政府和施工企业在建筑废弃物资源化管理中的演化博弈研究

2018-08-13胡娅莎马慧民

技术与创新管理 2018年5期

胡娅莎马慧民

摘要：通过建立建筑废弃物资源化利用过程中政府与施工企业的演化博弈模型，并对复制动态方程和演化稳定性的推导分析得到9种不同情况下的政府与施工企业资源化利用行为的策略选择。运用数值仿真演示不同参数变化时对演化结果和演化路径的影响，分析9种因素对策略选择的影响，结果表明增大施工企业资源化利用收益，降低花费成本，增大名誉损失有利于施工企业资源化利用建筑废弃物，增大政府积极监管获得的正向激励，增大政府不作为声誉损失，降低政府监管成本，将会促进政府部门选择积极监督。因此，必须同时针对政府和企业设计合理的激励和约束机制，引导两者向合理的目标迈进。

关键词：演化博弈；建筑废弃物；资源化利用；政府监督；演化路径

中图分类号：F 283 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2018）05-0575-09

Abstract：Through the establishment of evolutionary game model of government and construction enterprises in the process of resource utilization of construction waste，and through the deduction and analysis of replication dynamic equation and evolutionary stability，this paper obtained the strategy selection of government and construction enterprise resource utilization in nine different situations.The influence of nine factors on strategy selection was analyzed by numerical simulation.The results show that increasing the benefit of construction enterprises in resource utilization and reducing the cost and increasing the loss of reputation are beneficial to the construction Utilization of construction waste by enterprises.Increasing the positive incentives the government actively regulates，increasing loss of government reputation and reducing government supervision costs will encourage government departments to choose to actively monitor.Therefore，a reasonable incentive and restraint mechanism for the government and enterprises must be designed to guide the two to a reasonable goal.

Key words：evolutionary game；construction waste；resource utilization；government supervision；evolution path

0 引言

隨着我国城镇化进程的不断推进，建筑拆迁和房屋装修等活动产生的建筑垃圾日益增长，对资源和环境带来了越来越重的压力。大部分建筑垃圾未经处理，就运往郊外或者农村进行露天存放或者直接填埋[1]。建筑废弃物的控制和管理是当今世界的主要问题之一，而建筑废弃物管理仍处于一种不成熟的监管环境中[2-11]。在建筑废弃物的产生到处理过程中，涉及到多个利益主体，施工企业是建筑废弃物产生的责任主体，而政府管理部门是建筑废弃物资源化的责任主体。研究表明，建筑废弃物资源化利用的顺利实施需要各利益主体协调配合、有效联动，形成废弃物资源化利用的闭合回路[12]。

范正国认为建筑废弃物的资源化管理是一个系统工程，涉及到产生，运输，处理和再利用的各个层面，既需要积极的企业行为和市场运作，又需要政府部门的协调统一[13]。王明超和郭强通过分析北京市建筑废弃物的处理现状提出了政府应该通过项目示范，强化管理，大力扶持建筑废弃物资源化再生产和发展，鼓励再生产品的使用[14]。林叶和胡鸣明通过分析建筑废弃物资源回收产业主体之间信息不对称的主要表现，揭示了信息不对称对建筑废弃物资源回收产业造成的不利影响，提出了政府部门在绿色产业发展中的重要作用，应建立和完善建筑废弃物流向监控以及法律法规[15]。叶晓甦和石世英在界定建筑垃圾资源化利益相关者的基础上，结合对重庆的实证调研信息，运用成本效益分析法分析核算利益相关者在建筑垃圾不同处置方式的成本和效益。结果表明：资源化是政府和社会公众获得较大净收益的处置方式[16]。胡鸣明和何琼以重庆为例，通过专家访谈和实地调研，对4种典型的建筑垃圾处理路线的直接成本和外部成本进行测算，结果表明：现场资源化成本最低，将成为未来建筑垃圾处理的方向。当前建筑垃圾管理转型的成败，取决于严格执法和资源化市场是否到位[17]。刘景矿以广州市为例，建立了建筑废弃物管理成本-效益分析的一种系统动力学模型，并分别从承包商和社会的角度对建筑废弃物全过程处理的成本和收益进行分析，仿真模拟经济补贴和罚款正反2种经济措施对承包商和社会的成本收益影响，提出了我国政府应采取“罚，补”相结合的策略，有针对处理建筑废弃物管理问题[18]。杨香传通过对城市固体废弃物物流运营的问题进行描述，建立政府、企业、社会民众的三方博弈模型，讨论其利益均衡关系[19]。袁红平基于演化博弈论建立模型，分析了在政府干预和政府不干预的情况下，建筑废弃物资源化中施工企业与建材生产企业的决策演化过程及稳定策略，发现双方合作的力度对政府干预政策的依赖度较大[20]。

