双边匹配理论在电子商务环境下电煤价格生成中的应用展望

时如义 聂 锐 王 迪 李崇茂

(1.中国矿业大学管理学院，江苏省徐州市, 221116； 2.江苏高校国际能源政策研究中心，江苏省徐州市, 221116)



双边匹配理论在电子商务环境下电煤价格生成中的应用展望

时如义1聂 锐1王 迪2李崇茂1

(1.中国矿业大学管理学院，江苏省徐州市, 221116； 2.江苏高校国际能源政策研究中心，江苏省徐州市, 221116)

2013年电煤价格并轨后，电煤价格生成和煤电稳定交易成为研究焦点。本文分析电煤价格生成问题，梳理双边匹配理论研究进展，将双边匹配理论应用到电煤价格生成过程中，并做出以下应用展望：从煤电企业双方的交易意愿出发，探寻煤电双方稳定匹配交易下的电煤均衡价格，为煤电企业提供电煤价格生成的参与机制，推动电煤价格生成过程透明化、规范化、系统化；为煤电企业经营和宏观政策设计提供有效的决策支持，促进煤电中长期稳定交易关系的建立。

电煤价格 双边匹配理论 应用展望

1 引言

煤炭是中国最重要的基础能源，以煤为主的能源消费结构十分突出。当前煤炭市场需求不足与产能过剩的矛盾突出，煤价大幅下滑与煤炭库存高位并行，进口煤炭总量依然较大，行业亏损面进一步扩大，煤炭经济下行愈加严峻，煤炭企业经营举步维艰。电力行业是中国煤炭的最大用户，煤炭和电力依存度非常高。据中电联发布的2016中国电力行业年度发展报告，截至2015年底，全国全口径发电装机容量152527万kW，其中煤电装机90009万kW，占总装机容量的59%。

电煤价格在煤电产业关系中至关重要，电煤价格改革在国家宏观调控与市场机制引导下逐步推进。2013年电煤价格并轨正式实施，政府不再干预煤价，电煤价格由交易双方自主协商确定。电煤价格并轨后，在完全市场化的环境下，如何使煤电双方减少冲突、提供可供参考的电煤价格生成预期，又如何尽快形成煤电双方相对稳定的中长期交易关系，是目前亟待解决的问题。

2 电煤价格生成问题研究

2.1 电煤价格生成背景介绍

1993年进行煤炭价格部分市场化改革，国家决定逐步放开煤价。1996年为保障电煤供应以稳定电价，国家开始对电煤采取指导价格，“计划煤”与“市场煤”之间的价格双轨制度从此形成。2002年政府不再发布电煤指导价格，取而代之的是煤炭订货会上参考性的协调价格。2005年政府正式宣布不再对电煤价格进行调控。2009年国家发改委决定不再每年举行煤炭订货会，而采用网络汇总的模式，基本形成了在国家宏观调控指导下，企业自主衔接资源、协商定价的新机制。2012年底国务院发布《关于深化电煤市场化改革的指导意见》，宣布取消重点合同，取消电煤价格双轨制。2016年4月国资委发布《关于中央企业煤电长期稳定合作方案(征求意见稿)》，提出煤电企业交易要遵循市场规律的原则，煤电双方寻求既符合市场规律，又符合双方利益的市场化定价机制，提升长协执行的可操作性。

2.2 电煤价格生成问题的提出

电煤价格改革的路径是逐步发挥市场在资源配置中的作用，减少政府对资源的直接配置，充分发挥市场参与主体的积极性与能动性。从电煤价格政府指导到计划煤和市场煤，再到电煤价格并轨的统一市场煤；从煤炭订货会到煤炭产运需衔接会，再到区域煤炭交易中心，一直以来电煤价格缺少规范合理的形成机制，煤电企业缺乏可参考的电煤价格预期，只能参照历史交易情况和几大交易中心价格指数来指导电煤定价，主观性较强，决策过程相对片面、不规范，导致煤电双方的冲突不断。区域煤炭交易中心的出现，为煤电双方讨价还价的博弈行为提供了有利的参考信息。而交易中心作为交易平台，负责为双方发布供需信息，缺少对煤电企业双方交易选择的引导，使双方在搜寻交易对象上花费大量时间。面对交易平台中海量的供需信息，煤电企业应当如何搜寻可参照的交易价格？又该如何做出交易对象的选择？这是电煤价格并轨背景下需要解决的问题。

