地方政府与物流企业在低碳技术创新中的演化博弈分析

肖林功

摘要：基于物流企业低碳发展需要，构建了地方政府与物流企业行为选择演化博弈模型，并对模型均衡点的局部稳定性进行分析，通过数值仿真模拟了物流企业低碳技术创新的动态演化过程，分析影响物流企业低碳技术创新的主要因素。研究结果表明：物流企业处罚罚款和低碳技术创新成本，地方政府监管成本、罚款收益与创新补贴均影响地方政府与物流企业行为选择演化稳定策略。

Abstract： Based on low carbon logistics enterprise development needs， build a evolutionary game model and logistics enterprise behavior of local government， and local stability of equilibrium model is analyzed， through numerical simulation the dynamic evolution process of low carbon logistics enterprise technology innovation， analyses the main factors affecting logistics enterprise low carbon technology innovation. The results show that the penalties and fines of logistics enterprises and the innovation costs of low-carbon technologies， as well as the regulatory costs， penalty benefits and innovation subsidies of local governments all affect the evolution and stability of the behavioral choices of local governments and logistics enterprises.

关键词： 物流企业;地方政府;低碳技术创新;演化博弈

0  引言

我国物流业作为新兴的第三产业，拥有广阔的市场，但随着物流量的增加，各环节的碳排放量也相应的越来越大，进而使得物流对生态环境的影响也愈发显著。随着低碳经济的发展，物流企业实现低碳技术创新在促进国民经济发展和实现节能减排目标中发挥着重要作用。

低碳技术创新是指以减轻或消除生态环境污染、节约资源和能源、保护环境为目的，遵循生态经济自身发展规律进行的技术创新行为[1，2]。低碳技术创新建立在维护生态环境和可持续发展的基础上，符合和谐社会发展的要求和人类生存发展的利益，代表未来物流发展的方向和趋势。实行低碳技术创新是提高能源利用率进而实现节能减排目标的根本途径[3]。企业如何将低碳政策带来的成本挑战转化为低碳技术的提升过程，进而提高低碳经济效益与市场竞争力，实施低碳技术创新战略在此机遇转变过程中尤为重要[4]。

文章基于演化博弈理论，构建地方政府与物流企业演化博弈模型，分析低碳经济下地方政府与物流企业行为策略选择，并通过仿真分析物流企业进行低碳技术创新的影响因素，提出促进物流企业低碳技术创新和政府规制的建议，为物流企业低碳发展提供理论依据。

1  模型假设及构建

1.1 基本假设

假设1：博弈双方参与者为地方政府和物流企业，双方都是理性决策者，以追求自身利益最大化为最终目标。地方政府行为策略有两种，即对物流企业低碳技术创新行为选择监管和不监管。物流企业的行为策略有两种，即进行低碳技术创新和不进行低碳技术创新。

假设2：设物流企业进行低碳技术创新获得的基本收益为E1，按照传统生产方式获得的基本收益为E1;当物流企业进行低碳技术创新需付出新的机器设备引进和低碳技术研发的成本[5]，设物流企业进行低碳技术创新投入的总成本为C1，政府对物流企业低碳技术创新补贴为T。当物流企业不进行低碳技术创新时，需要向地方政府支付的罚款为F1，物流企业按照传统生產方式的成本为C1，其中C1>C1。

假设3：设政府对物流企业低碳技术创新进行监管，则政府监管付出的成本为C2，政府对物流企业低碳技术创新行为不监管，物流企业按照传统生产方式时，政府需要承担污染治理费用为f，同时对物流企业不进行低碳技术创新行为进行处罚，地方政府获得的罚款收益为F2。物流企业进行低碳生产时，环境的改善能带动整个社会福利的提高[6]，地方政府能够获得潜在社会收益，设地方政府潜在社会收益为E2。

假设4：在双方博弈过程中，假设地方政府选择监管策略的比例x，选择不监管策略的比例为1-x，物流企业选择进行低碳技术创新策略的比例为y，选择不进行低碳技术创新的比例为1-y;其中0？燮x，y？燮1。

1.2 演化博弈模型构建

基于上述假设，构建了地方政府和物流企业间演化博弈支付矩阵，见表1。

1.3 演化博弈模型稳定性分析

设物流企业选择“进行”低碳技术创新策略的期望收益为U1，选择“不进行”低碳技术创新策略的期望收益为U2，平均期望收益为■，则有：

结论1：在情形（1）下，即F2-C2>0，E1-E1-C1+C1>0时，系统（L）演化稳定均衡点为（0，1），表示地方政府选择不监管物流企业低碳技术创新行为，物流企业选择进行低碳技术创新（见表2）。E1-C1表示物流企业选择进行低碳技术创新的净收益，E1-C1表示物流企业不进行低碳技术创新的净收益。当物流企业选择进行低碳技术创新的净收益大于不进行低碳技术创新的净收益，且地方政府获得的罚金收益大于其监管成本时，物流企业选择进行低碳技术创新，政府选择不监管是系统演化稳定策略（ESS）。

结论2：在情形（2）下，即F2-C2>0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0时，系统（L）演化稳定均衡点为（1，0），表示地方政府选择监管物流企业低碳技术创新行为，物流企业选择不进行低碳技术创新（见表2）。物流企业选择低碳技术创新策略会产生负的净收益，为避免利益受损，最终不选择进行低碳技术创新。