建筑废弃物的资源化管理是一个复杂的系统工程，需要政府监管部门和施工企业的协调配合。但现有的文献只是针对建筑废弃物的回收处理现状进行少量的调研或者对于施工企业以及政府部门单独进行研究，并未对施工企业和政府将部门的交互行为进行研究；施工企业和政府监管部门都仅仅具有有限理性，未来自身利益的最大化会选择利我的行为，行为的选择会导致整个系统朝着不同的均衡状态演化[21]。鉴于此，文中通过构建政府监管部门与施工企业的演化博弈模型，分析资源化利用过程中政府监管部门和施工企业的策略选择和决策演化。

1 模型构建

模型构建涉及到2个有限理性的博弈方：政府监管部门群体和施工企业群体。每次博弈都是政府监管部门和施工企业中随机挑选一个成员进行策略选择，假设施工企业群体的行动集为（实施建筑废弃物资源化利用，直接填埋），政府监管部门群体的行动集为（积极监督，消极监督）。

假设1：采取积极监督措施的政府监管部门的比例为x，采取消极监督的政府监管部门比例为1-x；实施建筑废弃物资源化利用的施工企业的比例为y，将建筑废弃物进行直接填埋的施工企业的比例为1-y.施工企业实施资源化利用需要更新设备进行分类分拣废弃物所花费的成本为C1，施工企业直接进行填埋花费的人力成本为C2，施工企业直接填埋或者露天存放将会引起民众的不满，因此遭受到声誉的损失为F2，施工企业实施资源化利用将会获得收益，收益包括通过分类分拣获得的可二次利用的废料设为r.

假设2：如果政府选择积极监管，则施工企业直接填埋建筑废弃物造成环境污染一定会被政府监管机构查出，违法的施工企业需要缴纳罚金F1，选择积极监管的政府部门就会获得上级部门的正向激励以及民众对于政府工作的认可S，政府部门选择监管还将花费监管成本为CS，如果施工企业选择实施建筑废弃物资源化利用策略，政府将给予实施资源化利用的企业奖励U，同时施工企业通过实施建筑废弃物资源化利用，政府还将获得额外的环境效益S1.

假设3：如果政府选择消极监管，则施工企业选择直接填埋建筑废弃物造成环境污染将不会被政府部门查出，但是政府部门选择不监督将会得到来自社会大众的负面评价为S2，S2包括民众对政府部门的信任。

基于以上假设。政府部门的收益为：当政府选择监督，施工企业选择资源化利用时政府将给予奖励，此时政府的收益为S+S1-U-CS，当政府选择监督，施工企业直接填埋废弃物被政府监督机构查出并且缴纳罚金，此时政府的收益S+F1-CS，当政府选择不监督，施工企业选择资源化利用时，政府收益为S1-S2，施工企业选择直接填埋时，政府收益为-S2.施工企业的收益为：当政府选择监督，施工企业选择资源化利用时，施工企业将会获得政府的奖励，此时施工企业的收益为r-C1+U，当政府选择监督，施工企业直接填埋，施工企业将会受到政府的惩罚以及名誉的损失，此时施工企业的收益为-C2-F1-F2.当政府选择不监督时，选择资源化利用的施工企业收益为r-C1.当政府选择不监督时，选择直接填埋的施工企业会引起民众的不满遭受声誉的损失，此时施工企业收益为-C2-F2.

综上，可以得到政府官员和施工企业在不同行为选择下的收益矩阵见表1.

