基于随机Petri网的邻避冲突演化过程模型及情景仿真分析——以垃圾焚烧发电厂为例

全雄伟, 左高山

(1.中南大学 商学院,湖南 长沙 410083; 2.中南大学 公共管理学院,湖南 长沙 410083)

0 引言

近年来，随着我国城镇化进程的不断推进，城市人口规模迅速增长，由此也催生了一大批公共基础设施的建设需求，以解决因城镇化发展及人口增长所产生的各种生活问题。而在这些公共基础设施的选址与建设当中，有相当一部分的设施存有一个共同的特征，那就是这类设施能够带来整体的社会福利，但是却会产生一定的负外部性[1]，也就是说这些设施提供的产品或服务，对于整个区域的社会经济发展会带来积极的作用，但同时也会对其附近的居民造成损害，产生令人不适的负面影响[2]，如垃圾焚烧发电厂、垃圾中转站、变电站、大型化工厂等。尽管人们普遍认识到这类公共基础设施的必要性，但寻找这些设施的建设地点却变得极为困难[3]，除了严格的工程标准之外，很重要的一个障碍就是受到来自当地居民的反对，这一现象也被称之为“邻避”现象[4]，而居民所极力反对的这一类设施也被统称为“邻避设施”。当前我国已进入“环境敏感期”[5]，对“邻避设施”进行抵制而形成的冲突事件也日渐增多[6]，甚至有学者认为我国已进入“邻避时代”[7]。可以说，对于这一类设施选址的真正问题也许并不在于周边居民会对该类设施持何种态度，而是政府是否可以采取有效措施来缓解存在的或即将产生的反对意见。因此，科学地识别与理解该类冲突事件的主要影响因素及其演化过程，以有效应对与减少冲突可能给社会造成的不良影响就具有重要的现实意义。

关于邻避冲突演化过程的影响因素研究，Leroy & Nadler[8]的研究表明，许多邻避冲突都与错误的选址决策程序有关。Nieves et al[9]分析认为公平问题一直是选址冲突发生的驱动力。其外，还有大量的研究表明，公众之所以会反对设施的建设，主要的原因在于当地居民对于这类设施的风险感知以及对负责机构的信任[10,11]。我国学者张乐和童星[12]分别从个体层面和群体层面分析了邻避行动及其产生的原因，结果表明不同类型的邻避行动有着迥异的生成机制。杨槿和朱竑[13]以番禺垃圾焚烧发电厂选址为例，从空间距离和居民社会经济特征对邻避冲突的影响因素进行了研究。李珍珍和马奔[14]从公民参与缺失、生活环境风险、资产风险以及心理因素出发对引发邻避冲突的原因进行了研究。高军波等[15]认为邻避主义的产生并非仅仅出自私心，还在于对房产价值、个人安全以及社区宁适性受到威胁的担扰，其成因可概括为心理因素、经济因素、信任危机以及公平公正问题。刘智勇等[16]从公众风险认知视角对邻避冲突产生的原因进行了研究，结果表明公众对邻避风险的认知与实际风险存在偏差，这种偏差及对应的风险行为选择是邻避冲突事件发生的重要原因。晏永刚等[17]从行为主体视角对我国邻避冲突的影响因素进行分析，结果表明影响冲突产生的因素是多方面的。

综上所述，当前的研究成果使我们对于邻避冲突演化过程的成因有了一定的认识，但也不难发现，当前的研究缺乏对整个冲突演化过程的结构和动态行为的把握，无法从整体上理解与掌握邻避冲突演化发展的规律。其次，当前的研究也未能对邻避冲突演化过程中的影响因素的不同角色差异及其对事件演化过程的影响机理进行深入的分析，同时也没有考虑到影响因素的状态变动及其不确定性，即影响因素可能存在的随机性和动态性。基于此，本研究将借鉴扎根理论的思想及结构化描述方法对邻避冲突演化过程的影响因素进行提炼与归纳，并构造出邻避冲突演化过程的系统图，在此基础上构建基于随机Perti网的邻避冲突演化过程的随机模型和等价马尔科夫链模型，最后通过对邻避冲突演化过程的不同演化状态进行情景模拟仿真，分析其中的扰动状态及其变化规律，为政府有效应对该类冲突提供科学的依据。

