虚拟学术社区科研团队合作行为的三方动态博弈

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虚拟学术社区科研团队合作行为的三方动态博弈
谭春辉，王仪雯，曾奕棠

摘 要 随着互联网技术的快速发展，虚拟学术社区成为科研合作的重要平台。科研人员基于虚拟学术社区构建了虚拟科研团队，对成员合作行为进行研究，有利于促进虚拟学术社区的健康发展。文章将虚拟学术社区科研团队成员划分为任务角色倾向型、关系角色倾向型和自我角色倾向型3种类型；利用三方博弈理论，对这3类成员合作行为的演化博弈关系和过程进行分析。研究表明，虚拟学术社区科研团队成员的三方博弈结果依赖于各参数取值，反映出结果的复杂性，根据不同类型的虚拟科研团队成员，需要制定不同的策略，以发挥虚拟学术社区在科研合作中的重要作用。

关键词 虚拟学术社区 科研合作 虚拟科研团队 三方博弈

0 引言
随着网络技术的发展，出现了虚拟学术社区，不仅满足了网络环境下科研人员学术交流的需求，也是对传统学术交流模式的补充和发展，逐渐成为科研人员分享信息和交流知识的重要平台[1]。许多学者在虚拟学术社区中搜寻、获取和贡献专业知识，从而满足其科研需求。随着成员规模的扩大，出现了新的科研组织形式——虚拟科研团队。与传统的实体科研团队相比，虚拟科研团队是基于相应的虚拟学术社区、围绕一个共同的科研目标而成立的临时性科研团队[2]，组织相对不稳定，成员会随时发生变动，成员参与度各不相同[3]。因此，虚拟学术社区科研团队的成功取决于成员科研合作的频率和强度[4]。

在虚拟学术社区中，成立虚拟科研团队，能降低科研合作成本，提高科研人员合作概率[5]，有利于知识交流，促进虚拟学术社区健康发展。但是，虚拟学术社区科研团队的绩效受到“人的因素”影响，且由于不同成员在虚拟科研团队中的角色不同，“人的因素”也存在很大的差异性。管理学相关理论表明，针对不同团队角色的人员要采用不同的管理策略以提升团队整体绩效。因此，研究虚拟科研团队成员的行为角色对提升虚拟学术社区科研合作绩效就变得十分重要。

凯利(Kelly S.)和爱利生(Allison M.A.)在1999年提出团队成员的三维角色理论模型，即团队成员的“三维角色水平”(Three-dimensional Roles，TDR)，主要包括任务角色倾向(taskoriented role)、关系角色倾向(relations-oriented role)和自我角色倾向(self-oriented role)3个水平[6]。其中，任务角色倾向型成员主要负责促进和协调与工作相关的决策工作；关系角色倾向型成员主要负责建立以团队为中心的感情和社交往来关系；自我角色倾向型成员主要以自我为中心，牺牲团队利益来追求个人利益[7]。团队中各成员之间有不同的生活环境、个性特征及文化背景，成员的选择存在一定差异，会影响团队其他参与者的行为和整体绩效，且团队参与者的行为方式会随着团体的发展及外部条件的变化而变化，虚拟学术社区科研团队成员正符合这些特性。因此，本文引用企业团队成员“三维角色水平”理论，将虚拟学术社区科研团队成员分为任务角色倾向型、关系角色倾向型和自我角色倾向型3种。在虚拟学术社区科研团队中，自我角色倾向型成员的活动主要以获取科研成果为主，几乎不为社区其他成员提供知识，更不会参与社区中的科研讨论和互动，甚至会损害其他成员的利益；关系角色倾向型成员起着增进科研人员信任感和归属感，增强科研团队各成员间的联系，促进科研合作顺利进行的作用；任务角色倾向型成员是发表帖子、贡献内容的主力军，在科研团队中起到决定性作用。博弈论是关于理性人竞争与合作的理论，强调参与者间选择的相互制约性，而演化博弈论将博弈论与动态演化过程结合起来，是基于不完全信息的动态博弈，侧重于博弈的动态均衡和参与方的有限理性[8]。在虚拟学术社区中，科研团队成员作为利益相关者，都期望通过策略调整使自身利益达到最大化，即参与方之间存在动态博弈关系，无法立刻作出最优决策，在长期博弈中，趋于稳定状态。因而，虚拟学术社区科研团队成员间的合作较为符合有限理性下的演化博弈特征。本文利用博弈演化理论，对虚拟学术社区科研团队成员的科研合作行为进行分析，构建虚拟科研团队成员合作演化博弈模型，分析各因素的作用机理，进而提出相关的策略建议，以期促进虚拟学术社区科研团队成员合作的有序进行，推动科研活动的顺利开展。

