公共图书馆智慧化改造决策主体利益关系分析

吴耀楣

(广东省科技图书馆(广东省科学院信息研究所)， 广东 广州 510070)

伴随智能科技的迅猛发展，“智慧城市”“智慧校园”“智慧医院”等“智慧”概念兴起，并逐渐成为当今社会的一大热点。众多工程项目亦开始围绕“智慧”概念进行对应的设计与建设，以期达到与“智慧”发展相匹配的硬件条件。在此情境下，具有极大“智慧”改造潜力的图书馆领域也开始逐渐聚焦智慧图书馆的发展[1]。何为智慧图书馆？图书馆领域普遍认为建立在新一代智能科技如互联网、物联网等信息科技基础之上的新型态图书馆便是智慧图书馆[2]。并且，智慧图书馆需要具备感知服务的能力，能够感知读者位置，能使读者在分布式的图书馆中快速获取其所需的一切材料与服务，从而使读者获得视觉、听觉、触觉等体验，继而全面提升读者的体验感[3]。同时，智慧图书馆也是图书馆建筑结构、智慧化感知设备、大数据分析的组合[4]，能够有效整合读者、图书馆工作人员、图书馆服务、智能技术、图书馆资源等五要素，以智能技术为基础，向读者提供感知化的综合服务[5]。

一些学者认为，未来的智慧图书馆需要具有智能化、系统化、先进性、开放性等几项特征[6]，并要突出深度感知和全面感知的能力，因为感知能力将是智慧图书馆开展全面智慧服务的基础[7]。同样，曾子明认为智慧图书馆与普通图书馆的区别主要在于便利与互联，而便利是智慧图书馆的宗旨，互联是智慧图书馆的基础，高效则将是智慧图书馆的核心追求[8]。尹克勤等[9]也强调，智慧图书馆应该是个性共享化、高效集群化以及互联互通化最终能够实现泛在便利化。

当前，图书馆领域已经对图书馆智慧化改造有了一定的尝试与积累，沈奎林等[10]探讨了图书馆智慧改造中超高频RFID(Radio Frequency Identification)标签在实践中的经验与不足。秦格辉研究了RFID技术与Zigbee技术的融合[11]。刘喜球等[12]则立足于交互体验，论述了智慧图书馆与可穿戴式技术的联系。

截止2017年底，我国目前已有3166个公共图书馆[13]，而其中大多数公共图书馆尚不具备成为智慧图书馆的条件，因此需要对各图书馆进行大规模的智慧化改造达到与智慧化配套的硬件条件，以实现建成智慧图书馆的目标，为国家建立智慧城市奉献一份力量。虽然，当前对于智慧图书馆的定义、特征已有一定的研究，为智慧图书馆的改造打下了良好的基础，但是当前研究并未对公共图书馆智慧化改造实现中的主体利益进行分析。而对公共图书馆智慧化改造实现中的主体利益进行分析，将有利于各参与方对此过程的认知，提高参与方尤其是政府部门的决策能力。因此，本文将利用演化博弈论，深度探讨公共图书馆智慧化改造实现中的主体利益演化过程，以期为公共图书馆智慧化改造决策服务。

1 三方演化博弈模型构建

演化博弈理论是博弈论的一大分支，常常被用于分析决策者的策略选择以及利益相关者的收益演化过程[14]。目前被国内学者广泛运用于装配式建筑发展中的三方博弈、养老PPP(Public-Private Partnership)项目监管及机会主义行为研究、绿色基础设施政企博弈、公共文化设施参建方博弈[15～18]等相关研究中，而在国外相关研究中，Khallaf等[19]研究了PPP项目治理的三方互动风险，Eid等[20]分析了灾后保险中利益主体的演化博弈策略。Jeong等[21]探讨了滨海设施改造中利益相关者的博弈。丰富的国内外研究为利用演化博弈理论分析决策过程中利益主体的互动关系打下了良好的基础。

在公共图书馆智慧化改造过程中，政府是推进公共图书馆智慧化改造实现的推手与主体，公共图书馆则是由政府出资建立的具有社会公益性的教育平台，是社会中不可替代的组成部分；而读者群体既是公共图书馆智慧化改造的受益主体，也是监督主体[22]。基于此，本文选取政府、公共图书馆、读者作为主要利益相关者进行分析。

1.1 基本假设与参数设定

根据公共图书馆智慧化改造过程中的主体利益关系，我们在构建演化博弈模型前做出假设，并将参数设定如下：

假设1：在不考虑其他外部条件的情形下，假设该演化博弈系统中存在政府、公共图书馆、读者三个主体，基本收益分别为UG，UL，UR，且均为正值。各参与主体为有限理性，掌握的信息具有不对称性。