1 邻避冲突演化过程的影响因素分析

扎根理论最早是由Glaser & Strauss于1968年提出，其是一种通过收集深入情境的相关资料和数据，然后再对收集到的情境资料进行抽象化，进而提炼并归纳出相关的概念和范畴，并在此基础上构建理论的质性研究方法[18]。其次，为保证研究结论的可信度，从案例中构建理论至少需要四个以上的案例[19]。因此，本研究通过网络收集包括2009年广州番禺反垃圾焚烧发电厂事件(A)、2009年北京阿苏卫反垃圾焚烧发电厂事件(B)、2014年浙江余杭反垃圾焚烧发电厂事件(C)及2014年广东惠州反垃圾焚烧发电厂事件(D)四个案例的原始资料，然后借鉴扎根理论的分析思路，对所搜集到的原始资料进行分析，提炼并归纳出我国邻避冲突演化过程的主要影响因素。经过对原始资料的分析，本研究最终提炼出A1～A74、B1～B37、C1～C19及D1～D15共145个相关的概念，最终进一步归纳为风险感知等11个高一级的范畴[20]，即为该邻避冲突演化过程的主要影响因素，具体如表1所示。

表1 邻避冲突演化过程影响因素

通过以上的分析可知，邻避冲突演化过程是一个受多因素影响的复杂过程，考虑到各影响因素在邻避冲突演化过程中的不同作用，本研究将借鉴结构化描述方法[21]，对邻避冲突演化过程的影响因素进行角色划分，从而得到邻避冲突演化过程的结构模型，即：邻避冲突演化过程={{核心因素}，{关键因素}，{环境因素}}。因此，通过对以上4个案例的进一步梳理和分析，并结合上述11个主要影响因素，得到邻避冲突演化过程的结构模型：邻避冲突演化过程={{风险感知}，{政府信任、经验认知、政府决策方式、权益诉求、风险沟通}，{政府规划、城镇化发展、组织策划、信息传播、谣言传闻}}。最后，通过参考Turner[22]关于灾害演化过程的七阶段模型，本研究将邻避冲突演化过程划分为五个阶段，分别是：孵化阶段、诱发阶段、发展阶段、爆发阶段及消退阶段，并由此构建邻避冲突演化过程的系统图，具体如图1所示。

2 基于随机Petri网的邻避冲突演化过程模型构建

邻避冲突演化过程是一个受多因素影响的复杂系统，而Petri网正是一种非常适合复杂系统仿真建模与分析的图形化工具[23]，因此，本文将基于随机Petri网的基本理论思想，构建我国邻避冲突演化过程的随机Petri网模型。

2.1 随机Petri网的基本概念

Petri网的概念最早是由Carl Adam Petri于1962年在他的博士论文中提出来的，它综合了数据流、控制流与状态变迁，Petri网中的变迁就是系统内部状态之间的转化过程，而库所就是转化前后系统所处的状态。Molly等人提出了将变迁与随机的指数实施延时相联系的思想，给Petri网的每个变迁关联一个实施速率，得到的模型就是随机Petri网(Stochastic Petri Net，简称SPN)[24]。Petri网一般被定义为包含6个元素的有向图[25]：PN=(P，T，F；λ，W，M)，其中:

(1)P={p1，p2，…，pn}是库所的有限集合，n>0为库所的个数；

(2)T={t1，t2，…，tm}是变迁的有限集合，m>0为变迁的个数，满足P∩T=Ø(规定了库所和变迁是两类不同的元素)，P∪T≠Ø(表示网中至少要有一个元素)；

