复杂网络视角下协同创新网络主体行为演化动力学研究

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随着“互联网+”战略深入发展,协同创新网络已成为创新驱动发展的重要推力,且呈现出规模大、分布广和动态演化的特征。协同创新网络促进专业化分工和社会化协作,是推动低成本型集群向创新型集群转型升级并实现高质量发展的关键。然而,多数协同创新网络在发展过程中不可避免地存在机会主义、“搭便车”、利益纠纷等问题,进而影响到协同创新网络整体的协同性与稳定性。协同创新网络宏观层面的“成功”或“失败”通常可以借助形式各异的协同创新网络绩效指标较为容易地进行测度,然而宏观现象得以涌现的背后机理是什么?创新主体微观层面的利益博弈最终如何演变为网络宏观特征?长期以来,该类问题犹如一个“黑箱”,给协同创新网络管理带来了巨大挑战。协同创新网络是由其网络主体共同构成的集群合作创新系统,兼具结构与动力学的复杂性,本质上是一个动态复杂系统,传统方法在处理该类动态性复杂系统演变方面存在诸多缺陷。近年来,复杂网络理论和多主体仿真技术的快速发展为协同创新网络结构、演化动力学及网络功能间相互作用机理的研究提供了新颖视角与高效方法。具体地,复杂网络理论能够更好地刻画复杂系统内部模块间联结关系,多主体仿真技术能够更好地揭示个体微观机制到整体宏观行为的演变过程,既而能够很好地解决所谓的“黑箱”问题。鉴于此,本研究基于复杂网络视角并结合多主体仿真方法,以协同创新网络为研究对象,将网络主体行为作为分析单位,将网络结构作为主体间联结关系结构,构建协同创新网络主体行为演化动力学模型,深入探究了不同协同创新网络环境、网络主体间的利益博弈及利益分配等因素对协同创新网络主体行为演化的影响。具体地,协同创新网络结构经历了从静态到动态的转变;网络主体类别经历了从二类、三类到四类的转变;网络主体理性程度经历了从完全理性到有限理性的转变;协同创新网络主体行为涉及合作、背叛、兼并、分裂、惩罚与贿赂。主要研究内容如下:(1)从复杂网络为主的多学科交叉视角对协同创新网络研究进行系统回顾与展望。首次将复杂网络视角下协同创新网络研究划分为基于复杂网络-统计理论、复杂网络-协同创新理论、复杂网络-多主体仿真、复杂网络-生态系统论的协同创新网络研究,并详细探究了四类研究范式的主要研究内容、理论及方法、相关结论等。同时,深入分析现有研究存在的局限性并据此提出未来改善方向和提升空间。(2)协同创新静态网络主体在完全理性条件下的行为演化动力学。首先,构建了协同创新网络理论框架,定义了协同创新有向网络、无向网络、创新子网络、完全网络、不完全网络、最优网络等概念并界定其内涵。其次,基于微观博弈机制定义了协同创新网络主体行为的Nash稳定性并分别就完全网络和不完全网络给出了合作与背叛行为的Nash稳定条件。最后,将Nash稳定条件作为行为转变机制并结合多主体仿真探究了协同创新静态网络上创新主体在完全理性条件下宏观行为涌现的微观机理。(3)协同创新静态网络主体在有限理性条件下的行为演化动力学。首先,基于有限理性假设将网络主体行为转变的概率机制和动态关系成本纳入到博弈框架。其次,针对三类经典博弈情境探究协同创新网络主体间利益冲突特征。最后,深入分析三类经典博弈情境下创新绩效分配指数及其他因素对网络主体行为演化的影响。(4)协同创新网络主体的兼并与分裂行为演化动力学。协同创新网络动态演变通常受网络主体经济行为驱动而导致主体间联结关系变更。该部分借助网络主体兼并与分裂行为表征资产的并购与剥离,并作为网络主体变更联结关系的驱动因素纳入到协同创新网络结构与主体行为协同演化动态模型,系统分析了协同创新网络主体的存续时间、网络度、多样性及内含子创新主体数量等因素对兼并与分裂行为的影响以及此两类行为对协同创新网络整体演化特征的影响。(5)基于“新加坡模式”的分配机制对协同创新网络主体行为演化的影响。协同创新网络主体的合作与背叛行为基础上引入领导者的惩治行为在解决“一阶搭便车”问题的同时将诱发“二阶搭便车”问题。为试图解决该问题,本研究进一步将基于“新加坡模式”的分配机制纳入到协同创新网络演化博弈框架。此外,考虑到现实环境中领导者的惩治行为可能会受到腐败行为的影响,该部分同时考虑了廉洁与腐败不同情境下协同创新主体行为的演化特征,并基于多主体仿真结果提出协同创新网络管理的相关建议对策。
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