網(wǎng)、金融、醫(yī)療、物流等行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[17-19] ,在數(shù)據(jù)信息資源開發(fā)共享領(lǐng)域潛力也是巨大的。 區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上是一個多中心的分布式數(shù)據(jù)庫,通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲區(qū)塊中的數(shù)據(jù)、非對稱加密等密碼學(xué)保證數(shù)據(jù)安全、智能合約操作和讀取區(qū)塊中的數(shù)據(jù)。 區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點構(gòu)成 P2P 分布式網(wǎng)絡(luò),任何互不信任的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)都可以通過加密算法、智能合約、等方式達(dá)成共識[20] 。 智能合約是可以在區(qū)塊鏈上自動執(zhí)行的特殊程序,其程序代碼及數(shù)據(jù)均存儲于鏈上,具有防篡改性強(qiáng)、去中心化程度高等特點。 智能合約封裝了數(shù)據(jù)操作的所有數(shù)據(jù)和方法,類似于編程語言中的“類冶,需要滿足可確定性和可終止性的條件[21] 。 用戶在區(qū)塊鏈平臺上調(diào)用的交易通常是智能合約的方法或方法集合,所有節(jié)點必須按照智能合約預(yù)置的觸發(fā)條件和響應(yīng)規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算。 為使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺有效激勵科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享,可引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)造一個安全、可信、防篡改的數(shù)據(jù)共享環(huán)境,通過部署在區(qū)塊鏈上的智能合約正好為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵機(jī)制的實現(xiàn)提供可信、安全的保障。

　　基于此,本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)和演化博弈理論對科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享的策略進(jìn)行了分析,并以此為依據(jù)構(gòu)建了面向科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略的智能合約激勵機(jī)制,一方面可激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺的數(shù)據(jù)共享,使科技服務(wù)機(jī)構(gòu)和科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺同時獲益,保證平臺的長久運(yùn)行;另一方面則有利于釋放科技服務(wù)數(shù)據(jù)的服務(wù)價值和經(jīng)濟(jì)價值,促進(jìn)科技服務(wù)市場的信息壁壘和數(shù)據(jù)孤島的破除,實現(xiàn)“1+1>2冶的融合擴(kuò)大效應(yīng)。

　　2 研究框架

　　數(shù)據(jù)共享的核心是從數(shù)據(jù)的流通和交換中獲利[22] ,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在以區(qū)塊鏈技術(shù)為支撐的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺中共享數(shù)據(jù)的實質(zhì)就是衡量在數(shù)據(jù)共享中所獲得的共享收益、共享成本和激勵成本的理性過程。 參考現(xiàn)有研究[11] 將參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上的機(jī)構(gòu)分為科技服務(wù)綜合機(jī)構(gòu)和科技服務(wù)專業(yè)機(jī)構(gòu)。 綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)在科技服務(wù)數(shù)據(jù)的類型、質(zhì)量、規(guī)模上都有所區(qū)別,綜合機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型更多、規(guī)模更大,專業(yè)機(jī)構(gòu)擁有的數(shù)據(jù)專業(yè)化程度則更高。因此,綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺中的數(shù)據(jù)共享所獲得的收益和損失是不同的[23] ,在數(shù)據(jù)共享策略的選擇上會受到自身數(shù)據(jù)集成[24] 和數(shù)據(jù)互補(bǔ)[25]的影響。

　　在本文中,數(shù)據(jù)集成是指科技服務(wù)機(jī)構(gòu)擁有的數(shù)據(jù)資源存量,是衡量科技服務(wù)機(jī)構(gòu)擁有的數(shù)據(jù)規(guī)模、質(zhì)量和類型的綜合指標(biāo), 屬于科技服務(wù)機(jī)構(gòu)對科技服務(wù)數(shù)據(jù)的提前投資;數(shù)據(jù)互補(bǔ)是指科技服務(wù)機(jī)構(gòu)向數(shù)據(jù)共享平臺提供的數(shù)據(jù)共享量,是衡量數(shù)據(jù)異質(zhì)性的量化指標(biāo),屬于科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在共享過程中所能獲得的收益。

