物联网网络外部性内生机制研究

陈坤　武立

摘要：物联网作为国家战略新兴产业，得到学界越来越多的关注，但目前对于该产业的研究尚处于起步阶段，相关文献较少。本文通过分析打车软件的行业特性来揭示物联网产业所具有的网络外部性，运用数理证明将一般文献中外生的网络外部性内生化，以此作为探讨物联网产业发展的一种理论尝试，为研究物联网产业的适度规模和发展路径奠定基础。

关键词：物联网产业；网络外部性；打车软件

中图分类号：F492文献标识码：A文章编号：1000176X（2014）09003906

一、引言

物联网作为我国战略新兴产业日益受到各方关注，尤其是各个地方政府，在经济转型的背景下，各地纷纷建立了许多物联网产业园区。然而，关于物联网产业发展的学术研究相对较少，很多只是把物联网产业作为一般产业加以研究，忽略了物联网产业自身特有的一些性质。因此，盲目地发展物联网产业，其背后没有学术上严谨的研究，没有对产业规律进行归纳总结，必定会付出一定的代价，多走一些弯路。当然，整个物联网产业的研究范围很广，本文以当下火热的打车软件为例，对物联网产业的网络外部性内生机制加以研究。

对于物联网，早在1999年，美国麻省理工学院Auto-ID中心的Ashton等[1]就提出了物联网之概念：将射频识别技术与互联网连接，建立每一件物品全球惟一识别标识，实现智能化识别和管理。国际电信联盟（ITU）[2]在2005年对物联网进行了重新界定，将物联网定义为通过在物品中内置短距离移动收发器，实现人与人、人与物、物与物间在任何时间、地点均可进行交互的新型交流方式。2008年，欧盟认为，物联网是由具有标识、虚拟物体或对象所构成的网络，它们在智能空间中通过智慧的接口与用户、社会和环境交流[3]。

从上述定义中我们发现，物联网是在互联网的基础上，更加广泛的一种联系事物的网络。物联网不同于互联网，但又相似于互联网，是人类信息技术发展到一定程度的产物。它将我们的生活信息化，无时无刻不进行信息的交流，从而大大提升我们获取信息的能力，也使得许多行业的生产效率得到大幅提升。当然它也催生了大量新生产品，打车软件就是这一背景下的产物。

打车软件是最近兴起的一种智能手机应用，软件使用者利用智能手机发布需要打车的信息，有意向的司机通过这一软件与乘客直接取得联系，不仅方便了人们的出行，更大大提高了打车效率。从本质上讲，打车软件就是物联网的一种应用产品，它通过软件输入起点和目的地，用户自愿选择是否支付小费，出租车司机则可根据自身位置、行驶线路和是否有小费等选择接受订单。在这一过程中，软件需要用到设备定位与连接识别等信息交换技术，而用户感受到的则是简洁的下单、接单过程。

二、网络外部性研究概述

Rohlfs、Artle和Averous是最早一批对网络外部性问题展开研究的经济学家。Rohlfs[4]通过研究电话网络提出了市场规模启动问题，他认为，在用户偏好大致相同的情况下，根据需求模型，启动是一个超临界容量问题。Artle和Averous[5]在研究通信服务时，建立了个人增量效用是用户人数的函数公式，从而证明了通信需求是推动通信服务量持续增加的因素。Katz和Shapiro[6]同样对网络外部性效应的研究做了进一步推动与发展，它们对网络外部性做了具体区分，分别从直接与间接两个方面来定义网络外部性。Farrell和Saloner[7]研究了在理性预期效应下网络对市场均衡的影响，他们认为，在理性预期革命下，许多经济学传统理论都被重新定义，网络外部性问题同样可以在理性预期的条件下得到发展。网络产品市场存在用户数为零和大于零这两种市场均衡，这两种均衡正是在用户具有一定预期的条件下形成的；同样的，网络市场增长的启动问题的前提也是预期用户数会继续增大。他们同时指出，在网络外部效应下，市场存在新旧技术替代与竞争的问题。Arthur[8]则在研究网络技术创新时更强调小概率事件对技术发展的影响。除了强调网络外部性的区分，Katz和Shapiro[6]也研究了网络技术对产业边际报酬的影响，他们认为，网络技术对产业边际报酬是递增的。基于上述研究结论，一些学者也研究了技术创新可能受惰性影响出现技术锁定，或新旧技术替代过快而效率低下这两种低效或无效的情况。

20世纪90年代以后，网络效应研究领域进入了百花齐放的时期，各种研究成果在这一时期得到集中体现。Katz和Shapiro[6]开始总结前期网络效应研究的成果，一些关注新的研究领域的学者以及对网络效应适用产业感兴趣的研究者开始进行拓展方面的工作。Economides和White[9]发现，网络结构类似于纵向关联产业的结构，而正是这种网络结构的互补性产生了网络外部性，同时他们还界定了网络、兼容性、单向网络和双向网络等具体概念，提出了单向网络效应属间接效应，双向网络效应属直接效应等具体内容。Economides和White[9]通过建构预期实现需求曲线，分析网络市场均衡特征和网络市场启动问题，验证了Katz和Shapiro[6]的预期实现均衡理论。Liebowitz和Margolis[10]运用外部性理论对网络效应和网络外部性概念提出质疑，对运用这些概念所产生的后果进行剖析，并对网络效应会产生市场失败的现象进行了批判。

