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基于机器学习的进化模型与农产品物流融资利润模型的模拟
Machine learning-based evolution model and the simulation of a profit model of agricultural products logistics financing
摘要：
农产品物流和金融仓储业务主要涉及农业生产加工企业、第三方物流企业和金融机构三方业务，使三方能够实现双赢的结果。本文首先确定了参与三方的企业使用的动态和进化稳定性策略，然后使用 NetLogo 仿真平台和多代理建模和仿真方法建立非对称允许三方参与的进化游戏模拟模型；本研究在不同的收入参数下运行模型。最后，本研究分析了非对称合作竞争游戏在选择不同策略过程中的行为，并确定了非对称成员公司应采用的策略。管理农产品物流，金融融资企业参与三方合作，取得互利共赢，从而促进农业物流业务平稳发展，确保农产品生产方、中间商和第三方物流企业的合作，实现共同发展。
1.简介
农产品物流融资是金融机构以农产品物流为重点的一项新业务，在资本流动领域经营的企业可以有效组织农业产品的流动。金融机构是一个综合性的第三方物流服务平台，也是农业生产的重要第三方物流供应商，加工企业可以促进农产品、加工企业和金融机构的合作。拟合模型允许企业获得利润并使用该方法。农产品的特点不同于其他产品，如活性特点和品种。因此，农产品的保管、运输、增值和一系列经营受到某些因素的影响。此外，由于农业生产加工企业普遍规模较小，信贷较少，设立严格的审计制度审核中小企业的信贷情况，将直接影响第三方物流企业和金融机构的风险。相比之下，农业物流业务融资业务会比一般商业物流金融仓储业务要复杂得多。
目前，国内外农产品物流金融仓储业务正处于发展阶段，引起了国内外学者的普遍关注。有学者指出，农业物流在中国农村经济发展中起着重要的作用。物流企业发挥第三方作用。而抵押品在这一进程中起着中等作用；Guan[1]，运用模糊综合评价法，如金融抵押风险评估和预防策略，对农产品进行评价，研究并提出了相应的策略。Chen[2] 考虑物流企业风险、抵押风险、农业企业风险和宏观环境风险来识别和分析风险，构建一套比较完整的风险评估指标体系，介绍DHGF（Delphi法、层次分析法、灰色关联法和模糊评价法）算法用于农产品物流财务风险评估，并采用案例验证其可行性。Pang[3]等人运用多种数学方法研究农产品抵押品风险评估体系，提出防范风险的策略。他和Zheng[4]分析了农业物流三个学科的信用风险，运用博弈论建立和解决进化博弈模型，探讨了多种因素对三个主体决策的影响，并对农产品物流金融信用风险管理提出一些建议。Pang和Pan[5]阐述了农产品物流金融利润模式，主要是代客结算模式，以及第三方物流融资模式，并详细介绍了模型。关于农产品融资的利润模型和要素分析，但农业生产加工企业、第三方物流企业和金融机构面临的三方战略、盈利模式选择等问题，对企业参与者的研究还缺乏。本研究以进化博弈论为基础，采用NetLogo仿真平台和多代理整体建模与仿真方法，建立了包括三者参与在内的非对称进化游戏仿真模型。各方在有限理性的前提下，运行三方参与、识别不同决策行为、进行进化模拟分析的模型。本文研究了涉及三方参与的农产品物流金融仓储业务，确定应选择哪种策略，让三方实现互利共赢结果。仿真模型的建立和运行，为研究三方战略，为农业物流研究提供了一条途径。
2.农产品物流金融金融仓库利润模型与进化博弈模型构建
在农业物流业务融资业务中，公司选择的策略是影响竞争的关键因素[6]。随着时间的推移，通过不断的学习和发展，一些企业将改变其战略，使企业之间合作的同时，也可能融入一定的竞争。企业的参与意味着三方同时参与合作和竞争，这是一种合作竞争模式。
进化博弈论将博弈论与基于达尔文生物进化理论和拉玛克遗传学的动态进化过程相结合[7]，强调游戏的两面都进行持续学习、模仿和其他动态流程寻找最合适的策略，并逐渐趋同，实现动态博弈双方双赢的结果。由于理论并不要求游戏主体完全理性，它类似于现实生活，这个理论更灵活[8]。同时，在现实生活中，农业生产加工企业、第三方物流企业和金融机构三方经济实体并非完全理性[9、10]。三方将确定自身利益，关注自身利益，以最大化其行为，三方的行为涉及动态学习和模仿进化过程。三方是有界理性的经济实体，可以用来构建进化博弈模型进行分析[11]。
2.1进化游戏模型参数设置
为了进行定量研究，建立了相关的进化博弈模型参数。