　　因此,基于區(qū)塊鏈的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵框架如圖 1 所示。 在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)都擁有各自的專有數(shù)據(jù)庫,并對其進(jìn)行分布式管理和存儲;綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的演化博弈,調(diào)整其參與數(shù)據(jù)共享的共享策略;身份管理合約( Identi鄄 ty Manage Contract, IMC ) 通過預(yù)置的響應(yīng)規(guī)則來確認(rèn)和管理科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的身份,數(shù)據(jù)共享激勵合約 (Data Sharing Incentive Contract, DSIC )根據(jù)選擇不同共享策略的機(jī)構(gòu)初始比例來動態(tài)調(diào)整激勵參數(shù),根據(jù)預(yù)置觸發(fā)條件和響應(yīng)規(guī)則進(jìn)行迭代,以此激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺的數(shù)據(jù)共享,打造出數(shù)量大、質(zhì)量高的科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池。

　　3 科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略

　　3. 1 模型構(gòu)建 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與平臺數(shù)據(jù)共享的過程均是由有限理性者支配,且共享的實現(xiàn)過程也是一個長期動態(tài)的發(fā)展過程,需通過不斷地學(xué)習(xí)和模仿來獲得[26] 。 為構(gòu)建科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與演化博弈的模型和簡化計算過程,特作如下假設(shè):

　　假設(shè) 1:參與人為具有異質(zhì)性的科技服務(wù)綜合機(jī)構(gòu)和科技服務(wù)專業(yè)機(jī)構(gòu),本文將科技服務(wù)綜合機(jī)構(gòu)設(shè)為 A,將科技服務(wù)專業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)為 B,都具有相同的策略集合 Y = (Y1 ,Y ) 2 = (積極共享,消極共享) [27] 。

　　假設(shè) 2:P(t)為 t 時刻科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群的混合策略。 P(t) = (P,1 - P) , 0 £P(t) £1,其中 P 表示科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)比例, 1 - P 表示科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中選擇 Y2 的機(jī)構(gòu)比例。

　　假設(shè) 3:數(shù)據(jù)集成 Ri 屬于科技服務(wù)機(jī)構(gòu)對科技服務(wù)數(shù)據(jù) 的 提 前 投 資, 由 此 帶 來 的 收 益 為 投 資 收 益 ln(1 + R ) i (i = A,B;ln(1 + Ri) > 0) 。 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)擁有的數(shù)據(jù)互補(bǔ)量 茁ij 越高,為其他機(jī)構(gòu)帶來的互補(bǔ)收益 酌 茁ij 也會更高。 其中, 茁ij(i,j = A,B;茁ij > 0) ,為共享過程中 i 為 j 帶來的數(shù)據(jù)互補(bǔ)量; 酌(0 £酌 £1 ) ,為互補(bǔ)系數(shù)。

　　根據(jù)以上假設(shè)可構(gòu)建科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中綜合機(jī)構(gòu)與專業(yè)機(jī)構(gòu)博弈的得益矩陣,如表 1 所示。

　　對得益矩陣中的各種情形進(jìn)行如下的分析討論。

　　a. 雙方都選擇消極共享 Y2 。 此時,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上的機(jī)構(gòu)都不共享數(shù)據(jù),每一個機(jī)構(gòu)能獲得的收益僅取決于自身數(shù)據(jù)集成,則所能獲得的共享收益只有投資收益,即 ln(1 + R ) i (i = A,B;ln(1 + Ri) > 0) 。 因此, 當(dāng) A 和 B 都 選 擇 Y2 時, A 的 收 益 為 ln(1 + R ) A ,B 的收益為 ln(1 + R ) B 。

　　b. 雙方都選擇積極共享 Y1 。 此時,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上的機(jī)構(gòu)都會共享數(shù)據(jù),不僅可以從數(shù)據(jù)集成中獲益,還可以從數(shù)據(jù)互補(bǔ)中獲益,則此時的共享收益為投資收益和互補(bǔ)收益之和,即 k [ ln(1 + R ) i + 酌茁ji] ,其中 k 為常數(shù),表示為共享收益系數(shù)。 此外,在積極共享數(shù)據(jù)時每個機(jī)構(gòu)還需要承擔(dān)一定的共享損失棕 > 0;科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺也會為所有機(jī)構(gòu)提供共享激勵,表示為激勵參數(shù) 茲 。 因此,當(dāng) A 和 B 都選擇 Y1 時,A 的收益為 k[ln(1 + R ) A + 酌 茁BA ] - 棕 - 茲 ,B 的收益為 k[ln(1 + R ) B + 酌 茁AB ] - 棕 - 茲 。