三、网络产品的价值

打车软件作为物联网的一个具体应用，它也体现了这一产业的一个重要特性，即上文所述的网络外部性。在网络外部性的作用下，打车软件产生了两种价值：第一，自有价值。打车软件本身就是有价值的，它不需要其他用户的加入就能让使用者使用，因而单从订车这个功能上来分析，打车软件的使用者可以作为独立个体使用，并从中获得效用。第二，协同价值。当新的打车软件的使用者加入时，对原先的软件使用者同样是有益的。新用户的加入能让老用户更容易的订到车，也就是说有更多的司机在使用这个软件，同时新的乘客使用这个软件也能让老用户在一些方面获益。例如，新的乘客使得软件的提供方能更好地维护软件，新的乘客加入也能使司机更乐于使用打车软件。

具体而言，当只有一个司机和一个乘客使用打车软件时，这时司机和乘客作为一个整体所获得的价值就是自有价值，它等于打车请求正好匹配成功，设价值为1；当再有一个司机和乘客使用打车软件时，两个乘客所发的打车请求就有两个司机接收到，两个乘客从中获得了协同价值，这时价值等于4；当有第三个司机和乘客使用打车软件时，网络价值等于9。这也就是Metcalf法则，即网络的价值等于网络节点数的平方，这里的节点数就是消费者的个数。

Varian[11]曾通过一个简单的需求和供给模型分析了网络外部性问题。本文根据Varian的网络产品的需求供给模型重新构建打车软件的需求曲线。

由于打车软件是一种具有网络外部性的商品，同时它由司机和乘客共同使用，因此，我们把司机和乘客放在一起考虑，假定打车软件对第v个司机和乘客的组合而言，它的价值是vn，其中，n是所有使用打车软件的人数。使用打车软件的人数越多，每个使用者愿意为获得打车软件支付的价格就越高。这里的价格以消费者愿意花在打车软件上的时间、精力和学习兴趣等体现，也包括未来收费时真正付出的金钱。事实上，在国外的一些打车软件中，用户或司机是需要付费的（如英国打车软件Hailo，美国打车软件Uber等）。在这个模型中，需求曲线就不再是标准的向下倾斜的形状。

五、结语

作为物联网产业的一个具体行业，打车软件体现了这一产业的一些典型特征。正如上文所集中研究的网络外部性所展现的，只有当用户规模达到一定程度时，打车软件企业的生存环境才能得到良性改善，关于这一特性也有实证文章进行了研究，例如陈坤和武立[14]研究发现，我国物联网产业的规模临界点尚未到达。人们使用打车软件不光是看软件本身的获取成本，同时也取决有多少其他用户使用该软件。事实上，在某种范围内，打车软件的用户越多，每个使用者从中获得的效用就越高，用户就越倾向使用该软件。

目前各家打车软件的开发企业为了迅速增加用户规模，采取了许多补贴奖励措施，这也让用户规模增长的时间大大提前了。当然，这些企业的目的可能不仅是看中打车软件的使用人数，还看中这些使用者带来的巨大流量以及背后的支付功能等其他应用。但如何获取用户规模的增加，以及平衡为了获取这些用户所增加的成本是企业需要仔细权衡的。笔者认为，巨额补贴无疑会显著扩大网络规模，带来高流量的用户规模，但是一旦取消补贴，在网络规模还未进入产业良性发展的跳跃点时，原先积累的用户规模又会急剧下降，造成原先投入的沉没。本文亦证得用户规模是存在一个自动推动点的，也就是说当达到一定规模后，会有一股无形的力量将网络规模继续往更大的方向推，这些都是企业在做推广过程中需要注意的。

同时，综合各种关于网络外部性和物联网的相关文献，笔者发现，针对物联网产业的网络外部性研究十分稀缺，很少有提及这一重要性质的文章。为此笔者从打车软件的行业发展切入，做了如下三个方面的工作：

第一，一般网络外部性的理论研究和实证研究会在假定网络外部性存在的基础上展开分析，因此，后续的相关研究有了假设前提，而笔者认为，此种假设的前提条件不够严谨，即使可以假设网络外部性的存在，也应该对这个假设本身展开研究，本文补充了这部分缺失。

第二，针对打车软件，本文给出了自己的研究视角。高昂的补贴是企业为了迅速获得用户规模、推动自家软件进入规模自动增长的临界点所采取的营销手段，这一营销手段有其合理之处，但要强调的是，在做用户规模增长预测时，需要结合获取用户的成本与持续性的平衡。当然，本文的推导建立在企业仅仅发展打车软件这个单一目标之上，由于企业可能还存在多重目标，本文的推导需要在此基础上进行扩展，这也是未来需要进一步研究的内容。同时，为了简化问题，在本文的模型中，乘客与司机是捆绑在一起考虑的。而现实情况是，乘客的人数要远远大于司机，因此，现实状况中打车软件网络的连接数量比本文模型推导的要多，这一点需要注意。

第三，本文在将网络外部性的研究引入打车软件这一物联网应用的同时，将这一特性与打车软件的行业规模进行了结合，通过文中的证明将一般文献中外生的网络外部性内生化，使关于打车软件外部性的研究更具有理论基础，为打车软件发展研究提供了不一样的视角。更重要的是，本文对用户规模究竟多大后打车软件的外部性才呈现递减特征进行了初步的探讨，对于用户规模合适程度的研究是至关重要的，这对企业在现实条件下平衡收益与支出，在什么位置退出耗资巨大的补贴政策都有积极意义。

参考文献：

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（责任编辑：徐雅雯）

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（责任编辑：徐雅雯）