假设2：政府在公共图书馆智慧化改造中的策略有两种，第一种是政府支持(比例为x，0≤x≤1)，第二种是政府不支持(比例为1-x)。政府积极支持的含义代表政府相关职能部门积极履行其职责，给予公共图书馆相当的财政资助及其他政策扶持；政府不支持则意味着政府在公共图书馆智慧化改造过程中不作为。

假设3：公共图书馆在智慧化改造过程的策略上也有两种选择，分别为实施改造(比例为y，0≤y≤1)和不实施改造(比例为1-y)。公共图书馆实施智慧化改造是为了更好地利用当前快速发展的智能科技为广大的读者提供更加智能的、优质的、多样的服务与体验。

假设4：读者在公共图书馆智慧化改造行为上同样有两种策略，一种为积极接受图书馆智慧化改造(比例为z，0≤z≤1)，另一种是不愿接受图书馆智慧化改造(比例为1-z)。积极接受图书馆智慧化改造代表读者能够积极主动地接受公共图书馆的智慧化改造并乐意体验未来的智慧化服务，同时能够协助政府对公共图书馆的智慧化改造过程及未来的智慧化效果进行监督与献策；若读者不愿接受图书馆智慧化改造，含义则刚好相反。

假设5：在智慧化改造时，政府和图书馆同时采取积极行动，会产生一定的社会价值。此时，如果读者乐意接受改造，社会价值为V1，如果读者不愿意接受，则社会价值为V2，且V1>V2>0。反之，如果一方或双方未能积极行动，则会产生一定的社会损失L(L>0)。这是由政府和公共图书馆承担的社会责任决定的。最终产生的社会价值或社会损失将由政府和公共图书馆共同分担，社会损失的分担系数为α(0≤α≤1)，社会价值的分担系数为β(0≤β≤1)。

假设6：图书馆的智慧化改造需要投入一定成本。当读者积极接受改造时，图书馆投入的成本为CL1；当读者不愿意接受时，改造成本会增加，设为CL2(CL2>CL1>0)。因为此时公共图书馆需要付出额外的成本向读者推广，改变读者的使用习惯，帮助读者接收改造成果，从而最终实现智慧化改造的意义。

假设7：政府支持改造公共图书馆时，会产生一定的费用。政府除了给予公共图书馆相应的政策优惠外，还需要拨出部分费用来向大众宣传智慧图书馆。因此，读者的态度十分重要。当读者积极接受改造时，政府投入的成本为CG1；当读者不愿意接受时，政府支持改造成本会增加，设为CG2(CG2>CG1>0)。

假设8：读者积极接受图书馆智慧化改造时，也会产生一定的成本CR(CR>0)。这主要是由于读者要花费时间和精力主动学习新的图书使用规则。

假设9：读者的策略会影响自身收益。读者乐于接受改造时的收益高于不乐意接受时的收益。在政府与公共图书馆积极行动的情况下，读者乐于接受改造时的收益为UR+ΔB3，读者不愿接受时的收益为UR+ΔB2。在政府与公共图书馆都不积极行动或者其中一方不积极行动的情况下，读者乐于接受改造时的收益为UR+ΔB1，读者不愿接受时只有基本收益UR，且ΔB3>ΔB2>ΔB1>0。

在假设基础上，演化博弈模型中的三方主体策略集合如图1所示。

图1 演化博弈主体策略集合

1.2 支付矩阵构建

在假设基础上，构建政府、公共图书馆与读者的三方演化博弈支付矩阵，博弈主体策略及其收益如表1所示。

表1 政府、公共图书馆、读者三方演化博弈支付矩阵

2 公共图书馆智慧化改造过程中三方演化博弈稳定性分析

2.1 博弈主体的期望收益及复制动态方程求解

2.1.1 政府的期望收益及复制动态方程

根据支付矩阵，政府支持公共图书馆智慧化改造与不支持改造的期望收益E11，E12分别为：

E11=yz[UG+(1-β)V1-CG1]+y(1-z)·
[UG+(1-β)V2-CG2]+z(1-y)[UG-CG1-

(1-α)L]+(1-y)(1-z)(UG-CG2)

(1)

E12=yz[UG-(1-α)L]+y(1-z)UG+z(1-y)[UG-(1-α)L]+(1-y)(1-z)UG

(2)

(3)

政府行动策略的复制动态方程为：

(4)

对x求导可得：

(5)

2.1.2 公共图书馆的期望收益及复制动态方程

根据支付矩阵，公共图书馆进行智慧化改造与不进行改造的期望收益E21，E22分别为：

E21=xz(UL+βV1-CL1)+z(1-x)(UL-CL1-
αL)+x(1-z)(UL+βV2-CL2)+(1-x)·

(1-z)(UL-CL2)