　　c. 一方選擇積極共享 Y1 ,另一方選擇消極共享 Y2 。 此時便存在數(shù)據(jù)共享的風(fēng)險,選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上共享自己的數(shù)據(jù),但無法從其他機(jī)構(gòu)獲取想要的數(shù)據(jù),無法產(chǎn)生互補(bǔ)收益,但會產(chǎn)生額外的共享損失;選擇 Y2 的一方不會共享數(shù)據(jù),也不能從科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺中獲取有價值的數(shù)據(jù),既不會產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)的損失,也不會獲得額外的互補(bǔ)收益。因此, 當(dāng) A 選 擇 Y1 而 B 選 擇 Y2 時, A 的 收 益 是 ln(1 + R ) A - 棕 - 茲 ,B 的收益是 ln(1 + R ) B ;當(dāng) B 選擇 Y1 而 A 選擇 Y2 時,A 的收益是 ln(1 + R ) A ,B 的收益是 ln(1 + R ) B - 棕 - 茲 。

　　3. 2 模型分析 具有有限理性的科技服務(wù)綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu),在以區(qū)塊鏈技術(shù)為支撐的安全可信的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺中獨(dú)立的參與重復(fù)博弈。 參見演化博弈理論[28] 中的復(fù)制動態(tài)方程[29] ,可描述不同群體在 t 時刻策略選擇的動態(tài)演化過程,可得出 A 和 B 在 t 時刻的復(fù)制動態(tài)方程,計算結(jié)果如下。

　　A 在 t 時刻選擇 Y1 的期望收益為: UA (Y ) 1 = P{k[ln(1 + R ) A + 酌 茁BA ] - 棕 - 茲} + (1 - P) [ln(1 + R ) A - 棕 - 茲] (1) A 在 t 時刻選擇 Y2 的期望收益為: UA (Y ) 2 = Pln(1 + R ) A + (1 - P) ln(1 + R ) A = ln(1 + R ) A (2) A 的平均收益為: UA - = P UA (Y ) 1 + (1 - P) UA (Y ) 2 (3) 根據(jù)(1)(2)(3)式可得 A 的復(fù)制動態(tài)方程為: FA (P) = dP( ) t dt = P UA (Y ) 1 - UA [ ] - = P(1 - P) UA (Y ) 1 { - UA (Y ) } 2 = P(1 - P) {P[ (k - 1 ) ln(1 + R ) A + k酌 茁BA ] - 棕 - 茲} (4) 同理,可以計算出 B 的復(fù)制動態(tài)方程為: FB (P) = P(1 - P) {P[ (k - 1 ) ln(1 + R ) B + k酌茁AB ] - 棕 - 茲} (5) 因此,某一科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的復(fù)制動態(tài)方程可歸納為: Fi (P) = P(1 - P) {P[ (k - 1 ) ln(1 + R ) i + k酌茁ji] - 棕 - 茲} (6)

　　方程(4) (5)分別表示科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)選擇數(shù)據(jù)共享策略的動態(tài)調(diào)整過程,方程(6) 則表示為某一科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇數(shù)據(jù)共享策略的動態(tài)調(diào)整過程。 當(dāng) Fi (p) = 0 時,可得到科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在策略演化過程中的穩(wěn)定狀態(tài),則方程(6) 最多有 3 個穩(wěn)定狀態(tài),即有 P * 1 = 0 (7) P * 2 = 1 (8) P * 3 = 棕 + 茲 (k - 1)ln(1 + Ri) + k酌 茁ji (9) 假設(shè)(7)(8)(9)都是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)共享演化過程中的穩(wěn)定狀態(tài),則其必須滿足 Fi ' (P) < 0,根據(jù)分析可得出以下科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略。

