基于三方演化博弈的突发公共卫生事件应急响应及仿真研究.pdf
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1、2024年3月Mar.,2024DOI:10.15960/ki.issn.1007-6093.2024.01.005这筹学学报(中英文)Operations Research Transactions第2 8 卷第1期Vol.28No.1基于三方演化博奔的突发公共卫生事件应急响应及仿真研究柯小玲1,t刘正娟1郭海湘1陵摘要突发公共卫生事件中地方政府、社会组织与公众的相互配合、协同响应是及时高效进行应急管理的必然选择。本文以新型冠状病毒肺炎为背景,考虑应急响应过程中多主体之间的相互影响与博奔关系,基于有限理性假设,构建地方政府、社会组织与公众三方博奔主体的演化博奔动态模型。然后,运用演化博奔理论
2、和Lyapunov判别法分析三方主体演化模型的均衡点和渐进稳定性,得到在不同条件下三方主体的演化稳定策略。最后,对突发公共卫生事件不同阶段的三方主体应急响应的博奔行为进行仿真分析,探讨地方政府的补贴政策、奖惩措施以及社会组织成本对博奔各方策略选择的影响。研究结果表明:(1)在突发公共卫生事件应急响应的不同阶段,各主体的决策选择是动态演变的;(2)地方政府的补贴政策、奖惩措施以及社会组织成本对于主体的应急响应行为作用明显;(3)各主体的初始参与意愿强弱对突发公共卫生事件应急响应的影响效果显著。关键词突发公共卫生事件,演化博奔,应急响应,仿真中图分类号0 2 2 52010数学分类号9 1A22R
3、esearch on emergency response and simulation ofpublic health emergencies based ontripartite evolutionary game*KE Xiaolingl.tLIU Zhengjuanl GUO HaixianglCHEN Gaoshengl ZHENG MoujunlAbstract The mutual cooperation and coordinated response of local governments,social organizations and the public in pub
4、lic health emergencies is an inevitable choicefor timely and efficient emergency management.By taking the COVID-19 epidemic asthe background,we consider the interaction and game relationship between multiplesubjects in the emergency response process,and based on the assumption of boundedrationality,
5、constructs a dynamic game model of the evolution of the three parties ofthe local government,social organizations and the public.Then,by using evolutionarygame theory and Lyapunov discriminant method to analyze the equilibrium point andasymptotic stability of the tripartite evolution model,we obtain
6、 the evolutionary stablestrategy of the tripartite subject under different conditions.Finally,the game behavior收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 2*基金项目:教育部人文社会科学研究一般项目(No.22YJA630035),国家社科基金后期资助项目(No.23FGLB064),中央高校基本科研业务费专项资金(No.CUG2642022006)1.中国地质大学(武汉)经济管理学院,湖北武汉4 30 0 7 4;SchoolofEconomics andManagement,C h i