(6)

E22=xz(UL-αL)+z(1-x)(UL-αL)+
x(1-z)UL+(1-z)(1-y)UL

(7)

(8)

公共图书馆行动策略的复制动态方程为：

(9)

对y求导可得：

F′2(y)=(1-2y){xz[β(V1-V2)+αL]+
z(CL2-CL1)+xβV2-CL2}

(10)

2.1.3 公共图书馆的期望收益及复制动态方程

根据支付矩阵，读者积极接受公共图书馆智慧化改造与不愿接受智慧化改造的期望收益E31，E32分别为：

E31=xy(UR+ΔB3-CR)+y(1-x)·

(UR+ΔB2-CR)+x(1-y)(UR+ΔB2-CR)+

(1-x)(1-y)(UR+ΔB2-CR)

(11)

E32=xy(UR+ΔB1)+y(1-x)UR+
x(1-y)UR+(1-x)(1-y)UR

(12)

(13)

读者行动策略的复制动态方程为：

=z(1-z)[xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+(ΔB2-CR)]

(14)

对z求导可得：

F′3(z)=(1-2z)[xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+(ΔB2-CR)]

(15)

2.2 均衡策略求解

为求得三方演化博弈模型的均衡点，令

(16)

则在R={(x,y,z)|0≤x≤1, 0≤y≤1,0≤z≤1}中存在9个可能的均衡点，分别为：A1(0,0,0)，A2(1,0,0)，A3(0,1,0)，A4(0,0,1)，A5(1,1,0)，A6(1,0,1)，A7(0,1,1)，A8(1,1,1)，A9(x*,y*,z*)。其中，A9点的情况较为特殊，x*，y*，z*的值应分别满足式(17)～(19)，且在R的范围内。

yz[(1-β)(V1-V2)+(1-α)L]+
y(1-β)V2+z(CG2-CG1)-CG2=0

(17)

xz[β(V1-V2)+αL]+z(CL2-CL1)+
xβV2-CL2=0

(18)

xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+(ΔB2-CR)=0

(19)

2.2.1 政府均衡策略求解

(1)当yz[(1-β)(V1-V2)+(1-α)L]+y(1-β)V2+z(CG2-CG1)-CG2>0时，F′1(0)>0，F′1(1)<0，即在演化过程中，系统逐渐稳定于x=1处，政府最终会选择推广智慧图书馆，相位图如图2a所示。当yz[(1-β)(V1-V2)+(1-α)L]+y(1-β)·V2+z(CG2-CG1)-CG2<0时，F′1(0)<0，F′1(1)>0。即在演化过程中，系统逐渐稳定于x=0处，政府最终将不会推广智慧图书馆，相位图如图2b所示。当yz[(1-β)(V1-V2)+(1-α)L]+y(1-β)·V2+z(CG2-CG1)-CG2=0时，A9(x*,y*,z*)为可能的均衡点，需对其进行后续验证。

图2 三方演化博弈相位图

2.2.2 公共图书馆均衡策略求解

当xz[β(V1-V2)+αL]+z(CL2-CL1)+xβV2-CL2>0时，F′2(0)>0，F′2(1)<0。即在演化过程中，系统逐渐稳定于y=1处，公共图书馆最终会选择进行智慧化改造，相位图如图2c所示。当xz[β(V1-V2)+αL]+z(CL2-CL1)+xβV2-CL2<0时，F′2(0)<0，F′2(1)>0。即在演化过程中，系统逐渐稳定于y=0处，公共图书馆将保持原样，不会进行智慧化改造，相位图如图2d所示。当xz[β(V1-V2)+αL]+z(CL2-CL1)+xβV2-CL2=0时，A9(x*,y*,z*)为可能的均衡点，需对其进行后续验证。

2.2.3 读者均衡策略求解

当xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+ΔB2-CR>0时，F′3(0)>0，F′3(1)<0。即在演化过程中，系统逐渐稳定于z=1处，读者会积极接受公共图书馆的智慧化改造，相位图如图2e所示。当xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+(ΔB2-CR)<0时，F′3(0)<0，F′3(1)>0。即在演化过程中，系统逐渐稳定于z=0处，读者则不愿接受公共图书馆的智慧化改造，相位图如图2f所示。当xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+ΔB2-CR=0时，A9(x*,y*,z*)为可能的均衡点，需对其进行后续验证。