1 虚拟学术社区科研团队成员合作演化博弈模型的基本假设
在虚拟学术社区科研团队成员的合作博弈中，为方便研究，作出以下假设：

假设1：将虚拟学术社区中的科研团队成员分为任务角色倾向型、关系角色倾向型和自我角色倾向型3类，构建虚拟科研团队合作演化博弈模型。其中，参与主体具有相同的策略选择空间——参与虚拟科研团队合作或不参与虚拟科研团队合作，即3类参与主体的策略集合均为｛参与，不参与｝。

假设2：当自我角色倾向型成员选择参与虚拟科研团队合作时，可获得的收益为R1；所需付出的成本(如搜索成本、时间成本)为C1；当关系角色倾向型成员与任务角色倾向型成员不能形成团体合作时，自我角色倾向型成员也将承受随之而来的悔恨、失望等心理损失M1。自我角色倾向型成员以自我为中心，以牺牲团队利益为代价，其参与会损害虚拟科研团队其他成员的利益，而只要社区中存在任务角色倾向型成员，就存在着科研信息交流与知识共享，自我角色倾向型成员就会从中获利。因此，本文假设只要任务角色倾向型成员参与虚拟科研团队合作，无论自我角色倾向型成员选择何种策略，都将享有由此带来的额外收益V1。

假设3：当关系角色倾向型成员选择参与虚拟科研团队合作时，可获得的收益为R2；所需付出的成本为C2；当关系角色倾向型成员与任务角色倾向型成员都参与虚拟科研团队合作时，可获得的额外收益为V2；若关系角色倾向型成员选择不参与策略，则需要付出声誉降低等损失M21。关系角色倾向型成员致力于建立以虚拟科研团队为中心的感情和社交往来关系，在虚拟学术社区中主要起到交流沟通和营造和谐氛围的作用，但自我角色倾向型成员的参与将不利于良好环境的形成，且会造成损失。因此，本文假设关系角色倾向型成员选择参与策略，且在自我角色倾向型成员参与的情况下，会遭受知识损失的风险M22。

假设4：当任务角色倾向型成员选择参与虚拟科研团队合作时，可获得的收益为R3；所需要付出的参与成本为C3；当关系角色倾向型成员与任务角色倾向型成员都参与虚拟科研团队合作时，可获得的额外收益为V3；若任务角色倾向型成员选择不参与策略，则需要付出声誉降低等损失M31。任务角色倾向型成员起到促进和协调决策工作的作用，在虚拟学术社区中主要负责科研合作与知识共享(管理)。在科研团队合作中，通常是自我角色倾向型成员获取知识成果，给其他参与者带来知识损失风险；理想状态下，关系角色倾向型成员与任务角色倾向型成员不考虑彼此间的损失。因此，本文假设任务角色倾向型成员选择参与策略，而且在自我角色倾向型成员也参与的情况下，会遭受知识损失的风险M32。

假设5：博弈过程中，自我角色倾向型成员选择“参与”的概率为x(0≤x≤1)，则选择“不参与”的概率为(1-x)；关系角色倾向型成员选择“参与”的概率为y(0≤y≤1)，则选择“不参与”的概率为(1-y)；任务角色倾向型成员选择“参与”的概率为z(0≤z≤1)，则选择“不参与”的概率为(1-z)。

2 虚拟学术社区科研团队成员合作演化博弈分析
2.1 演化博弈模型
根据上述假设，构建虚拟学术社区科研团队成员合作的博弈收益矩阵，见表1。

表1 自我角色倾向型-关系角色倾向型-任务角色倾向型三类成员的博弈收益矩阵

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
2.2 演化博弈模型分析
2.2.1 自我角色倾向型成员演化博弈模型分析

用U11和U12表示自我角色倾向型成员“参与”和“不参与”虚拟学术社区科研团队合作的期望收益，用U1表示其平均期望收益。可得：

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
为此，自我角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作的复制动态方程为：