7、 n aUniversity of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,Hubei,China+通信作者E-mail:陈高胜1郑谋军158of the tripartite emergency response in different stages of public health emergencies issimulated and analyzed,and the influence of local government subsidy policies,rewardand punishment measures,and social organizati
8、on costs on the strategic choices of allparties in the game are discussed.The research results show that:(1)in different stagesof emergency response to public health emergencies,the decision-making choices of eachsubject evolve dynamically;(2)local government subsidy policies,reward and punishmentme
9、asures,and social organization costs have a significant effect on the subjects emergencyresponse behavior;(3)the initial participation willingness of each subject has a significantimpact on the emergency response to public health emergencies.Keywords public health emergency,evolutionary game,emergen
10、cy response,sim-ulationChinese Library Classification O2252010 Mathematics Subject Classification 91A222019年底新型冠状病毒肺炎疫情暴发,后在全球范围内扩散。根据美国约翰斯-霍普金斯大学公布的数据显示:截至2 0 2 3年1月1日全球累计确诊病例超6.6 亿例,全球累计病亡病例超6 6 9 万例。中国经济也受到了严重的冲击,增速大幅下跌,仅在2 0 2 0 年一季度,中国经济同比下降了6.8%,跌落幅度远超过19 9 8 年亚洲金融危机和2 0 0 8 年国际金融危机对中国经济增速的影响1
11、。习总书记出席统筹新型冠状病毒肺炎防控和经济工作部署会议时强调,这次新型冠状病毒肺炎疫情是自新中国成立以来在中国发生的突发公共卫生事件中,传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次2 。当前,中国优化调整疫情防控政策的积极成效正在显现。应急响应作为应急管理中必不可少的一部分,是检验整个应急管理系统有效性的关键环节,需要各级政府、全社会各主体充分协同参与,尤其是政府、社会组织和公众等的合作3。这些主体之间存在着错综复杂的利益关系,如何协调各个决策主体在发生灾难后及时做出应急响应、高效地完成应急救援,是应急管理中的核心问题。故研究应急管理的三大主体“地方政府、社会组织和公众”的应急响应具有十分
12、重要的意义。近年来对突发公共卫生事件应急响应的研究主要集中于机制研究、能力评价和决策方案等方面,吴昕霞等4 根据新型冠状病毒肺炎期间医疗救助体系主战场医院的观察结果,通过构建领域风险扫描框架形成医院重大传染病应急响应机制;方鹏骞和王一林5 通过新型冠状病毒肺炎暴露出的应急响应机制问题,提出十一条医疗卫生体系治理能力现代化的建议。这些关于机制的研究为应急响应能力评价奠定了基础。于翠平6 通过德尔菲法和文献检索搭建突发公共卫生事件多主体响应评价指标体系;刘碧瑶等7 运用秩和比法和TOPSIS法,针对突发公共卫生事件应急响应工作质量进行了综合评价。刘洋等8 构建了区间数信息形式的综合决策矩阵,通过计
