基于博弈论的锂电池航空运输安全监管分析

文军 纪超

摘  要 运用博弈论构建政府监管部门与锂电池航空运输企业间的博弈模型，分析了二者之间的博弈关系，并给出了锂电池航空运输安全监管博弈模型混合策略纳什均衡的求解与分析。提出政府应持续加强监管力度，加大对锂电池航空运输企业发生安全事故的处罚力度，完善锂电池航空运输安全监管体系建设，加强各种激励措施等建议。

关键词：[HTK]航空运输  安全监管  博弈  纳什均衡

民航“十三五”规划强调，要健全安全法规标准体系、创新安全管理机制、加强监管队伍建设、改进监管模式和手段以确保航空持续安全＼[1＼]。近年来，作为特种货物运输的锂电池航空运输需求日益旺盛，一旦发生安全事故将会对人民生命财产安全、社会经济造成不可挽回的损失＼[2＼]。深入探究政府监管部门与锂电池航空运输企业间复杂的博弈关系，建立博弈模型并通过对纳什均衡的求解与分析，提出和完善合理的监管策略和监管体系，对确保航空运输持续安全具有重要的意义。

一、锂电池航空运输安全监管体系

锂电池航空运输安全监管体系由中国民用航空局及下设运输司、民航各地区管理局及下设运输处、民航各地方监管局及下设运输处以及中国民航危险品运输管理中心组成＼[3＼]。在具体工作落实中，民航局以委托人的身份委托地区管理局对锂电池航空运输进行监管，地区管理局及地方监管局在这里充当代理人的角色对其辖区内的锂电池航空运输进行监管＼[4＼]。分析锂电池航空运输企业与政府之间的博弈关系，解决两者之间博弈均衡问题，需要理清其内在的博弈机理＼[6＼]，合理构建安全监管博弈模型，科学地分析模型结构及均衡解，以便探讨各影响因素对博弈参与人策略选择的影响方式及意义。

二、锂电池航空运输安全监管博弈模型

（一）模型的假设与构建

假设模型中有两个参与人：一个是政府，代表社会福利最大化，另一个锂电池航空运输企业，追求企业自身利益最大化。模型设定政府与企业为监管与被监管关系，内部委托代理关系忽略不计，即政府实施监管的行动准则为社会福利最大化，监管锂电池航空运输企业在运输锂电池的过程中的操作规范，以期规避可能出现的安全事故;企业为追求利益最大化可能存在违规操作，可能导致锂电池航空运输安全事故。

假设模型中企业可选择的策略集合为[BF]A1=安全运输，不安全运输[BFQ]，政府可选择的策略集合[BF]A2=监管，不监管[BFQ]。并且假设模型中参与人双方获取的信息是完全信息，即双方互相了解彼此的行动准则。此时构建锂电池航空运输安全监管中政府与锂电池航空运输企业的博弈模型，如图1所示。

假设政府选择对企业进行安全运输的监管概率为[BF]θ[BFQ]，不监管的概率为[BF]1-θ[BFQ];企业进行安全运输的概率为[BF]λ[BFQ]，不安全运输的概率为[BF]1-λ[BFQ]。

政府監管的支付假设如下：政府对锂电池航空运输企业进行安全监管的成本为[BF]C[BFQ]，政府能从安全运输中获益为[BF]L[BFQ]，政府在企业安全运输时执行监管的收益即为[BF]L-C[BFQ]。如果企业发生锂电池航空运输安全事故，政府善后工作须付出的成本为[BF]H[BFQ]。本模型中假定锂电池航空运输企业没有进行安全运输必然导致安全事故发生＼[5＼]。

企业的支付假设为：企业为保障安全运输的安全投入为[BF]a[BFQ]，当企业进行安全运输时的收入为[BF]W[BFQ]。当企业没有进行安全运输时，其收入为[BF]G[BFQ]，显然[BF]G>W[BFQ]，此时若企业被政府监管查到不安全运输将会受到罚款，政府对企业的罚款为[BF]T[BFQ]。

基于上述假设，可构建锂电池航空运输安全监管博弈收益矩阵，如表1所示。

在上述博弈模型中，假定[BF]CL+H+T[BFQ]的可能性不大，因为即使[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]很小，政府可以加大处罚力度[BF]T[BFQ]，从而使得[BF]C

（二）博弈模型的求解

锂电池航空运输安全监管博弈模型属于混合策略纳什均衡，在实际的运输过程中企业为追求收益最大化会减少安全成本的投入、进行违章运输，这便和政府监管部门形成了严格竞争的博弈关系。如果政府选择对企业进行监管，企业便会选择安全运输;若企业安全运输，政府就会选择不监管;如果政府选择不监管，企业便会选择不安全运输;若企业不安全运输，政府便会选择对其进行监管，如此循环。