结论3：在情形（3）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1>0时，物流企业选择进行低碳技术创新的净收益大于0，同时地方政府获得的罚金收益小于其监管成本时， （0，1）为系统（L） 演化稳定均衡点（见表2）。政府选择不监管，物流企业选择进行低碳技术创新是系统演化稳定策略（ESS）。

结论4：在情形（4）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1>0时，地方政府获得的罚金收益小于其监管成本，物流企业进行低碳技术创新的净收益小于0，物流企业受到处罚罚款与获得政府补贴之和大于物流企业进行低碳技术创新的净收益，系统（L）演化稳定均衡点为 （0，0）（见表2），表示政府选择不监管物流企业低碳技术创新行为，物流企业不进行低碳技术创新。

结论5：在情形（5）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0时，系统（L）演化稳定均衡点为 （0，0）（见表2），物流企业受到处罚罚款，获得政府补贴与进行低碳技术创新的净收益为正，政府选择不监管物流企业低碳技术创新行为，物流企业不进行低碳技术创新。

2  数值仿真

上述利用演化博弈理论分析了地方政府与物流企业在不同情形下的行为策略选择，为进一步探究不同政府监管强度，企业参与程度，处罚罚款及政府补贴下，地方政府与物流企业行为策略演化稳定性，运用MATLAB对地方政府和物流企业行为策略的动态演化过程进行仿真分析。

情形（1）：当F2-C2>0，E1-E1-C1+C1>0时，系统（L）演化稳定均衡点为 （0，1）。对各参数分别进行取值E1=1，E1=0.5，F1=0.3，F2=0.3，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.2，T=0.1，地方政府与物流企业的动态演化趋势如图1所示。随着演化迭代次数的增加，地方政府选择监管策略的比例越小，物流企业选择进行低碳技术创新的比例越大。当物流企业进行低碳技术创新的收益大于不进行低碳技术创新的收益时，即使政府不监管，物流企业也趋向于选择低碳技术创新。

情形（2）：当F2-C2>0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0时，系统（L） 演化稳定均衡点为（1，0）。对各参数分别进行取值E1=0.4，E1=0.5，F1=0.3，F2=0.3，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.2，T=0.1，地方政府与物流企业的动态演化趋势如图2所示。地方政府获得的罚款收益大于其监管成本时，地方政府趋向于选择监管策略。物流企业进行低碳技术创新获得负收益，即使地方政府选择加强监管并对物流企业罚款与补偿，不足弥补物流企业损失，物流企业仍不进行低碳技术创新。

情形（3）：当F2-C2<0，E1-E1-C1+C1>0时，系统（L） 演化稳定均衡点为（0，1）。对各参数分别进行取值E1=1，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.1，地方政府与物流企业的动态演化趋势如图3所示。地方政府获得罚款收益小于其监管成本，地方政府最终选择不监管。物流企业进行低碳技术创新能够长久获得净利润，物流企业将趋向于选择低碳技术创新。

情形（4）：当F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1>0时，系统（L）演化稳定均衡点为（0，0）。对各参数分别进行取值E1=0.4，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.4，地方政府与物流企业的动态演化趋势如图4所示。地方政府获得罚款收益小于其监管成本，物流企业选择进行低碳技术创新将获得负收益，政府通过补贴弥补企业部分受损利润，但增加了政府负担，地方政府最终选择不监管，物流企业选择不创新。

情形（5）：当F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0时，系统（L）演化稳定均衡点为（0，0）。对各参数分别进行取值 E1=0.4，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.1，地方政府与物流企业的动态演化趋势如图5所示。地方政府获得罚款收益小于其监管成本，物流企业选择进行低碳技术创新将获得负收益，政府补贴不足弥补企业受损利润。地方政府最终选择不监管，物流企业选择不创新。

3  结论及建议

基于演化博弈理论，构建地方政府与物流企业行为选择的演化博弈模型，并通过数值仿真模拟不同情形下政企行为选择的演化过程。研究结果表明：

①地方政府监管成本、罚款收益与创新补贴，物流企业处罚罚款和低碳技术创新成本都影响着双方之间行为选择的演化稳定策略。当物流企业选择进行低碳技术创新的净收益为正时都会选择进行低碳技术创新。②当物流企业获得净收益为负，即使政府进行补贴仍不能弥补受损的利润，物流企业选择不进行低碳技术创新。此时，政府对物流企业进行处罚获得的罚金收益远大于其监管成本，地方政府会选择监管策略。③当地方政府对物流企业所处罚金小于其监管成本时，地方政府对物流低碳技术创新进行补贴仍不能弥补企业受损利润，地方政府选择不监管，物流企业选择不进行低碳技术创新。当地方政府不监管，物流企业不受惩罚，物流企业进行低碳技術创新通过政府补贴获得正收益，从长远来看，其收益小于不进行低碳技术创新获得的收益，物流企业选择不进行低碳技术创新策略。

基于以上结论，给出如下建议：

①物流企业低碳技术创新成本是物流企业进行低碳技术创新的重要阻碍，物流企业应加大科研投入提升低碳技术创新能力，并与高校、研发机构加强合作，与同行业间协同创新降低低碳生产成本。②地方政府补贴影响着物流企业低碳技术创新策略选择。政府应加强对物流企业低碳技术创新的补贴力度并与惩罚相结合，激励物流企业低碳技术研发，选择低碳技术创新。③地方政府是否对物流企业进行监管，主要取决于地方政府监管成本和罚款收益。地方政府应通过多种途径降低监管成本，如市民监督、网络监督等，并加强对不选择低碳技术创新物流企业的处罚力度。

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