13、算应急方案的综合评价值确定合适的应急响应方案;陈述等9 运用线性规划将协同应急响应问题转化为多目标协同决策优化模型,通过求解选取最佳的应急处置方案。从研究主体来看,突发公共卫生事件的应急响应过程涉及多个决策主体,这种多个主体之间的互动博奔特征适用于动态演化博奔的假设方法。博奔论为突发事件应急决策提供了方法选择,用来探究各个利益主体之间的交互行为10 。现有研究主要从两方面展开,一方面是王长峰和满颖11、Yang 和Xu12、张乐等13 学者对突发事件和应急管理主体之间的关系研究;另一方面是Hausken和Zhuang14、李红艳15 、王兴广等16 学者对应急管理中各个主体之间关系的研究。结合
14、突发公共卫生事件的特点,应急管理领域的多方博奔研究也在不断丰富和拓展,例如卢丙杰和朱立龙17 构建了突发公共卫生事件下地柯小玲,刘正娟,郭海湘,陈高胜,郑谋军28卷1期方政府、公众、新媒体策略选择的博奔模型,分析不同条件下的纳什均衡,为应急事件的监管提出对策和建议。陈风娇和刘德海18 通过疫情信息不确定环境下的四种信息发布模式,构建政府部门和医疗专家之间多渠道信息发布的演化博奔模型,分析各疫情信息发布模式下的演化路径与均衡条件。综上所述,突发公共卫生事件多主体应急响应的研究成果中,鲜有文章考虑社会组织和公众参与的作用,这与政府、社会组织和公众在突发公共卫生事件中都发挥重要作用的现实不吻合。同时
15、突发公共卫生事件应急响应既关乎各个主体自身的利益,又受事件变化和其他主体的影响,主体间的行为相互作用、不断变化,最终达到稳定状态。鉴于此,本文基于有限理性的假设,以突发公共卫生事件应急响应的决策主体作为研究对象,创新性地构建地方政府、社会组织和公众的三方演化博奔模型。本文的创新点是:从定量的角度系统推演了突发公共卫生事件多主体应急响应的演化机制,探究三方主体应急响应行为的演化路径和均衡状态,研究成果丰富和发展了突发公共卫生事件应急响应的理论成果;较为全面地分析了地方政府、社会组织和公众之间的利益关系,根据动态发展过程将突发公共卫生事件应急响应分为三个阶段,对不同阶段三方主体的应急响应博奔行为进
16、行仿真分析,探讨地方政府的补贴政策、奖惩措施以及社会组织成本对博奔各方策略选择的影响,为突发公共卫生事件应急响应提供决策参考。1林模型假设与构建1.1问题描述本文研究由地方政府、社会组织和公众组成的突发公共卫生事件多主体应急响应系统。与环境、食品等问题的治理和监管相比,突发公共卫生事件传播速度快,危害因素可以通过各种传播途径迅速扩大影响范围,因此其应急响应更加紧急和复杂。这就需要各主体迅速做出反应,在不断观察和分析中明确应对方案,并随着事件的发展不断调整自身的应急响应行为。因此,突发公共卫生事件应急响应需要各个主体在目标、利益和行动方案上高效协同,构建“政府主导-组织协调-公众支持”的应急响应
17、模式,三方主体博奔关系如图1所示。社会组织图1突发公共卫生事件三方主体博奔关系如图1所示,在应急响应过程中,地方政府作为主导者,需要领导指挥公众、调配资源,还要为其他主体的响应工作创造条件,给予空间,协调关系19 ,并付出相应的防控成本。社会组织具有很强的动员社会资源的能力,能弥补地方政府在应急救援中的不足2 0 ,缓解集结社会力量、调动社会资源方面困难,解决物资不充足等问题,同时付出参与应急基于三方演化博奔的突发公共卫生事件应急响应及仿真研究参与成本加人社会组织提供第三方帮助59地方政府防控成本突发公共卫生事件时间成本公众60响应的成本。相较于自然灾害、生产事故等其他类型事件,突发公共卫生事
18、件对公众的影响更为直接,在切断病毒传播的应急响应过程中,公众作为主力军和最强大的支持力量,是主要参与者、贡献者和监督者,应急响应是为了公众,也要依靠公众,需要公众的参与和配合才能抓好应急响应工作,与此同时公众也要付出时间成本。1.2楼模型假设及参数说明假设1在突发公共卫生事件应急响应过程中,地方政府、社会组织和公众三方都是有限理性的,且以自身利益最大化为决策目的,在行为策略选择的过程中,各主体往往会根据自身的学习能力、博奔的结果以及群体中其他主体的选择来逐步进行策略调整。由于各个主体在博奔过程中存在信息不对称,因而会导致博奔随机和行为交互影响2 1。假设2 基于上述“有限理性”假设,对地方政府
19、、社会组织和公众三方的应急响应策略做如下假设:地方政府作为疫情防控规章制度的执行者和领导者,可采取的策略有 严格防控,宽松防控)。“严格防控”是指地方政府执行积极响应政策,全面深入了解突发公共卫生事件的真实情况,并依照中华人民共和国突发事件应对法和国家突发公共卫生事件应急预案等相关法律法规进行积极应急响应,主动公布疫情情况,及时根据疫情发展调整应急响应级别,严格执行防控政策。“宽松防控”是指地方政府没有严格执行规章制度,未高度重视突发公共卫生事件的影响并及时采取积极态度进行应急响应。社会组织作为突发公共卫生事件应急响应的中坚力量,可采取的策略有【积极参与,消极参与)。“积极参与”是指社会组织集
