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

doi:10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2024.01.005

Abstract

Abstract:

The mutual cooperation and coordinated response of local governments, social organizations and the public in public health emergencies is an inevitable choice for timely and efficient emergency management. By taking the COVID-19 epidemic as the background, we consider the interaction and game relationship between multiple subjects in the emergency response process, and based on the assumption of bounded rationality, constructs a dynamic game model of the evolution of the three parties of the local government, social organizations and the public. Then, by using evolutionary game theory and Lyapunov discriminant method to analyze the equilibrium point and asymptotic stability of the tripartite evolution model, we obtain the evolutionary stable strategy of the tripartite subject under different conditions. Finally, the game behavior of the tripartite emergency response in different stages of public health emergencies is simulated and analyzed, and the influence of local government subsidy policies, reward and punishment measures, and social organization costs on the strategic choices of all parties in the game are discussed. The research results show that: (1) in different stages of emergency response to public health emergencies, the decision-making choices of each subject evolve dynamically; (2) local government subsidy policies, reward and punishment measures, and social organization costs have a significant effect on the subject's emergency response behavior; (3) the initial participation willingness of each subject has a significant impact on the emergency response to public health emergencies.

Key words: public health emergency, evolutionary game, emergency response, simulation

CLC Number:

O225

Xiaoling KE, Zhengjuan LIU, Haixiang GUO, Gaosheng CHEN, Moujun ZHENG. Research on emergency response and simulation of public health emergencies based on tripartite evolutionary game[J]. Operations Research Transactions, 2024, 28(1): 57-76.

Figures/Tables 18

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参数	意义
$ C_1 $	地方政府严格防控时, 所付出的成本
$ k_1C_1 $	地方政府宽松防控时, 所付出的成本($ 0 {\leqslant} k_1 < 1 $)
$ Q_{zd} $	地方政府严格防控时, 中央政府给予地方政府的补贴
$ Q_{ds} $	地方政府严格防控时, 对于积极参与的社会组织的补贴
$ P_{d} $	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
$ C_2 $	社会组织积极参与时, 所付出的成本
$ k_2C_2 $	社会组织消极参与时, 所付出的成本($ 0 {\leqslant} k_2 < 1 $)
$ R_2 $	社会组织积极参与时, 所获得的收益
$ R_3 $	社会组织积极参与时, 积极配合的公众捐款收益
$ dR_2 $	社会组织消极参与时, 所造成的信任损失($ 0 {\leqslant} d {\leqslant} 1 $)
$ C_3 $	公众积极配合时, 所付出的成本
$ Q_{dp} $	公众积极配合时, 严格防控的政府给予的补贴
$ P_{p} $	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
$ x $	地方政府严格防控的概率
$ y $	社会组织积极参与的概率
$ z $	公众积极配合的概率

		地方政府严格防控$ x $	地方政府宽松防控$ 1-x $
	社会组织积极参与	$ -C_1+Q_{zd}-Q_{dp}-Q_{ds} $	$ -k_1C_1-P_d $
	$ y $	$ -C_2+R_2+Q_{ds} $	$ -C_2+R_2 $
公众积极配合		$ -C_3-R_3+Q_{dp} $	$ -C_3-R_3 $
$ z $	社会组织消极参与	$ -C_1+Q_{zd}-Q_{dp} $	$ -k_1C_1-P_d $
	$ 1-y $	$ -k_2C_2-dR_2 $	$ -k_2C_2-dR_2 $
		$ -C_3+Q_{dp} $	$ -C_3 $
	社会组织积极参与	$ -C_1+Q_{zd}-Q_{ds}-P_p+V $	$ -k_1C_1-P_d-P_p $
	$ y $	$ -C_2+R_2+Q_{ds}-R_3 $	$ -C_2+R_2-R_3 $
公众不积极配合		$ -V $	0
$ 1-z $	社会组织消极参与	$ -C_1+Q_{zd}-P_p+V $	$ -k_1C_1-P_d-P_p $
	$ 1-y $	$ -k_2C_2-d(R_2-R_3) $	$ -k_2C_2-d(R_2-R_3) $
		$ -V $	0

均衡点	$ \lambda_1, \lambda_2, \lambda_3 $	实部符号	稳定性	条件
$ E_1 $=(0, 0, 0)	$ (k_1-1)C_1+(Q_{zd}+V+P_d $, $ (k_2-1)C_2+(1+d)(R_2-R_3) $, $ -C_3 $	(, , -)	ESS	A
$ E_2 $=(0, 0, 1)	$ (k_1-1)C_1+Q_{zd}+P_d-Q_{dp} $, $ (k_2-1)C_2+(1+d)R_2 $, $ C_3 $	(, , +)	不稳定点	/
$ E_3 $=(0, 1, 0)	$ (k_1-1)C_1+Q_{zd}+V+P_d-Q_{ds} $, $ (1-k_2)C_2-(1+d)(R_2-R_3) $, $ -R_3-C_3 $	(, , -)	ESS	B
$ E_4 $=(1, 0, 0)	$ (1-k_1)C_1-Q_{zd}-V-P_d $, $ (k_2-1)C_2+(1+d)(R_2-R_3)+Q_{ds} $, $ -C_3+Q_{dp}+V $	(, , *)	ESS	C
$ E_5 $=(0, 1, 1)	$ (k_1-1)C_1+Q_{zd}+P_d-Q_{ds}-Q_{dp} $, $ (1-k_2)C_2-(1+d)R_2 $, $ R_3+C_3 $	(, , +)	不稳定点	/
$ E_6 $=(1, 1, 0)	$ (1-k_1)C_1-Q_{zd}-V-P_d+Q_{ds} $, $ (1-k_2)C_2-(1+d)(R_2-R_3)-Q_{ds} $, $ Q_{dp}+V-C_3-R_3 $	(, , *)	ESS	D
$ E_7 $=(1, 0, 1)	$ (1-k_1)C_1-Q_{zd}-P_d+Q_{dp} $, $ (k_2-1)C_2+(1+d)R_2+Q_{ds} $, $ C_3-Q_{dp}-V $	(, , *)	ESS	E
$ E_8 $=(1, 1, 1)	$ (1-k_1)C_1-Q_{zd}-P_d+Q_{ds}+Q_{dp} $, $ (1-k_2)C_2-(1+d)R_2-Q_{ds} $, $ R_3+C_3-Q_{dp}-V $	(, , *)	ESS	F

变量	疫情起始	初步应对	全面抗疫	参考来源
$ C_1 $	71	71	71	中华人民共和国财政部
$ k_1 $	0.5	0.5	0.5	/
$ Q_{zd} $	0	3	12	新华社新闻报道
$ Q_{ds} $	0	5	51	文献[28]、财政扶持社会组织发展实施方案
$ P_d $	10	80	776	文献29]
$ C_2 $	69	69	69	武汉市慈善总会、武汉市红十字会
$ k_2 $	0.5	0.5	0.5	/
$ R_2 $	0	0	71	武汉市慈善总会、武汉市红十字会
$ R_3 $	0	0	38	武汉市慈善总会、武汉市红十字会
$ d $	0	0	0.7	/
$ C_3 $	228	228	228	武汉人口数、人均可支配收入
$ Q_{dp} $	0	0	280	武汉市汉阳区新冠肺炎防控指挥部公告
$ P_p $	0	0	48	《抗击新冠肺炎疫情的中国行动》白皮书
$ V $	0	10	70	《关于办理妨害预防、控制突发传染病疫情等灾害的刑事案件具体应用法律若干问题的解释》

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Research on emergency response and simulation of public health emergencies based on tripartite evolutionary game

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