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
(1)当pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4其中0≤M1+C1-R1时，F(x)=0。这意味着对于任何的x值，模型都处于稳定的状态。此时无论自我角色倾向型成员选择“参与”与“不参与”的比例如何，其策略都不会随时间发生改变[9]，见图1。

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
图1 当pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4时，自我角色倾向型成员博弈行为趋势图

(2)当pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4其中0≤M1+C1-R1时，令F(x)=0，得到x1=0和x2=1是两个稳定状态。对F(x)求导可得：

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
此时分两种情况：

①当pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4且0≤M1+C1-R1时，pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4得到x=0是平衡点。此时自我角色倾向型成员不参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图2。

pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4
图2 当pagenumber_ebook=8,pagenumber_book=4时，自我角色倾向型成员博弈行为趋势图

②当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5且0≤M1+C1-R1时，pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5得到x=1是平衡点[10]。此时自我角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图3。

2.2.2 关系角色倾向型成员演化博弈模型分析

用U21和U22表示关系角色倾向型成员“参与”和“不参与”虚拟学术社区科研团队合作的期望收益，用pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5表示其平均期望收益。可得：

pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
图3 当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5时，自我角色倾向型成员博弈行为趋势图

为此，关系角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作的复制动态方程为：

pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
(1)当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5其中zV2+R2-C2+M21≥0时，F(y)=0。这意味着对于任何y值，模型都处于稳定的状态。此时无论关系角色倾向型成员选择“参与”与“不参与”比例如何，其策略都不会随时间发生改变，见图4。

pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
图4 当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5时，关系角色倾向型成员博弈行为趋势图

(2)当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5其中zV2+R2-C2+M21≥0时，令F(y)=0，得到y1=0和y2=1是两个稳定状态。对F(y)求导可得：

pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
此时分两种情况：

①当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5且zV2+R2-C2+M21≥0时，pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5得到y=1是平衡点。此时，关系角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图5。

pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5
图5 当pagenumber_ebook=9,pagenumber_book=5时，关系角色倾向型成员博弈行为趋势图

②当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6且zV2+R2-C2+M21≥0时，pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6得到y=1是平衡点。此时关系角色倾向型成员不参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图6。

2.2.3 任务角色倾向型成员演化博弈模型分析

用U31和U32表示任务角色倾向型成员“参与”和“不参与”虚拟学术社区科研团队合作的期望收益，用pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6表示平均期望收益。可得：

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
图6 当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6时，关系角色倾向型成员博弈行为趋势图

为此，任务角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作的复制动态方程为：

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
(1)当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6其中xM32+C3-R3-M31≥0时，F(z)=0。这意味着对于任何的z值，模型都处于稳定的状态。此时，无论任务角色倾向型成员选择“参与”与“不参与”比例如何，其策略都不会随时间发生改变，见图7。

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
图7 当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6时，任务角色倾向型成员博弈行为趋势图

(2)当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6其中xM32+C3-R3-M31≥0时，令F(z)=0，得到z1=0和z2=1是两个稳定状态。对F(z)求导可得：

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
此时分两种情况：

①当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6且xM32+C3-R3-M31≥0时，pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6得到z=0是平衡点。此时，任务角色倾向型成员不参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图8。

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6
图8 当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6时，任务角色倾向型成员博弈行为趋势图

②当pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=6且xM32+C3-R3-M31≥0时，pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=7pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=7得到z=1是平衡点。此时任务角色倾向型成员参与虚拟学术社区科研团队合作是演化稳定策略，见图9。

pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=7
图9 当pagenumber_ebook=11,pagenumber_book=7时，任务角色倾向型成员博弈行为趋势图

2.3 模型的均衡状态
分析发现，无论自我角色倾向型成员、关系角色倾向型成员、任务角色倾向型成员三者的初始状态落入图形的哪一部分，虚拟学术社区科研团队成员间的博弈都不会固定收敛于某个稳定策略集[11]。原因是，在虚拟学术社区科研团队的演化过程中，影响参与主体策略选择的因素有多种。一旦某个因素发生变化，就可能会引起其他参与主体策略选择的改变，且参与主体间的行为相互作用、相互影响，这也是3类参与主体策略选择不断调整的原因所在。