质押的实际价值为S，质押价值的正确值为S。
如果质押评估较高，则值的高部分为Delta;S1。
如果质押评估较低，则值的低点为Delta;S2
质押率为X。
贷款利率为Y。
对于金融机构来说，如果有监督部门，他们必须支付M Delta;m，Delta;m包括金融机构选择的监管成本。如果选择不受监管，则成本为M。
对于农业生产加工企业，如果选择值得信赖的战略，金融机构将给予奖励，然后金融机构将监督实时情况。如果他们选择不诚实，那么金融机构必须得到补偿，惩罚是D1；
如果第三方物流企业选择履行，那么金融机构将提供激励C2，当金融机构选择监督时，将从惩罚D2种获得补偿。
当农业生产加工企业和第三方物流企业串通，金融机构选择不监督这些企业时，则将农业生产加工企业划归第三方物流企业的利益是E。
2.2三维进化游戏支付矩阵
- 如果金融机构采取监管策略，成本为M Delta;m。
如果农产品加工企业采取信托战略，第三方物流企业采取绩效战略，农产品加工企业的净效益为C1,第三方物流企业的净利润为C2,金融机构的净收益是SXY－（M Delta;m）。
如果农产品加工企业采取信托战略，第三方物流企业采取非参与战略，则农产品加工企业的净收益为C1，第三方物流企业的净利润为Delta;S2－D2，金融机构的净收益是（S-Delta;S2）XY－（M Delta;m）。
如果农产品加工企业采取信誉战略，第三方物流企业采取实施战略，那么农产品加工企业的净效益就是（S Delta;S1）X－S－D1，第三方物流企业的净利润为C2，金融机构的净收益是－（M Delta;m）。
如果农产品加工企业采取信誉战略，第三方物流企业采取实施战略，那么农产品加工企业的净效益就是－D1，第三方物流企业的净利润为－D2，金融机构的净收益是－（M Delta;m）。
- 如果金融机构采取监管策略，监管成本为0。
如果农产品加工企业采取信托战略，第三方物流企业采取绩效战略，那么农产品加工企业的净收入就是C1，第三方物流企业的净收入是C2，金融机构的净收入是SXY－M。
农产品加工企业采取信托战略，第三方物流企业采取非合同战略，农产品加工企业的净效益为C1，第三方物流企业的净利润为Delta;S2，金融机构的净收益是（S－Delta;S2）XY-M。
如果农产品加工企业采取信誉战略，第三方物流企业采取实施战略，那么农产品加工企业的净效益就是（S Delta;S1）X－S,第三方物流企业的净利润为C2,金融机构的净收益是－M。
农产品加工企业采取信誉战略，第三方物流企业采取绩效战略，农产品加工企业的净效益为（S Delta;S1）X－S－E，第三方物流企业的净收益为E，金融机构的净收益为－（S Delta;S1）X－M。这可以通过三向进化游戏支付矩阵的融资获得，如表1：
|
金融机构 |
监管 |
不监管 |
|||
|
第三方物流企业 |
合规 |
违规 |
合规 |
违规 |
|
|
农产品生产和加工企业 |
值得信赖 |
C1,C2,SXYminus;(M Delta;m) |
C1，Delta;S2minus;D2, (Sminus;Delta;S2)XYminus;(M Delta;m) |
C1,C2,SXYminus;MC1,C2,SXYminus;M |
(S Delta;S1)Xminus;S,C2,minus;M |
|
诚信缺失 |
(S Delta;S1)Xminus;Sminus;D1,C2,minus;(M Delta;m) |
C1,Delta;S2minus;D2,(Sminus;Delta;S2)XYminus;(M Delta;m) |
(S Delta;S1)Xminus;S,C2,minus;M |
(S Delta;S1)Xminus;S,C2,minus;M |
|
3.利润模型的多代理建模与进化游戏仿真的分析
农业物流的三维进化博弈支付矩阵简化了三维进化博弈的稳定性分析的复杂性。本文从三方战略以及模拟模型构建与分析三个策略，分析了农业物流金融模型的复制动力学和演化稳定策略。
3.1金融机构选择监管策略
- 动态复制和进化稳定性策略，如表 2 所示：
|
第三方物流企业 |
合规 |
违规 |
|
农产品生产和加工企业 |
||
|
值得信赖 |
C1，C2 |
C1, Delta;S2－D2 |
|
缺乏诚信 |
(S Delta;S1)X－S－D1，C2 |
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