　　共享策略 1:當(dāng) 茲 < 0 且 棕 + 茲 < 0 時,只有 P * 2 = 1 是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)。 此時,無論科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中選擇 Y1 的初始比例 Pi 是多少,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上都會選擇 Y1 ,如圖 2( a) 所示。 在此策略下參與數(shù)據(jù)共享的共享成本 棕 + 茲 為負(fù),且激勵參數(shù) 茲也為負(fù),表示科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺會對參與數(shù)據(jù)共享的機(jī)構(gòu)不斷地給予獎勵,促使越來越多的機(jī)構(gòu)隨著時間的推移都選擇積極共享。

　　共享策略2:當(dāng)0 < 茲 < (k - 1 ) ln(1 + R ) i + k酌 茁ji 且 棕 + 茲 < (k - 1 ) ln(1 + R ) i + k酌 茁ji 時, P * 1 = 0 和 P * 2 = 1 均是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享博弈的演 化 穩(wěn) 定 狀 態(tài)。 因 此, 當(dāng) 0 £ Pi < 棕 + 茲 (k - 1)ln(1 + Ri) + k酌 茁ji 時,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在科技服 務(wù) 數(shù) 據(jù) 共 享 平 臺 上 會 趨 向 于 選 擇 Y2 ; 當(dāng)棕 + 茲 (k - 1)ln(1 + Ri) + k酌 茁ji < Pi 臆1 時,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上會趨向于選擇 Y1 ,如圖 2 (b)所示。 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)某一特定的演化穩(wěn)定狀態(tài)主要取決于科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)初始比例 Pi 。 如果選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)初始比例 Pi 大于臨界點 ? Pi = 棕 + 茲 (k - 1)ln(1 + Ri) + k酌 茁ji ,則科技服務(wù)機(jī)構(gòu)將隨著博弈次數(shù)的增加逐漸參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺的數(shù)據(jù)積極共享中。

　　共 享 策 略 3: 當(dāng) 茲 > 0 且 棕 + 茲 > (k - 1 ) ln(1 + R ) i + k酌 茁ji 時,只有 P * 1 = 0 是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)。 因此,無論科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群中選擇 Y1 的初始比例 Pi 如何,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)都不會選擇 Y1 ,如圖 2( c) 所示。此時參與數(shù)據(jù)共享的共享成本 棕 + 茲 已經(jīng)超過了共享收益 (k - 1 ) ln(1 + R ) i + k酌 茁ji ,選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)也會被其他選擇 Y2 的機(jī)構(gòu)所影響而改變初始選擇,故在仿真分析中不對此共享策略作特別分析。

　　根據(jù)以上分析可知,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)會在博弈過程中隨著實際情形而發(fā)生變化。 共享策略 1、共享策略 2 和共享策略 3 概括了科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享演化博弈的動態(tài)過程,可作為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺激勵科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享的觸發(fā)條件。 因此,影響科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享演化博弈動態(tài)過程的因素有激勵參數(shù) 茲 和科技服務(wù)機(jī)構(gòu)用戶群選擇 Y1 的初始比例 Pi ,不同機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享所獲得的共享收益也會隨著數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)的不同而變化。

　　4 數(shù)據(jù)共享智能合約激勵機(jī)制

　　4. 1 機(jī)制設(shè)計 如果科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺對 茲的設(shè)置是固定的,那么過高的 茲 會導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享的共享成本過高,則科技服務(wù)機(jī)構(gòu)便不會選擇 Y1 ;過低的 茲會導(dǎo)致科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺的激勵成本過高,不符合平臺利益最大化的要求。 因此,本文為基于區(qū)塊鏈的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺建立了面向科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略的智能合約激勵機(jī)制,可使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺合理地管理選擇積極共享的機(jī)構(gòu),也有助于科技服務(wù)機(jī)構(gòu)充分利用平臺中共享的數(shù)據(jù)。

　　通過部署在區(qū)塊鏈中的智能合約可實現(xiàn)動態(tài)的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵過程,以促進(jìn)更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 ,面向科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略的激勵機(jī)制中的智能合約如圖 3 所示。