此时政府监管与不监管的期望收益分别为[BF]πθ[BFQ]、[BF]π1-θ[BFQ]，见式（1）（2）：

[BF]πθ=λ（L-C）+（1-λ）（L-C+T）[BFQ][JY]（1）

[BF]π1-θ=λL+（1-λ）（-H）[BFQ][JY]（2）

同理可得企业安全运输与不安全运输的期望收益分别为[BF]πλ[BFQ]、[BF]π1-λ[BFQ]，见式（3）（4）：

[BF]πλ=θ（W-a）+（1-θ）（W-a）[BFQ][JY]（3）

[BF]π1-λ=θ（G-T）+（1-θ）G[BFQ][JY]（4）

令[BF]πθ=π1-θ[BFQ]，[BF]πλ=π1-λ[BFQ]可得出混合战略纳什均衡为[BF]（λ，θ）[BFQ]，见式（5）：

λ=1-CL+T+Hθ=G-W+aT[BFQ][JY]（5）

（三）模型分析与讨论

通过对以上博弈模型的均衡分析，可得出以下命题并给予证明。

命题1：当政府从锂电池航空运输中受益越大，或者锂电池航空运输事故中受到的损失越大，则锂电池航空运输企业进行安全运输的可能性越大。

证明：当政府从锂电池航空运输中受益越大，或者锂电池航空运输事故中受到的损失越大，即[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]越大，根据混合策略纳什均衡，给定[BF]λ[BFQ]，分别求[BF]L[BFQ]和[BF]H[BFQ]的偏导，见式（6）：

[BF][BF]λL=C（L+H+T）2λH=C（L+H+T）2[BFQ][JY]（6）[BFQ]

由[BF]λL>0[BFQ]，[BF]λH>0[BFQ]得[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]越大，[BF]λ[BFQ]越大，此時企业进行安全运输的概率便越大。

命题2：加大对企业不安全运输的处罚力度，既可以降低政府的监管必要性，又可以使企业进行安全运输的可能性大大增加。

证明：加大对企业不安全运输的处罚力度，即[BF]T[BFQ]增大，根据混合策略纳什均衡，分别对[BF]T[BFQ]求偏导，见式（7）：

[BF]λT=C（L+H+T）2θT=G-W+aT2[BFQ][JY]（7）

由[BF]λT>0[BFQ]，[BF]θT<0[BFQ]得[BF]T[BFQ]越大，[BF]λ[BFQ]越大而[BF]θ[BFQ]越小，即政府监管的必要性降低，同时企业更可能倾向于安全运输。

命题3：当企业不安全运输的收益与安全运输的收益差额越大，政府越应该加强对企业安全运输的监管。

证明：企业不安全运输与安全运输的收益差越大，即[BF]G-W[BFQ]越大，此时对[BF]（G-W）[BFQ]求偏导，见式（8）：

[BF]θ（G-W）=1T[BFQ][JY]（8）

由[BF]θ（G-W）>0[BFQ]可知，在给定[BF]T[BFQ]时，[BF]G-W[BFQ]越大，[BF]θ[BFQ]越大，此时就越应该加强政府对企业的运输监管。

命题4：企业在安全运输上投入的成本越大，则政府越有必要对企业进行监管。

证明：企业在安全运输上的投入越大，即[BF]a[BFQ]越大，此时对[BF]a[BFQ]求偏导，见式（9）：

[BF]θa=1T[BFQ][JY]（9）

由[BF]θa>0[BFQ]可知，在[BF]T[BFQ]一定时，[BF]a[BFQ]越大，[BF]θ[BFQ]越大，即政府对企业的监管越有必要。

三、结论与建议

（一）强化监管力度，提高处理标准

随着航空运输业的高速发展，危险品的需求量日益增长，锂电池航空运输总量占危险品运输总量的绝大部分，一旦发生安全事故将会对社会造成不可挽回的损失。不仅企业要重视安全运输，政府更应加强对锂电池航空运输企业的监管力度，严查企业违规操作，及时消除可能存在的安全隐患。同时，只有企业真正意识到违规进行锂电池航空运输以及存在安全隐患带来的严重后果，才可能积极主动进行安全运输，政府需要加大处罚力度，这样可迫使和引导锂电池航空运输企业对事故隐患自查自纠，消除事故隐患。

（二）完善监管体系，引入激励措施

要完善监管体系，加打执法力度，定期自查与纠正体系内不合理设置，在全面排查锂电池航空运输安全事故隐患状况的基础上，重点查处事故隐患引发事故概率高的企业。对于这类企业，政府监管部门必须下令限期整改并监督实际工作。此外，政府监管部门应加强各种激励措施，引导锂电池航空运输企业主动增强自身安全投入动力。明确的奖惩机制有利于规避风险、实现双方共赢，如对于注重安全运输机制建立与实施的企业，可对其给予适度奖励措施，这样既激励了锂电池航空运输企业自发地进行安全投入，也可以使政府监管具有针对性，提高政府监管的效率。

参考文献：

＼[1＼][ZK（#]中国民航局中国民用航空发展第十三个五年规划（2016）＼[EB/OL＼]http：//wwwcaacgovcn/XXGK/XXGK/ZCFB/201702/t20170215_42525html，2017-02-15

＼[2＼]郭勤锂电池航空运输事故因素分析及预测＼[D＼]天津：中国民航大学，2016

＼[3＼]中国民航局运输司中国民航局运输司机构职责＼[EB/OL＼]http：//wwwcaacgovcn/dev/yshs/，2010-03-19

＼[4＼]中国民航局航空货运销售代理人服务规范＼[EB/OL＼]http：//wwwcataorgcn/GFBZ/HYBZ/，2010-03-19

＼[5＼]文军航空运输安全监管的博弈分析＼[J＼]中国安全科学学报，2008（03）

＼[6＼]王桂山，王永刚，杜珺危险品航空安全运输管理系统的探讨＼[J＼]中国安全生产科学技术，2006（05）[ZK）]

〔本文系国家级大学生创新创业训练计划项目“基于博弈论的锂电池航空运输安全监管博弈分析”（项目编号：S201910624232）阶段性成果〕

〔文军、纪超（通讯作者），中国民用航空飞行学院〕