2.3 电煤价格生成研究述评

关于国内电煤价格生成问题的研究，学者大多立足煤炭资源价值构成及其与价格的关系，厘清煤炭价格波动影响因素，分析产业链视角下的煤电纵向影响，探讨煤炭价格与经济增长、电力消费的关系；考虑煤炭生产、销售、运输、储备等环节，建议煤电企业签订长期合同以稳定煤炭价格波动。Chi-Jen Yang等(2012)从国际能源经济的视角，分析中国煤炭价格的扰动对全球化石能源市场的影响。Ming-hua Liu等(2013)发现了煤炭价格和电力价格之间的弱长期关系，电价市场扭曲导致经济发展对电力生产的依赖，从而引发煤炭、原油价格的剧烈波动。濮洪九等(2009)全面系统地分析了煤炭价格构成、煤炭价格预测，并提出建立和完善煤炭价格形成机制的思路及合理路径。张华明、赵国浩(2010)探索了由煤炭全成本内涵、煤炭期货交易机制、煤炭价格有效性评价等环节组成的煤炭价格形成机制过程，分析了我国煤炭价格形成机制存在的问题。

以上学者较多站在宏观角度来研究煤炭价格形成过程与机制，较少从微观市场主体的视角发现煤炭价格的生成过程。本文基于双边匹配理论，探讨从微观主体的交易意愿出发，在稳定的匹配交易关系中发现客观合理的电煤交易价格。

3 双边匹配理论研究进展

3.1 双边匹配理论的来源

双边匹配是指在决策过程中需要充分考虑匹配主体的满意度要求，通过合理的匹配算法，使双方主体都能达到满意的结果，以形成双方稳定的匹配。双边匹配问题源于Shapley的文章《大学录取与婚姻稳定》，文中提出婚姻匹配和高校学生匹配的决策问题(Gale和Shapley，1962)，该研究是双边匹配思想的开端。Gale和Shapley对男女婚配进行探讨，设有m个女士和n个男士，各自对对方都有一个评价顺序，如何匹配才能达到稳定，并且使双方的满意度最大化，是婚姻匹配研究的重点。

根据Gale和Shapley对婚姻匹配问题的分析，哈佛大学教授Roth最早提出双边匹配的概念(Roth，1985)，Roth于1984年发现了国家居民匹配系统(National Resident Matching Program, NRMP)，找到了稳定配置理论及其算法的现实实用性。接着很多学者开始关注对双边匹配理论的研究，在婚姻匹配研究的基础上，学者们从理论上补充和完善了Gale-Shapley双边匹配算法(Balinski和Ratier，1998；Aldershof和Carducci，1999)，结合实际情况进行了扩展(Gale，2001)。

3.2 双边匹配理论的发展

随着研究的不断发展，对于双边匹配的研究逐渐分化为两个学派。一个是以经济学理论、实验经济学、设计经济理论、博弈论著称的经济学派，以Shapley、Roth、Gale、Sotomayor、Abdulkadiroglu、Abeledo、Alclde和Ehlers等为代表，该学派采用经济学研究方法，对匹配机制设计、匹配算法、匹配的稳定性、匹配双边结构进行了大量研究。另一个学派是管理学派，研究学者主要有Jung、Janssen、Korkmaz、Wong、汪定伟、樊治平、姜艳萍、蒋忠中和冯博等，主要进行双边匹配研究中的定量决策和分析，使用多属性决策分析方法、智能算法、优化建模方法、决策支持系统等工具，研究内容集中在双边匹配的生成、匹配满意度等问题上面，探讨了通过计算机技术信息技术构建决策支持系统。

两大学派从不同角度设计匹配方案，并试图将这一理论扩展以解决市场中的若干相关问题。比如，人力资源管理中的人与组织的匹配研究，金融经济中风险投资商与风险投资项目的匹配研究，商业银行与目标信贷客户的匹配研究，美国医疗体系中肾脏移植捐赠与病人之间的匹配关系研究，农产品供需信息匹配问题研究，企业并购活动中资源匹配、战略匹配和组织匹配等研究。