　　科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺需進(jìn)行身份認(rèn)證和確定激勵參數(shù)。 調(diào)用身份管理合約 IMC ,根據(jù)科技服務(wù)領(lǐng)域?qū)C(jī)構(gòu)分為綜合機(jī)構(gòu) comUser 和專業(yè)機(jī)構(gòu) proUser ,并管理其身份證書;調(diào)用數(shù)據(jù)共享激勵合約 DSIC ,根據(jù)選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)初始比例 Pi 來動態(tài)調(diào)整激勵參數(shù)。 身份管理合約 IMC 記錄內(nèi)容有用戶名 userID , 用戶屬性集 role 以及與其相關(guān)聯(lián)的 DSIC 合約。 數(shù)據(jù)共享激勵合約 DSIC 中部署著共享收益 S 、共 享 成 本 C 和 全 局 變 量 variable[ ] 。 S 包 括 investIncome 和 compIncome ,分別對應(yīng)上文的數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)所帶來的收益; C 包括 sharingCost 和 cost[i] ( 0 臆 i 臆 n ),對應(yīng)上文的共享損失 棕 和激勵參數(shù) 茲 ; variable[] 是需要進(jìn)行動態(tài)維護(hù)的變量,主要包括注冊機(jī)構(gòu)數(shù)量 num 、當(dāng)前博弈階段 k 、當(dāng)前博弈階段選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)數(shù)量 participants 。

　　4. 2 機(jī)制實現(xiàn) 在博弈的開始階段,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)初始比例 Pi 非常小,根據(jù)共享策略 1,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺將會給予選擇 Y1 的機(jī) 構(gòu) 一 定 的 獎 勵 cost[i] , 使 cost[i] < 0 且 (sharingCost + cost [ ] i ) < 0,以激勵更多的機(jī)構(gòu)選擇 Y1 。 當(dāng)選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)比例 Pi 逐漸大于臨界點 ? Pi , 根據(jù)共享策略 2,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺給予選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)的獎勵也會逐漸減少,并加收一定的激勵費(fèi)用 cost[i] , 此 時 0 < cost[i] < (investIncome + compIncome) , 且 (sharingCost + cost [ ] i ) < (investIncome + compIncome) ,不需要科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺的激勵,仍可以保證選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)數(shù)量維持在正常水平,且科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺通過收取激勵費(fèi)用也會獲得一定的收益。 激勵過程如圖 4 所示,不斷迭代此過程調(diào)整 cost[i] ,直到達(dá)到博弈的最大階段為止,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺便達(dá)到了激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 的目的,也能通過 cost[i] 獲取一定的收益維持平臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn);科技服務(wù)機(jī)構(gòu)也能從平臺上共享的數(shù)據(jù)獲得經(jīng)濟(jì)價值,從數(shù)據(jù)的積極共享中獲得獎勵。

　　當(dāng)機(jī)構(gòu)加入科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺時調(diào)用 IMC 合約和 DSIC 合約,其算法如下所示。 role = getUserType() Pi = participants/ num / / 計算當(dāng)前階段選擇 Y1 的機(jī)構(gòu)比例 while(Pi < max駐P) { k = getCurState() / / 確定當(dāng)前科技服務(wù)機(jī)構(gòu)所處的博弈階段駐 Pi = (sharingCost + cost [ ] i ) / (investIncome + compIncome) / / 計算當(dāng)前階段的臨界點 if(Pi > 駐 Pi) cost [ ] i = getRand(0,S - sharingCost) k = k + 1 / / 進(jìn)入下一個博弈階段 else cost [ ] i = getRand(INT_MIN, - sharingCost) Pi = getCurp() } cost[n] / / 返回最大階段的激勵參數(shù)

　　根據(jù)當(dāng)前機(jī)構(gòu)比例 Pi 與最大階段臨界點 max? P 的對比促使科技服務(wù)機(jī)構(gòu)不斷參與博弈,調(diào)整激勵參數(shù) cost[i] ,達(dá)到激勵科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺數(shù)據(jù)共享的目的。

