王 倩 徐尚英 陳冬林 唐藝倩

(1.武漢理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 武漢 430070；2.湖北省電子商務(wù)大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心 武漢 430070)

0 引 言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，科技服務(wù)數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，并與人工智能、云計(jì)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(gè)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(tái)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(shí)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(shí)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(lì)方面還存在問題，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)平臺(tái)上共享數(shù)據(jù)的意愿不強(qiáng)、動(dòng)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(tái)共享激勵(lì)機(jī)制不完善、技術(shù)支撐不足。如何有效激勵(lì)更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺(tái)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(gè)反復(fù)博弈的過(guò)程，需基于信任和利益驅(qū)動(dòng)，在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的激勵(lì)下相互學(xué)習(xí)和模仿，做出是否參與平臺(tái)數(shù)據(jù)共享共用的決策。

區(qū)塊鏈技術(shù)憑借分布式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(guò)程序化的智能合約自動(dòng)執(zhí)行激勵(lì)過(guò)程，保障科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享過(guò)程中的安全性和有效性，提高科技服務(wù)機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)共享的意愿，為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(gè)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)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(lái)構(gòu)造智能合約激勵(lì)機(jī)制，以此激勵(lì)更多科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，對(duì)于促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(shí)意義。

1 研究現(xiàn)狀

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時(shí)代背景下，眾多學(xué)者越來(lái)越重視對(duì)數(shù)據(jù)共享的研究，特別是針對(duì)數(shù)據(jù)共享策略和激勵(lì)機(jī)制兩方面的研究。a.針對(duì)數(shù)據(jù)共享策略，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在通過(guò)博弈論來(lái)探討數(shù)據(jù)共享的影響因素以及各個(gè)行為主體的共享行為。Adler等[1]通過(guò)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(gè)人動(dòng)機(jī)、平臺(tái)因素和行業(yè)因素；莊倩等[2]通過(guò)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(guò)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(shí)現(xiàn)；Bataineh 等[3]為實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的收集和共享交易，基于雙邊市場(chǎng)理論構(gòu)建了數(shù)據(jù)貨幣化的共享平臺(tái)，并得出了數(shù)據(jù)主體的交易行為會(huì)受到自身利益的驅(qū)動(dòng)；郭鑫鑫等[4]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(tái)四方利益相關(guān)者的共享行為，并以“區(qū)動(dòng)體育”平臺(tái)為案例對(duì)其商業(yè)模式進(jìn)行了總結(jié)。b.針對(duì)數(shù)據(jù)共享激勵(lì)機(jī)制，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在激勵(lì)方法和激勵(lì)技術(shù)的探討上。Jaimes等[5]在Growdensing模式下設(shè)計(jì)了激勵(lì)數(shù)據(jù)主體共享個(gè)人健康數(shù)據(jù)的激勵(lì)機(jī)制；Chen等[6]引入具有信任約束的獎(jiǎng)懲機(jī)制來(lái)激勵(lì)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；郝世博等[7]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(duì)其共識(shí)激勵(lì)機(jī)制、智能合約等實(shí)現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行了分析；石進(jìn)等[8]圍繞中小企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)共享提出了信用積分體制的激勵(lì)機(jī)制，保障了參與主體的利益最大化；張旺等[9]從心理契約和合同契約的視角提出了最優(yōu)激勵(lì)合同是科研群體進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的主要激勵(lì)機(jī)制。

通過(guò)文獻(xiàn)分析可知，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)數(shù)據(jù)資源共享策略和激勵(lì)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(jìng)爭(zhēng)情報(bào)數(shù)據(jù)等領(lǐng)域，而針對(duì)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(lì)機(jī)制的形成。在我國(guó)科技服務(wù)市場(chǎng)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[11]結(jié)合現(xiàn)有案例研究發(fā)現(xiàn)在新場(chǎng)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，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[12]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(tái)的數(shù)據(jù)共享激勵(lì)機(jī)制的不完善，并且由于各機(jī)構(gòu)間硬件設(shè)施、存儲(chǔ)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(tái)上形成數(shù)據(jù)共享共用的動(dòng)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(dòng)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(tái)共享激勵(lì)機(jī)制不完善、技術(shù)支撐不足?？萍挤?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(tái)上，采用演化博弈理論分析各個(gè)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(lì)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(shí)又相互依存，不斷地根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)程度來(lái)決定未來(lái)是否要參與數(shù)據(jù)共享，各個(gè)機(jī)構(gòu)間的合作與競(jìng)爭(zhēng)表現(xiàn)為一定形式的博弈過(guò)程。因此，通過(guò)演化博弈理論[14-15]來(lái)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(diǎn)[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(gè)多中心的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)、非對(duì)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(diǎn)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(guò)加密算法、智能合約等方式達(dá)成共識(shí)[20]。智能合約是可以在區(qū)塊鏈上自動(dòng)執(zhí)行的特殊程序，其程序代碼及數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于鏈上，具有防篡改性強(qiáng)、去中心化程度高等特點(diǎn)。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(yǔ)言中的“類”，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(tái)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(diǎn)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(tái)有效激勵(lì)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(gè)安全、可信、防篡改的數(shù)據(jù)共享環(huán)境，通過(guò)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(lì)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)提供可信、安全的保障。