2.3 均衡策略分析

由以上结果可知，表达式yz[(1-β)(V1-V2)+(1-α)L]+y(1-β)V2+z(CG2-CG1)-CG2，xz[β(V1-V2)+αL]+z(CL2-CL1)+xβV2-CL2与xy(ΔB3-ΔB2-ΔB1)+ΔB2-CR的符号是决定系统最终均衡策略的关键。这说明在演化过程中，三个参与方相互影响，演化博弈系统均衡点同时受制于三方策略。系统中参数敏感性高，均衡状态欠缺稳健性。在9个可能的均衡点中，A9(x*,y*,z*)为混合均衡点，三方群体中部分采取积极行动，部分未采取行动，且群体中采取行动的比例分别为x*，y*，z*。该种情况并非系统的最优点。对公共图书馆和读者而言，A8(1,1,1)是最理想的均衡点。此时公共图书馆可以享受政府提供的优惠政策，还能得到读者的理解和支持，此时应满足：

(20)

但是，对政府而言，A7(0,1,1)是最理想的，因为此时政府不用行动，公共图书馆自发进行智慧化改造，读者对改造的接受度高，此时应满足：

(21)

2.4 算例分析

以广东省某图书馆为例，通过对图书馆工作人员进行访谈，将模型中的参数赋值，形成两组算例(详见表2)，并以算例1为例，根据公共图书馆智慧化改造三方决策的理论分析进行计算。

表2 公共图书馆智慧化改造三方博弈算例分析

将算例1的参数取值分别带入式(4)(5)(9)(10)(14)(15)中，结果如下所示：

F1(x)=x(1-x)(10yz+7.5V2+10z-30)

(22)

F′1(x)=(1-2x)(10yz+7.5V2+10z-30)

(23)

F2(y)=y(1-y)(10xz+5z+7.5x-8)

(24)

F′2(y)=(1-2y)(10xz+5z+7.5x-8)

(25)

F3(z)=z(1-z)(5xy-1)

(26)

F′3(z)=(1-2z)(5xy-1)

(27)

在点A7(0,1,1)处，F1(x)，F2(y)，F3(z)均为0，则A7为可能的均衡点，需根据F′1(0)，F′2(1)，F′3(1)的正负做进一步判断。因F′1(0)=-2.5<0，则在演化过程中，系统逐渐稳定于x=0处；F′2(1)=14.5>0，则在演化过程中，系统逐渐稳定于y=1处；F′3(1)=4>0，则在演化过程中，系统逐渐稳定于z=0处。因此，在算例1情形下，A7(0,1,1)为演化均衡点，此时，政府达到了系统最优状态。按照同样的流程，计算算例2后发现，A8(1,1,1)为演化均衡点，此时，公共图书馆和读者都达到了系统最优状态。算例分析不但验证了公共图书馆智慧化改造的理论推演过程，还验证了三方参与主体的系统最优点的存在。

3 结论与对策

根据演化博弈理论，本文对我国公共图书馆智慧化改造过程中三个主要利益相关者，政府、公共图书馆和读者三者的利益关系进行了实证分析，探讨了不同情境下，政府、公共图书馆以及读者的策略选择。研究结果表明，在公共图书馆的智慧化改造决策过程中，三方主体利益关系联系紧密。政府和读者的积极支持对公共图书馆的智慧化改造决策十分重要，同时，减少积极行动的成本是三方主体实现理想系统均衡点的重要途径。

为了促进公共图书馆顺利实施智慧化改造，本文从利益主体角度提出如下三条对策建议：

(1)降低公共图书馆智慧化改造的实现成本。图书馆的智慧化改造牵涉到馆内基础设施、设备的优化与升级，包括物联网技术与智能感知设备的大量应用。在降低成本方面，政府应发挥支持与引导作用，通过财政拨款、政策优惠、技术指导等直接措施缓解公共图书馆的财政压力。同时，政府还可加大宣传力度，一方面激发公共图书馆的积极性，发挥主观能动性，另一方面从需求段着手，增加读者利用智能化技术享受优质服务的期待。

(2)降低政府的支持成本。政府可积极组织公共图书馆与学校图书馆的各项交流活动，鼓励图书馆总结与分享智慧化改造的成功经验，在技术上、管理上、流程上推广成熟的改造经验，帮助公共图书馆减少不必要的成本支出。政府还可以帮助公共图书馆吸纳民间资本，为读者提供优质的商业服务，减少政府的财政压力。

(3)降低读者的接受成本。在公共图书馆智慧化改造过程中要以人为本，不仅要提高图书馆的智能化程度和使用便捷性，更要关注改造后的使用者的身心感受，提高整体环境舒适度。同时，还要积极转变思维，将为数众多的读者群体从被动接受服务的角色转变为可建言献策的参与者，建立协同合作关系，提高读者的参与感，共同推进公共图书馆的智慧化改造。