　　5 仿真實驗

　　由于數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)的不同會導(dǎo)致各機(jī)構(gòu)參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺獲得的共享收益不同,通過數(shù)值仿真來驗證數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)對科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與平臺數(shù)據(jù)共享的影響程度以及智能合約激勵機(jī)制的激勵作用。

　　5. 1 仿真設(shè)計

　　5. 1. 1 數(shù)據(jù)集成與數(shù)據(jù)互補(bǔ) 根據(jù)上文的研究設(shè)置參數(shù)的初始值,如表 2 所示。 根據(jù)共享策略 1, 茲 < 0 且 棕 + 茲 < 0 時,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)會傾向于選擇 Y1 , 因此設(shè)置固定初始值 棕 = 3、 茲 = - 5 和 P = 0. 2 來驗證數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)對數(shù)據(jù)共享的影響。

　　5. 1. 2 智能合約激勵機(jī)制 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 的初始比例 Pi 會隨著激勵參數(shù) 茲 的變化而變化,合理利用共享策略 1 和共享策略 2 可以激勵科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 ,由于共享策略 3 不會使科技服務(wù)機(jī)構(gòu)傾向于選擇 Y1 ,故只對共享策略 1 和共享策略 2 作數(shù)值仿真驗證。 共享策略 1 和共享策略 2 的固定參數(shù)如表 3 所示,測試集分別如表 4 和表 5 所示。 在共享策略 1 中, 茲 < - 棕 < 0,則 茲 < - 0. 4;在共享策略 2 中, 0 < 茲 < (k - 1 ) ln(1 + R ) i ( + k酌 茁ji - 棕) ,則 0 < 茲 < 0. 99。

　　5. 2 仿真分析

　　5. 2. 1 數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ) 大數(shù)據(jù)時代,科技服務(wù)數(shù)據(jù)的融合共享就是讓海量數(shù)據(jù)在有限的空間和行業(yè)內(nèi)流動起來,形成巨大的科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池。圖 5(a)為科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)集成的仿真圖,可發(fā)現(xiàn)隨著博弈次數(shù)的增加, Ri 取值越大,演化曲線趨向于 1 的速度就越快,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 的比例就會越大。

　　科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的服務(wù)領(lǐng)域不同,數(shù)據(jù)形式也多種多樣,異質(zhì)機(jī)構(gòu)間數(shù)據(jù)差異較大,只有科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上的數(shù)據(jù)價值更高,才會吸引更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)積極共享。 圖 5( b)為科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)互補(bǔ)的仿真圖,同樣隨著博弈次數(shù)的增加,演化曲線趨于 1 的速度也會隨著 茁ji 取值的增大而增大,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 的比例就會越大。

　　故可得出,數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)與科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)積極共享的選擇成正相關(guān),即數(shù)據(jù)集成或數(shù)據(jù)互補(bǔ)越大,越有利于促進(jìn)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)相互間的數(shù)據(jù)共享。

　　5. 2. 2 智能合約激勵機(jī)制 圖 6( a)滿足共享策略 1,可看出只要 茲 滿足共享策略 1 的條件,無論科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇 Y1 的初始比例為多少,最終數(shù)據(jù)共享演化曲線都會趨向于 1,科技服務(wù)機(jī)構(gòu)都會選擇 Y1 。 因此,在博弈階段的開始,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺只需提供合理的激勵參數(shù) 茲 以獎勵科技服務(wù)機(jī)構(gòu)即可。

　　根據(jù)共享策略 2 可知,不同的 茲 會產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)比例的臨界點 駐 Pi 。 圖 6( b)滿足共享策略 2,當(dāng) 茲 = 0. 2 時, 駐P 抑0. 38;當(dāng) 茲 = 0. 4 時, 駐P 抑0. 54。 機(jī)構(gòu)初始比例 Pi 大于對應(yīng)臨界點 駐 Pi 的演化曲線會趨于 1,小于對應(yīng)臨界點 駐 Pi 的演化曲線會趨于 0。 此時不同的激勵參數(shù) 茲 和數(shù)據(jù)共享初始比例 Pi 都會影響科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)共享的選擇。 對比圖 6( b) 中的不同初始比例,可看出初始比例 Pi 越大,曲線趨于 1 的速度越快。 因此,當(dāng)博弈過程中的數(shù)據(jù)共享初始比例大于其臨界點時,便可逐漸增加激勵成本使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺獲得更大的利益以及激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)的共享。