2.4 模型的指导意义
(1)由自我角色倾向型成员演化博弈模型分析可知，当其参与总成本减去参与收益之差与虚拟学术社区中不能形成科研合作而导致的团体失望等心理损失的比值大于任务角色倾向型成员参与概率时，x趋向于0，即自我角色倾向型成员选择不参与。因此，虚拟学术社区可以增大自我角色倾向型成员参与成本C1和不能形成合作给其带来的损失M1，或者减少参与的收益R1，促使自我角色倾向型成员降低参与的概率，或者促使自我角色倾向型成员向关系角色倾向型成员或任务角色倾向型成员转化。

(2)由关系角色倾向型成员演化博弈模型分析可知，当其参与总收益和成本之差与不参与时声誉等损失的和，与参与合作的风险等损失的比值大于自我角色倾向型成员参与的概率时，y趋向于1，即关系角色倾向型成员会选择参与。因此，虚拟学术社区可以通过降低自我角色倾向型成员参与概率，降低关系角色倾向型成员参与成本C2和形成合作给其带来的知识损失M22，以及提高额外收益V2，或者增加参与的收益R2和不合作的声誉损失M21，促使关系角色倾向型成员提高参与的概率。

(3)由任务角色倾向型成员演化博弈模型分析可知，当任务角色倾向型成员参与总收益与不合作的损失之差与参与时额外收益的比值小于关系角色倾向型成员参与的概率时，z趋向于1，即任务角色倾向型成员会选择参与。因此，虚拟学术社区可以通过提高任务角色倾向型成员额外收益V3，降低其参与成本C3和不能形成合作给其带来的损失M32，或者增加参与的收益R3和不合作的声誉损失M31，促使任务角色倾向型成员提高参与的概率。

3 建议
3.1 针对自我角色倾向型成员
自我角色倾向型成员扮演着以自我为中心、以牺牲团队利益为代价来追求个人利益的角色。在虚拟学术社区科研团队中，其活动主要以获取科研成果为主，几乎不为其他成员提供知识，更不会参与团队的科研讨论和互动，甚至会损害团队其他成员的利益，不利于科研团队合作的形成。此类成员在虚拟学术社区内地位不高，与其他成员间没有相对固定的社区关系。

当虚拟学术社区科研团队形成时，自我角色倾向型成员选择参与其中，其最终目的是从中获利。这严重损害了虚拟科研团队其他成员的利益，影响到科研合作的顺利进行，甚至会引发虚拟科研团队的破裂，对虚拟学术社区的发展造成威胁。因此，降低自我角色倾向型成员的参与度或促使其角色转化尤为重要。一方面，虚拟科研团队可以采取一些强制措施规范科研团队成员的科研合作，如增加实名认证、提高科研团队准入门槛等，增加自我角色倾向型成员的参与成本，同时，建设能够激发科研人员参与热情、维持科研团队活力的激励机制，以促进自我角色倾向型成员的角色转换；另一方面，虚拟科研团队也应该树立清晰的整体目标，明确科研合作的目的，培育科研合作的意识，为科研人员提供和谐积极的学术社区环境，在虚拟学术社区中营造积极向上的学术氛围，提高科研成员的自我效能感。这样，通过提升自我角色倾向型成员对信息的解读能力和评判能力，提高其综合素质，使其充分认识到自身行为的弊端：利己却不利他，甚至可能会损害他人的利益，从而降低其参与的满足感等相关收益。另外，虚拟科研团队还应建立相关的知识保护机制，减少自我角色倾向型成员对成果的获取程度，从而降低自我角色倾向型成员的参与度，促进虚拟学术社区科研团队合作的形成。

3.2 针对关系角色倾向型成员
关系角色倾向型成员扮演着以团队为中心促进成员之间感情和社交往来的角色。科研团队成员间和谐关系的建立有助于创造良好的氛围，在虚拟学术社区内应该制定相互平等、相互尊重的规章制度，形成合作互助的价值观，鼓励科研团队成员开阔思维、积极协作。关系角色倾向型成员应积极增进科研人员间的联系，增强彼此的信任感和归属感，促进科研合作的顺利进行。信任被一直视为一个重要影响因素，建设“互动信任机制”“合作信任机制”“权威信任机制”势在必行。