2 结果讨论

下面运用Matlab进行演化仿真研究，进一步分析不同参数取值变化下政府部门和施工企业的策略选择 1）当S+F1-CS<-S2且-C2-F1-F2>r-C1+U时，系统有演化稳定策略ESS为（0，0）对应的演化稳定策略为（政府消极监管，施工企业直接填埋建筑废弃物），假设S=0.5，S1=0.5，F1=0.5，CS=3，S2=1，F2=0.5，C1=4，r=0.5，U=0.5，C2=0.5仿真得到图1以及图2.①在政府方面，当施工企业选择直接填埋或者资源化利用时，政府选择积极监督的收益部门小于政府部门不监督的收益；②在企业方面，无论政府积极监督或消极监督，施工企业选择直接填埋建筑废弃物的收益大于施工企业资源化利用的收益。政府部门的行为将会趋于消极监管，选择消极监管对于政府部门来说是成本最低的选择，施工企业直接填埋建筑废弃物受到的惩罚和损失很小，因此政府选择消极监管，施工企业选择直接填埋建筑废弃物。

2）当S+F1-CS<-S2且-C2-F1-F2r-C1时，系统演化稳定策略ESS为（0，0）对应的演化稳定策略为（政府消极监管，施工企业直接填埋建筑废弃物），假设

S=0.5，S1=0.5，F1=1，CS=3，S2=1，F2=2，C1=4，r=0.5，U=0.5，C2=0.5仿真得到图3以及图4.①在政府部门方面，无论施工企业选择直接填埋或者资源化利用时，政府部门选择积极监督的收益小于政府部门消极监督的收益，因此政府部门将会选择消极监督；②在施工企業方面，由于政府选择趋于消极监督，施工企业在政府选择消极监督时，直接填埋建筑废弃物的收益大于施工企业资源化利用的收益，因此施工企业选择直接填埋建筑废弃物。政府部门由于收益小而趋于监管失职，施工企业受到的名誉和政府的惩罚较大选择直接填埋建筑废弃物。

仿真得到图5以及图6.①在政府部门方面，无论施工企业选择资源化利用还是直接填埋，政府部门选择积极监督的收益小于政府部门消极监督的收益，因此政府部门将会选择消极监督；②在企业方面，无论政府积极监督还是消极监督，施工企业选择资源化利用建筑废弃物的收益大于施工企业直接填埋的收益。政府由于激励收益较小选择消极监管，施工企业由于直接填埋造成环境破坏，名誉受到严重的损失，影响施工企业的形象，虽然政府部门选择消极监管，但是施工企业仍全部趋于资源化利用建筑废弃物，这说明当施工企业对环境造成破坏造成负面评价时，即便政府部门不监督，施工企业也会选择对建筑废弃物进行处置和利用。

仿真得到图7以及图8.①在企业方面，无论政府选择积极监督还是消极监督，施工企业资源化收益大于施工企业直接填埋收益，因此施工企业选择资源化利用建筑废弃物；②在政府部门方面，由于施工企业选择资源化利用废弃物，此时政府选择积极监督的收益小于政府消极监督的收益。虽然政府获得的激励收益要比第三种情况要大，但政府由于激励资源化利用的施工企业仍需要花费较多费用因此选择趋于消极监督，施工企业由于名誉上的严重受损选择资源化利用建筑废弃物减少对环境的破坏。

仿真得到图11以及图12.①在政府方面，无论施工企业选择资源化利用或者直接填埋，政府积极监督的收益大于政府消极监督的收益，政府部门将会选择积极监督；②在企业方面，无论政府积极监管还是消极监管，施工企业直接填埋的收益大于施工企业资源化利用收益。企业由于遭受的惩罚较小而资源化利用所需成本较大，选择直接填埋建筑废弃物。政府在考虑企业的选择后更趋于积极监管，以罚款和奖励的形式鼓励企业选择资源化利用。

仿真得到图13以及图14.①在政府部门方面，无论施工企业资源化利用或直接填埋，政府部门选择积极监督的收益大于消极监督的收益，政府部门将会选择积极监督；②在企业方面，当政府部门选择积极监督时，施工企業直接填埋建筑废弃物的收益小于资源化利用的收益，施工企业将会选择资源化利用废弃物。由于政府惩罚和来自公众的名誉损失过大，选择直接填埋的施工企业将趋于选择资源化利用而政府部门将由于获得上级奖励较大而趋于积极监管，这意味着面对政府对资源化利用的积极鼓励和民众对直接填埋废弃物造成环境破坏的反对，施工企业必然会选择资源化利用。

仿真得到图15以及图16.