圖1基于區(qū)塊鏈的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵(lì)框架

基于此，本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)和演化博弈理論對(duì)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(lì)機(jī)制，一方面可激勵(lì)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(tái)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(tái)同時(shí)獲益，保證平臺(tái)的長(zhǎng)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(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)科技服務(wù)市場(chǎng)的信息壁壘和數(shù)據(jù)孤島的破除，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”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(tái)中共享數(shù)據(jù)的實(shí)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(lì)成本的理性過(guò)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(tái)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(tái)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(huì)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(duì)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(tái)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(guò)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(lì)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(kù)，并對(duì)其進(jìn)行分布式管理和存儲(chǔ)；綜合機(jī)構(gòu)和專業(yè)機(jī)構(gòu)通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(Identity Manage Contract, IMC)通過(guò)預(yù)置的響應(yīng)規(guī)則來(lái)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(lì)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(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整激勵(lì)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(lì)更多的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺(tái)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(tái)數(shù)據(jù)共享的過(guò)程均是由有限理性者支配，且共享的實(shí)現(xiàn)過(guò)程也是一個(gè)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程，需通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)和模仿來(lái)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(jiǎn)化計(jì)算過(guò)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,Y2)=(積極共享，消極共享)[27]。

假設(shè)2：P(t)為t時(shí)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(duì)科技服務(wù)數(shù)據(jù)的提前投資，由此帶來(lái)的收益為投資收益ln(1+Ri)(i=A,B;ln(1+Ri)>0)?？萍挤?wù)機(jī)構(gòu)擁有的數(shù)據(jù)互補(bǔ)量βij越高，為其他機(jī)構(gòu)帶來(lái)的互補(bǔ)收益γβij也會(huì)更高。其中，βij(i,j=A,B;βij>0)，為共享過(guò)程中i為j帶來(lái)的數(shù)據(jù)互補(bǔ)量；γ(0≤γ≤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。

表1 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)博弈得益矩陣

對(duì)得益矩陣中的各種情形進(jìn)行如下分析討論。

a.雙方都選擇消極共享Y2。此時(shí)，科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)上的機(jī)構(gòu)都不共享數(shù)據(jù)，每一個(gè)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+Ri)(i=A,B;ln(1+Ri)>0)。因此，當(dāng)A和B都選擇Y2時(shí)，A的收益為ln(1+RA)，B的收益為ln(1+RB)。

b.雙方都選擇積極共享Y1。此時(shí)，科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)上的機(jī)構(gòu)都會(huì)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(shí)的共享收益為投資收益和互補(bǔ)收益之和，即k[ln(1+Ri)+γβji]，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(shí)每個(gè)機(jī)構(gòu)還需要承擔(dān)一定的共享?yè)p失ω>0；科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)也會(huì)為所有機(jī)構(gòu)提供共享激勵(lì)，表示為激勵(lì)參數(shù)θ。因此，當(dāng)A和B都選擇Y1時(shí)，A的收益為k[ln(1+RA)+γβBA]-ω-θ，B的收益為k[ln(1+RB)+γβAB]-ω-θ。

c.一方選擇積極共享Y1，另一方選擇消極共享Y2。 此時(shí)便存在數(shù)據(jù)共享的風(fēng)險(xiǎn)，選擇Y1的機(jī)構(gòu)在科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)上共享自己的數(shù)據(jù)，但無(wú)法從其他機(jī)構(gòu)獲取想要的數(shù)據(jù)，無(wú)法產(chǎn)生互補(bǔ)收益，但會(huì)產(chǎn)生額外的共享?yè)p失；選擇Y2的一方不會(huì)共享數(shù)據(jù)，也不能從科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)中獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)，既不會(huì)產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)的損失，也不會(huì)獲得額外的互補(bǔ)收益。因此，當(dāng)A選擇Y1而B選擇Y2時(shí)，A的收益是ln(1+RA)-ω-θ，B的收益是ln(1+RB)；當(dāng)B選擇Y1而A選擇Y2時(shí)，A的收益是ln(1+RA)，B的收益是ln(1+RB)-ω-θ。

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(tái)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(dòng)態(tài)方程[29]，可描述不同群體在t時(shí)刻策略選擇的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，可得出A和B在t時(shí)刻的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程，計(jì)算結(jié)果如下。