3.3 电子商务环境下双边匹配问题

在电子商务环境下，基于电子中介撮合的买卖交易问题，是双边匹配问题。随着电子商务的快速发展，网络中介为买卖双方的多属性商品交易提供了新的电子交易平台，学者们对此进行了很多研究。张振华和汪定伟(2005)研究了电子中介中的匹配问题，提出了电子中介处理多属性商品交易时双方的满意度函数，以最大化买卖双方满意度为目标，构建了多个买家和多个卖家交易一件同类商品的多目标匹配优化模型。张振华等(2008)研究了电子中介下的双边匹配问题，给出了买卖双方的满意度计算方法和匹配排序算法，将Gale-Shapley算法从理论上进行了扩展以解决多对多双边匹配问题。蒋忠中等(2011)研究了电子中介中具有模糊信息且需求不可分的多属性商品交易匹配问题，从买卖双方视角提出了新的基于改进模糊信息公理的交易匹配度计算方法。盛莹(2011)以电子中介中买卖双方单数量同类商品交易为研究背景，设计了具有模糊信息的多属性商品交易优化匹配算法。蒋忠中等(2014)设计了基于Prüfer数编码的多目标离散差分进化算法，研究具模糊信息的多数量多属性电子交易匹配问题。

国内大多学者运用系统理论、匹配决策、决策优化、系统优化建模等方法，尽管他们的匹配目标形式各异，但是都直接或间接的遵循“总体满意”这一目标，不一定能够得到稳定解、实现稳定匹配的效果。

4 双边匹配理论在电煤价格生成中的应用展望

在我国电煤价格并轨这一大背景下，煤电双方自主定价、自主交易衔接，面对大量的交易信息，双方如何做出合理的交易选择，如何探寻可参考的电煤交易价格，是煤电企业和政府所关心的问题，而煤电企业的交易选择的过程正是一个双边匹配决策的过程。煤炭企业和发电企业是匹配的双方，电煤为匹配交易对象。设发电企业为B={b1,b2, …,bm}，bi为B中第i个企业；煤炭企业为S={s1,s2,…,sn}，sj为S中第j个企业。发电企业bi对集合S中的煤炭企业具有满意偏好，煤炭企业sj对集合B中的发电企业同样具有满意偏好，双方主体根据满意偏好信息，构建双方各自对对方的偏好排序，依据一定的稳定匹配算法，找到双方的交易匹配结果μ={(b1,sp1), (b2,sp2), (b3,sp3), …, (bm,spn)}，其中{p1,p2, …,pn}为1-n的一个自然数排列。煤电双方的交易匹配问题如图1所示，发电企业bi和煤炭企业sj之间的连线表示有限的两个权值，这两个权值分别代表bi对sj的匹配度和sj对bi的匹配度。发电企业和煤炭企业双方尽量找到自己最希望与之交易的对象，并且达成稳定的匹配。煤电企业双边匹配决策问题见图1。

图1 煤电企业双边匹配决策问题

本文展望将双边匹配理论应用到电煤价格的生成过程中。电煤价格生成基于煤电企业的稳定匹配交易过程，而煤电企业双方匹配交易过程包括匹配属性选取、匹配度计算、匹配模型构建、优化匹配量求解等。基于微观企业的交易意愿以及微观企业对自身交易信息的披露，考虑煤电企业双方在交易过程中涉及的匹配交易指标属性，结合煤电企业交易合同条款、各大有关煤电门户网站以及区域煤炭交易中心的信息披露，选择如下9个匹配交易指标，煤质匹配指标：发热量、全水分、硫分、挥发分、灰分；合同匹配指标：价格、供需量、付款时间、交货期。对于煤炭企业和发电企业，煤质的5个匹配指标属性值是技术部门负责设置的，技术部门把煤质的技术指标和参数设置上报给决策部门。与合同相关的4个匹配指标属性值是由销售部门负责设置的，销售部门把合同相关的指标设置好后上报给决策部门。对于煤电企业的9个匹配交易指标，不同企业对不同的匹配指标属性有不同的要求。根据匹配信息的模糊性以及各匹配指标不同的特点，将匹配指标细分为效益型、成本型和区间型这三类属性，煤电双方对匹配指标进行不同的属性值设置。而电煤属性匹配度是煤电企业双方进行交易选择的依据，是匹配模型中的重要一环，依据匹配度计算双方匹配交易的可能性，然后建立煤电匹配问题的数学模型。以买卖双方匹配度下匹配交易满意度最大化为目标，既考虑匹配发生条件的约束，又要考虑匹配交易量的约束，根据匹配模型求解优化匹配对和相应的匹配交易量，从而推导出电煤市场均衡价格。