20、结社会力量,积极调动社会资源,参与危机治理。“消极参与”是指社会组织对突发公共卫生事件未进行全面了解,或由于信息不对称,导致对事件不重视,被动参与或者不参与对受灾群众的救助,未发挥自身独特的纽带功能。公众作为突发公共卫生事件应急响应的主力军,可采取的策略有【积极配合,不积极配合)。“积极配合”是指公众在应急响应过程中配合政府的规章制度和相关工作,积极主动进行医学排查和治疗,主动了解突发公共卫生事件的发展,做好自身的防护工作,积极加入公益组织进行志愿服务。“不积极配合”是指公众无视相关政策规定,在公共场所随意活动,不主动进行居家隔离,发现自身有异常状况不主动报备,不及时就医,并可能对他人生命安全
21、造成威胁。假设3行为策略概率参数的选取。在突发公共卫生事件应急响应过程中,假设地方政府严格防控的概率为,其中0 1,则宽松防控的概率为1一;同理,社会组织积极参与的概率为y,其中0 y1,则消极参与的概率为1-y;公众积极配合的概率为,其中0 1,则不积极配合的概率为1一。,都是时间的函数。假设4 地方政府采取严格防控策略时,投入的成本即政府防控资金为C1,此时中央政府给予地方政府一定的补贴Qzd;当地方政府采取宽松防控策略时所付出的成本为kiCi,根据严格防控的成本来判定,0 ki1,同时其造成的公信力损失、外界舆论压力以及情况加重的损失为Pa。社会组织采取积极参与应急响应策略时所获得的捐款
22、和物资收益为R2(包括公众捐款),付出的成本为C2,此时严格防控的地方政府给予的优惠政策和补贴为Qds;当社会组织消极参与应急响应策略时,所付出的成本为k2C2,依据积极响应付出的成本来判定0 k21,消极参与会使得相关的捐款和物资捐赠减少,所造成的信任损失为dR2,依据积极响应获得的收益来判定,0 d1。当公众采取积极配合应急柯小玲,刘正娟,郭海湘,陈高胜,郑谋军28卷1期响应的策略时,所付出的成本为C3,捐款R3至主动参与应急响应的社会组织,此时严格防控的地方政府所给予的现金奖励和补贴为Qdp;当公众采取不积极配合应急响应的策略时,对地方政府所造成的损失为Pp,严格防控的政府对公众的处罚为
23、V。相关参数假设及其定义如表1所示。参数意义C1地方政府严格防控时,所付出的成本kiC1地方政府宽松防控时,所付出的成本(0 k11)Qzd地方政府严格防控时,中央政府给予地方政府的补贴Qds地方政府严格防控时,对于积极参与的社会组织的补贴Pd地方政府宽松防控时,公信力的损失、外界舆论压力以及疫情加重所造成的损失C2社会组织积极参与时,所付出的成本k2C2社会组织消极参与时,所付出的成本(0 k21)R2社会组织积极参与时,所获得的收益R3社会组织积极参与时,积极配合的公众捐款收益dR2社会组织消极参与时,所造成的信任损失(0 d1)C3公众积极配合时,所付出的成本Qdp公众积极配合时,严格防
24、控的政府给予的补贴Pp公众不积极配合时,对政府造成的损失V公众不积极配合时,严格防控的政府对公众的处罚地方政府严格防控的概率y社会组织积极参与的概率2基于三方演化博奔的突发公共卫生事件应急响应及仿真研究表1主要参数及意义公众积极配合的概率611.3模型构建基于上述假设,本文构建地方政府、社会组织和公众三方主体的博奔矩阵如表2 所示。为便于更加细致地了解突发公共卫生事件中地方政府、社会组织和公众等三方主体的策略选择,构建预期博奔模型,如图2 所示。地方政府严格防控宽松防控1-消极参与1-社会组织积极参与消极参与1一社会组织积极参与业公众配不积极-Ci+Qu-Qdp-QisC+Qa-Qds-P,+
25、V-Co+R2+Qds-C+R2+Qds-C3-Ra+Qap-C3-R3+Qdp公众配不积极Ci+Qa-Q-Ci+Q-P,+V-hC-dR2-h.Cg-d(Ro-Rs)-Cg+Qap-V图2 突发公共卫生事件中多主体博奔模型公众不积极-hiCi-Pa-hiCi-Pa-Py-C+R2-C2+R2-R3-C3-R30公众不积极-hCi-Pd-hiCi-Pa-P,-hoC-dR2-hoC2-d(R2-Ra)-C3062公众积极配合社会组织消极参与1-9社会组织积极参与-Ci+Qzd-Qds-Pp+Vy-C2+R2+Qds-R3公众不积极配合-V1-2社会组织消极参与1-y1.4三方博奔的收益期望函数
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