　　故可得出,智能合約激勵機(jī)制根據(jù)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略對激勵參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,可激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)從消極共享轉(zhuǎn)向積極共享,并使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺和科技服務(wù)機(jī)構(gòu)從數(shù)據(jù)共享中獲益。

　　6 總 結(jié)

　　6. 1 研究結(jié)論 為促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)的開放共享, 提升科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)共享意愿,本文在基于區(qū)塊鏈的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺上,通過演化博弈理論分析了科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享的三種共享策略;面向科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略構(gòu)建了可動態(tài)調(diào)整的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享智能合約激勵機(jī)制,有利于促進(jìn)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)共享以及高價值科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池的形成。

　　研究發(fā)現(xiàn):數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)與科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)積極共享的選擇成正相關(guān)。 數(shù)據(jù)共享智能合約激勵機(jī)制根據(jù)數(shù)據(jù)共享策略對激勵參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。在科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享演化博弈的每個階段, 都存在一個數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)比例的臨界點 駐 Pi 。

　　a. 當(dāng)初始比例 Pi 小于臨界點 駐 Pi 時,智能合約激勵機(jī)制將對參與數(shù)據(jù)共享的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)提供獎勵, 以激勵更多的機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享。

　　b. 隨著數(shù)據(jù)積極共享比例增加到臨界點 駐 Pi 時, 對機(jī)構(gòu)的獎勵逐漸變成對機(jī)構(gòu)收取的費(fèi)用,仍能促使機(jī)構(gòu)繼續(xù)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享。

　　c. 直到參與數(shù)據(jù)共享比例達(dá)到飽和,便進(jìn)入下一個博弈階段,不斷循環(huán)直到達(dá)到博弈的最大階段為止。

　　因此,在區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)的支持下,科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺便達(dá)到了激勵更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)積極共享的目的,也能通過 茲 獲取一定的收益維持?jǐn)?shù)據(jù)平臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn);科技服務(wù)機(jī)構(gòu)也能從數(shù)據(jù)平臺上共享的數(shù)據(jù)獲得經(jīng)濟(jì)價值,從積極的數(shù)據(jù)共享中獲得收益。

　　6. 2 理論貢獻(xiàn) 本研究基于微觀層面探討科技服務(wù)機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享策略,通過區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)激勵更多科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺的數(shù)據(jù)共享中,對于促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺發(fā)展、加快科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享體系建設(shè)具有重要理論與現(xiàn)實意義,理論貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在三個方面:

　　第一,智能合約激勵機(jī)制的構(gòu)建回答了區(qū)塊鏈技術(shù)如何激勵科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享,突破了傳統(tǒng)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享的激勵方式,可促進(jìn)不同領(lǐng)域、不同類型的科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源的有效整合。

　　第二,在一定程度上深化了演化博弈論在數(shù)據(jù)共享方面的應(yīng)用,解釋了影響科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與數(shù)據(jù)共享的策略因素,有利于科技服務(wù)市場信息壁壘和數(shù)據(jù)孤島的破除,擴(kuò)展了演化博弈理論的適用范圍。

　　第三,從“單個數(shù)據(jù)庫-共享策略-激勵機(jī)制-科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池冶 的構(gòu)建邏輯,說明了區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)能支撐科技服務(wù)數(shù)據(jù)平臺有效管理科技服務(wù)機(jī)構(gòu),有利于科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池的形成。

　　6. 3 局限性與未來展望 本文的研究還存在一定的不足:一方面,科技服務(wù)數(shù)據(jù)集成與數(shù)據(jù)互補(bǔ)程度尚無統(tǒng)一的量化指標(biāo),現(xiàn)無法獲取客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析,只能采用數(shù)值仿真的方式驗證模型,因此未來研究可獲取客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析,加強(qiáng)研究結(jié)論的科學(xué)性;另一方面,本研究對區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)的實現(xiàn)過程研究不充分,未檢驗其性能和兼容性,后續(xù)研究可強(qiáng)化技術(shù)層面的操作。