A在t時(shí)刻選擇Y1的期望收益為：

UA(Y1)=P{k[ln(1+RA)+γβBA]-ω-θ}+(1-P)[ln(1+RA)-ω-θ]

(1)

A在t時(shí)刻選擇Y2的期望收益為：

UA(Y2)=Pln(1+RA)+(1-P)ln(1+RA)=ln(1+RA)

(2)

A的平均收益為：

(3)

根據(jù)(1)(2)(3)式可得A的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

=P(1-P){P[(k-1)ln(1+RA)+kγβBA]-ω-θ}

(4)

同理，可以計(jì)算出B的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

FB(P)=P(1-P){P[(k-1)ln(1+RB)+kγβAB]-ω-θ}

(5)

因此，某一科技服務(wù)機(jī)構(gòu)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程可歸納為：

Fi(P)=P(1-P){P[(k-1)ln(1+Ri)+kγβji]-ω-θ}

(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(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)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(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程。當(dāng)Fi(p)=0時(shí)，可得到科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在策略演化過(guò)程中的穩(wěn)定狀態(tài)，則方程(6)最多有3個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即有

(7)

(8)

(9)

假設(shè)公式(7)(8)(9)都是科技服務(wù)機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)共享演化過(guò)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。

(a) (b) (c)

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(huì)在博弈過(guò)程中隨著實(shí)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(dòng)態(tài)過(guò)程，可作為科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)激勵(lì)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(dòng)態(tài)過(guò)程的因素有激勵(lì)參數(shù)θ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(huì)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(lì)機(jī)制

4.1機(jī)制設(shè)計(jì)如果科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)對(duì)θ的設(shè)置是固定的，那么過(guò)高的θ會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享的共享成本過(guò)高，則科技服務(wù)機(jī)構(gòu)便不會(huì)選擇Y1；過(guò)低的θ會(huì)導(dǎo)致科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的激勵(lì)成本過(guò)高，不符合平臺(tái)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(tái)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(lì)機(jī)制，可使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(tái)中共享的數(shù)據(jù)。

通過(guò)部署在區(qū)塊鏈中的智能合約可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵(lì)過(guò)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(lì)機(jī)制中的智能合約如圖3所示。

圖3 科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵(lì)的智能合約

科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)需進(jìn)行身份認(rèn)證和確定激勵(lì)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(lì)合約DSIC，根據(jù)選擇Y1的機(jī)構(gòu)初始比例Pi來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整激勵(lì)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(lì)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(duì)應(yīng)上文的數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)所帶來(lái)的收益；C包括sharingCost和cost[i](0≤i≤n)，對(duì)應(yīng)上文的共享?yè)p失ω和激勵(lì)參數(shù)θ；variable[]是需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)的變量，主要包括注冊(cè)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(shí)現(xiàn)在博弈的開始階段，科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(tái)將會(huì)給予選擇Y1的機(jī)構(gòu)一定的獎(jiǎng)勵(lì)cost[i]，使cost[i]<0且(sharingCost+cost[i])<0，以激勵(lì)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(diǎn)ΔPi，根據(jù)共享策略2，科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)給予選擇Y1的機(jī)構(gòu)的獎(jiǎng)勵(lì)也會(huì)逐漸減少，并加收一定的激勵(lì)費(fèi)用cost[i]，此時(shí)0

圖4 科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享激勵(lì)過(guò)程

當(dāng)機(jī)構(gòu)加入科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)時(shí)調(diào)用IMC合約和DSIC合約，其算法如下所示。

算法1

輸入：無(wú)

輸出：cost[i]

function

role=getUserType()

Pi=participants/num// 計(jì)算當(dāng)前階段選擇Y1的機(jī)構(gòu)比例

while(Pi

{

k=getCurState() // 確定當(dāng)前科技服務(wù)機(jī)構(gòu)所處的博弈階段

ΔPi=(sharingCost+cost[i])/(investIncome+compIncome) // 計(jì)算當(dāng)前階段的臨界點(diǎn)

if(Pi>ΔPi)

cost[i]=getRand(0,S-sharingCost)

k=k+1 // 進(jìn)入下一個(gè)博弈階段

else

cost[i]=getRand(INT_MIN,-sharingCost)

Pi=getCurp()

}

cost[n] // 返回最大階段的激勵(lì)參數(shù)

Endfunction

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

5 仿真實(shí)驗(yàn)

由于數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)的不同會(huì)導(dǎo)致各機(jī)構(gòu)參與到科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)獲得的共享收益不同，通過(guò)數(shù)值仿真來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)對(duì)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與平臺(tái)數(shù)據(jù)共享的影響程度以及智能合約激勵(lì)機(jī)制的激勵(lì)作用。

5.1仿真設(shè)計(jì)