在匹配交易平台下，煤电企业根据各自的交易意愿，主动释放或披露交易信息，这一过程影响着微观主体的交易选择，也影响着匹配模型解，最终反映到电煤均衡价格上来。另外，对于不同的市场环境和内外部情景，如电煤供求关系发生变化、电煤进出口环境发生变化、国家对电煤相关政策发生变化等，反应最为敏感的是微观交易主体，煤电企业为了保证自身的利益，在不同的情境下会谨慎调整交易信息和交易选择，这又会及时反映到电煤均衡价格上。双边匹配理论在煤电企业匹配交易和电煤价格生成过程中有很好的应用前景，可以设置电煤供求关系变化、电煤进出口情况变化、资源税改革、环境(碳排放)约束等情景，确立影响电煤价格的主导因素，进一步对其进行情景参数设计，对比煤、电企业的匹配交易选择和交易匹配量，对比不同情境下的电煤均衡价格，从而发现长效合理的电煤价格生成机制。基于双边匹配理论和匹配交易模型，对煤电企业决策和宏观政策运行进行模拟仿真，为煤电企业经营和宏观政策设计提供有效的决策支持，促进煤电中长期稳定匹配交易关系的建立，减少交易成本、提高交易效率。

5 结语

本文分析了电煤价格生成过程中存在的问题，梳理了双边匹配理论的研究进展，将双边匹配理论运用到煤电市场上，拓展了双边匹配理论的应用领域。双边匹配理论旨在为参与交易的双方寻找稳定匹配对象，本文展望了双边匹配理论在电煤价格生成过程中的应用。从煤电双方的交易意愿出发，考虑到市场势力、运输情况、进口情况等约束，推导出微观主体交易选择下的电煤均衡价格，为煤电企业在交易选择上提供价格指导，为煤电企业提供电煤价格生成的参与机制。对于区域性的煤炭交易中心是一个交易功能上补充，使交易中心能够自动撮合煤电双方交易，尽可能满足煤电交易双方不同的交易要求，推动电煤价格的生成过程透明化、规范化、系统化。

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(责任编辑 张大鹏)

Application prospects of two-sided matching theory on generation of electrical coal price in e-commerce environment

Shi Ruyi1, Nie Rui1, Wang Di2, Li Chongmao1

(1.School of Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China； 2.Jiangsu Universities International Energy Policy Research Center, Xuzhou, Jiangsu 221116, China)

The generation of electrical coal price and the stable transaction of coal and electricity companies are becoming research focuses after the unification of electrical coal price in 2013. This paper analyzes the problems of electrical coal price generation, reviews the research progress of two-sided matching theory, and applies the two-sided matching theory to the generation process of electrical coal price. And application prospects are made as follows: proceeding from transaction intentions of coal and electricity companies, the equilibrium price of electrical coal is explored under the stable matching transaction of both sides, which offers coal and electricity companies the participation mechanism of electrical coal price generation to make the generation process of electrical coal price transparent, standardized and systematic; and provides the effective decision support for coal company management and macro policy design to the establishment of stable transaction coal and electricity companies in middle and long term.

electrical coal price, two-sided matching theory, application prospects

国家自然科学基金(71403267，71473250，71273259)，教育部人文社科研究项目(14YJCZH144)，中国博士后科学基金资助项目(2014M551683)，江苏高校国际能源政策研究中心资助项目

时如义，聂锐，王迪等.双边匹配理论在电子商务环境下电煤价格生成中的应用展望[J].中国煤炭，2017，43(3): 10-13，20. Shi Ruyi, Nie Rui, Wang Di, et al. Application prospects of two-sided matching theory on generation of electrical coal price in e-commerce environment [J].China Coal，2017，43(3): 10-13，20.

TD-9

A

时如义(1987-)，男，江苏铜山人，博士研究生，从事煤电价格、煤电交易方面的研究。