当虚拟学术社区科研团队形成时，关系角色倾向型成员选择参与其中，其最终目的是创造良好的氛围，促进科研合作的顺利进行。关系角色倾向型成员应着力于建设有利于科研合作的社区环境，采用正确的信息搜集方法等技术手段降低科研合作成本，并通过增加参与科研团队合作的收益，营造和谐氛围等方式促进社区团体中科研成员的合作。此外，虚拟学术社区应该完善社区功能，如社区平台设置相关知识主题的互动游戏、头脑风暴等内容板块，鼓励科研人员通过自我检验和人际互动等方式获取额外知识，增进成员间的关系。这样，既能增强社区成员的归属感与自我效能感，又能增加科研团队合作的额外收益，促进科研团队人员的合作。

3.3 针对任务角色倾向型成员
任务角色倾向型成员扮演着促进和协调相关决策工作的角色。在虚拟学术社区中，他们的专业知识和经验丰富，热心参与他人发起的活动及议题讨论，对虚拟学术社区建设最热情，积极发表帖子、贡献内容，是群体中的活跃分子，且具有一定的素养，在科研团队中处于重要地位。因此，应该提高任务角色倾向型成员对虚拟学术社区科研团队的粘度，增加其参与度。

当虚拟学术社区科研团队形成时，任务角色倾向型成员选择参与其中，使虚拟科研团队有了灵魂。虚拟学术社区应该制定公平、合理的激励体系，从科研人员的实际情况出发满足任务角色倾向成员的需求，使其积极参与其中。另外，可以提高任务角色倾向型成员的主人翁意识，减少其不参与团体合作将带来的损失。同时，虚拟学术社区科研团队合作存在一定的风险，应建立完善的知识保护机制和知识损失补偿机制，防范知识泄露、搭便车和投机主义等消极行为带来的风险；建立合理的监督机制，完善内部管理制度，从而降低科研合作过程中的逆向选择和道德风险，降低科研团队成员合作的风险损失，促进虚拟学术社区科研团队合作的形成。

4 结语
本文利用演化博弈模型及其相关理论，对虚拟学术社区科研团队成员合作行为进行分析；将虚拟科研团队成员分为任务角色倾向型、关系角色倾向型和自我角色倾向型3种类型，并将三者作为一个整体，考虑它们彼此间相互影响的策略组合和收益组合。本研究充分考虑了虚拟学术社区科研团队合作的现实情况，运用复制动态方程，分析不同情况下虚拟科研团队成员选择策略的渐进趋势，并将演化博弈论的复制相位图扩展到三维空间，展示了三主体的策略选择趋势；在此基础上提出相应的建议，进而促进科研团队成员的合作，有利于虚拟学术社区的健康发展。

本研究的不足：(1)引入博弈论的分析手段进行假设，存在局限性。比如，在建立演化博弈模型时，仅仅将虚拟学术社区科研团队成员分成了任务角色倾向型、关系角色倾向型和自我角色倾向型三类，并研究其参与合作的博弈过程，没有考虑到虚拟学术社区中社区管理者等其他参与主体。然而，其他参与主体与科研人员间的博弈也同样具有研究价值。(2)构建的假设条件也存在一定的局限性。事实上，在虚拟科研团队的合作过程中，影响因素更为复杂，本文还无法对虚拟学术社区科研团队成员参与合作的演化过程进行完整的解释和还原，有待进一步研究。

参考文献

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A Dynamic Game Analysis of Cooperative Behavior of Scientific Research Teams in Virtual Academic Communities

TAN Chunhui，WANG Yiwen，ZENG Yitang

Abstract With the rapid development of Internet technology，virtual academic communities have become important platforms for scientific research collaboration.Based on virtual academic communities，researchers form virtual scientific research teams.The study of team member behaviors is conducive to the healthy development of virtual academic communities.Roles of researchers in virtual academic communities can be divided into three types：task-oriented，relationship-oriented and self-oriented.Using the tripartite game model，the evolutionary game relationship and the behavior and process of members' participation in virtual academic communities are analyzed.Depending on parameter values，the complex tripartite game nature of research team members in virtual academic communities can be identified.According to different types of researchers，different strategies need to be formulated for enhancing scientific cooperation in virtual academic communities.

Keywords virtual academic communities；scientific research collaboration；virtual scientific research teams；tripartite game