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，θ<0且ω+θ<0時(shí)，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)會(huì)傾向于選擇Y1，因此設(shè)置固定初始值ω=3、θ=-5和P=0.2來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)互補(bǔ)對(duì)數(shù)據(jù)共享的影響。

表2 參數(shù)設(shè)置

5.1.2 智能合約激勵(lì)機(jī)制 科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇Y1的初始比例Pi會(huì)隨著激勵(lì)參數(shù)θ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(lì)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)選擇Y1，由于共享策略3不會(huì)使科技服務(wù)機(jī)構(gòu)傾向于選擇Y1，故只對(duì)共享策略1和共享策略2作數(shù)值仿真驗(yàn)證。共享策略1和共享策略2的固定參數(shù)如表3所示，測(cè)試集分別如表4和表5所示。在共享策略1中，θ<-ω<0，則θ<-0.4；在共享策略2中，0<θ<((k-1)ln(1+Ri)+kγβji-ω)，則0<θ<0.99。

表4 共享策略1的激勵(lì)機(jī)制測(cè)試集

表5 共享策略2的激勵(lì)機(jī)制測(cè)試集

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(shí)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(dòng)起來(lái)，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(huì)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(tái)上的數(shù)據(jù)價(jià)值更高，才會(huì)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(huì)隨著βji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(huì)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(lì)機(jī)制 圖6(a)滿足共享策略1，可看出只要θ滿足共享策略1的條件，無(wú)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(huì)趨向于1，科技服務(wù)機(jī)構(gòu)都會(huì)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(tái)只需提供合理的激勵(lì)參數(shù)θ以獎(jiǎng)勵(lì)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)即可。

(a) (b)

(a) (b)

根據(jù)共享策略2可知，不同的θ會(huì)產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)比例的臨界點(diǎn)ΔPi。圖6(b)滿足共享策略2，當(dāng)θ=0.2時(shí)，ΔP≈0.38；當(dāng)θ=0.4時(shí)，ΔP≈0.54。機(jī)構(gòu)初始比例Pi大于對(duì)應(yīng)臨界點(diǎn)ΔPi的演化曲線會(huì)趨于1，小于對(duì)應(yīng)臨界點(diǎn)ΔPi的演化曲線會(huì)趨于0。此時(shí)不同的激勵(lì)參數(shù)θ和數(shù)據(jù)共享初始比例Pi都會(huì)影響科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)共享的選擇。對(duì)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(guò)程中的數(shù)據(jù)共享初始比例大于其臨界點(diǎn)時(shí)，便可逐漸增加激勵(lì)成本使科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)獲得更大的利益以及激勵(lì)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(lì)機(jī)制根據(jù)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享策略對(duì)激勵(lì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，可激勵(lì)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(tái)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(tái)上，通過(guò)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(dòng)態(tài)調(diào)整的科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享智能合約激勵(lì)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(jià)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(lì)機(jī)制根據(jù)數(shù)據(jù)共享策略對(duì)激勵(lì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)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(gè)階段，都存在一個(gè)數(shù)據(jù)共享機(jī)構(gòu)比例的臨界點(diǎn)ΔPi。

a.當(dāng)初始比例Pi小于臨界點(diǎn)ΔPi時(shí)，智能合約激勵(lì)機(jī)制將對(duì)參與數(shù)據(jù)共享的科技服務(wù)機(jī)構(gòu)提供獎(jiǎng)勵(lì)，以激勵(lì)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(diǎn)ΔPi時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的獎(jiǎng)勵(lì)逐漸變成對(duì)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(gè)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(tái)便達(dá)到了激勵(lì)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(guò)θ獲取一定的收益維持?jǐn)?shù)據(jù)平臺(tái)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(tái)上共享的數(shù)據(jù)獲得經(jīng)濟(jì)價(jià)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(guò)區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)激勵(lì)更多科技服務(wù)機(jī)構(gòu)參與到平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享中，對(duì)于促進(jìn)科技服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)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(shí)意義，理論貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

第一，智能合約激勵(lì)機(jī)制的構(gòu)建回答了區(qū)塊鏈技術(shù)如何激勵(lì)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(lì)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(chǎng)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(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)-共享策略-激勵(lì)機(jī)制-科技服務(wù)數(shù)據(jù)資源池”的構(gòu)建邏輯，說(shuō)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(tái)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(lái)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(wú)統(tǒng)一的量化指標(biāo)，現(xiàn)無(wú)法獲取客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，只能采用數(shù)值仿真的方式驗(yàn)證模型，因此未來(lái)研究可獲取客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，加強(qiáng)研究結(jié)論的科學(xué)性；另一方面，本研究對(duì)區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程研究不充分，未檢驗(yàn)其性能和兼容性，后續(xù)研究可強(qiáng)化技術(shù)層面的操作。