①在政府部门方面，无论施工企业资源化利用或直接填埋，政府部门选择积极监督收益大于消极监督的收益，政府部门将会选择积极监督；②在企业方面，无论政府积极监督还是消极监督，施工企业直接填埋的收益小于资源化利用的收益，施工企业都会选择资源化利用。施工企业由于直接填埋造成环境破坏，名誉受到严重的损失，影响施工企业的形象，将会选择资源化利用。

仿真得到图17以及图18.①在企业方面，政府积极监督时，施工企业资源化利用建筑废弃物的收益大于直接填埋的收益，施工企业将会选择资源化利用，政府消极监督时，施工企业选择直接填埋；②在政府方面，施工企业资源化利用时，政府消极监督的收益大于政府积极监督的收益，因此政府选择消极监督。施工企业直接填埋时，政府选择积极监督。此时，政府和施工企业都处于周期动荡状态，不存在一个稳定的策略。最初，政府选择积极监管，施工企业考虑到政府积极鼓励资源化利用，并考虑到直接填埋会遭受公众指责，对环境造成损害还会遭受政府惩罚，因此企业选择资源化利用，政府选择消极监管时，施工企业因为政府消极监管，存在侥幸心理，将会选择直接填埋。临界值x*=r-C1+C2+F2U+F1，y*=S+F1-CS+S2U+F1.将进化博弈相位图划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ4个区域，初始状态落在区域Ⅰ时，博弈收敛于（0，0），初始状态落在区域Ⅱ时，博弈收敛于（0，1），初始状态落在区域Ⅲ时，博弈收敛于（1，0），初始状态落在区域Ⅳ时，博弈收敛于（1，1）。区域Ⅲ和Ⅳ的面积越大，政府倾向于选择监督；区域Ⅱ和Ⅳ的面积越大，企业倾向于资源化利用。

应尽量降低x*的值，以增大区域Ⅱ和Ⅳ的面积。增大施工企业资源化利用收益r，降低施工企业资源化利用花费成本C1，增加C2，增加施工企业奖励U，增加施工企业直接填埋建筑废弃物造成的环境损失惩罚F1，增加施工企业直接填埋名誉损失F2，都有利于π1=r-C1+U+C2+F1+F2>0.增大r，降低C1，增加C2，增加F2，都有利于降低x*的值。可见，施工企业资源化收益越高，花费成本越低，施工企业直接填埋的成本越高，将会促进施工企业向资源化利用方向演化；政府在一定程度上给予资源化利用企业奖励，并对直接填埋的企业进行惩罚，以及施工企业直接填埋环境受损越大，将会促进施工企业向资源化利用方向演化。

4 结语

文中在有限理性条件下，将演化博弈方法运用到建筑废弃物资源化管理过程中，通过建立政府与施工企业的演化博弈模型，通过求解复制动态方程和演化稳定策略，并进行仿真分析了政府监管行为与企业资源化利用行为的演化过程，研究结果表明在政府与施工企业的博弈过程中，对于政府来说，提高施工企业直接填埋造成环境污染的罚款力度是有效的措施，从源头上解决建筑废弃物直接填埋或者露天存放造成的环境污染问题。通过提高政府积极监管获得的奖励以及加强对于环境政府部门执法的技术支持，来降低政府积极监管花费的成本也有利于政府积极监管。由于信息不对称，企业对于资源化废弃物带来的潜在收益可能没有充分的认识，政府可以加大宣传资源化利用废弃物节约成本，保护环境的重要意义。

对于企业来说，如果政府提高对于施工企业资源化利用建筑废弃物的补贴和奖励以及施工企业资源化利用获得的收益远远高于更新设备花费的成本时，施工企业选择资源化利用的积极性将会大大提高，并且施工企业能认识到进行资源化利用有更高的利润空间时，施工企业将会自发选择资源化利用建筑废弃物。

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