(3)F为有向弧的集合，F⊆(P×T)∪(T×P)，即F包括了输入弧与输出弧，其建立了从库所到变迁、从变迁到库所的单方向联系，并且规定同类元素之间不能直接联系；

(4)λ={λ1，λ2，…，λm}是与时间变迁相关联的平均点火(实施)速率，时间变迁服从负指数分布，而λ为该指数分布函数的参数，其倒数为变迁的平均实施延时；

(5)W:F→N+为弧函数(或权函数)，N+=(1，2，3，…)；

(6)M:P→N为Petri网的标识，它是一个向量，其第i个元素表示第i个库所中的托肯(Token)或标记数目，M(Pi)表示M标识下库所Pi的托肯(Token)或标记数。

2.2 邻避冲突演化过程随机Petri网的建模方法

随机Petri网的建模方法一般为：给出系统的SPN模型、构造同构马尔科夫链和基于稳定状态概率计算系统性能[26]。对应邻避冲突演化过程的SPN模型分析的具体步骤如下：

步骤1构建SPN模型，并将指数分布时延与相应的变迁关联；

步骤2得到可达图R(m)，将图中的每一条弧都给定该弧所对应的变迁激发率，从而构造同构马尔科夫链，并将所有标识或状态记为M0，M1，M2，…，Mn，n为状态总数。

步骤3对马尔科夫链进行分析，根据马尔科夫过程，可得下列线性方程组:

(1)

其中矩阵A=(aij)n×n(i=0，1，2，…，n-1；j=0，1，2，…，n-1)称为变迁的激发率矩阵。通过求解上述线性方程组可得到相应的稳态概率，记为P=(P(M0)，P(M1)，P(M2)，…，P(Mn))。

步骤4根据稳态概率对系统性能进行分析，并对其进行评估和改进。

2.3 邻避冲突演化过程的SPN模型构建

3 邻避冲突演化过程模型的情景仿真分析

通过对线性方程组(1)式的求解，可以得到邻避冲突演化过程模型处于可能的状态的稳定概率，从这些稳态概率中，可以找出如何改变某些环节来提高整个系统的运行效率，这对于提高邻避冲突事件的处理决策效率具有一定的指导意义。因此，假定模型中的变迁平均实施速率分别为：λ1=4，λ2=2，λ3=2，λ4=5，λ5=5，λ6=5，λ7=2，λ8=5，λ9=5，λ10=3，λ11=3，λ12=3，λ13=4，λ14=3，λ15=1，λ16=1，λ17=2。

情景1政府单边决策信息传播扩散(λ2)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ2，可以得到邻避冲突演化过程系统的演化情况，具体如图2所示。从图2可以看出，当λ2由1变动到20的过程中，即当政府单边决策信息传播扩散速度加快，时间缩短时，周边居民对政府不信任的概率P(M7)、周边居民风险感知的概率P(M8)、周边居民抵制抗议的概率P(M9)及事件升级的概率P(M10)呈明显的上升趋势。这说明政府采取单边决策的方式会让公众产生政府存在“暗箱操作”的疑虑，而随着决策信息的快速传播扩散，进而容易引起周边居民较为强烈的负面情绪反应。

情景2意见领袖组织策划(λ7)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ7，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图3所示。从图3可以看出，当λ7由1变动到20的过程中，即当意见领袖组织策划的频率增加时，周边居民进行抵制抗议的概率P(M9)和事件升级的概率P(M10)呈现出明显的上升趋势。这说明意见领袖进行组织策划的频率越高，周边居民也更容易被鼓动参与抵制抗议的行动。

情景3负面信息传播扩散(λ5、λ6)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ5，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图4所示。通过变动λ6，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图5所示。从图4可以看出，当λ5由1变动到20的过程中，即关于政府的负面信息传播扩散速度加快，频率增加时，周边居民对政府负面经验认知的概率P(M5)及对政府不信任的概率P(M7)呈明显的上升趋势。从图5可以看出，当λ6由1变动到20的过程中，即关于设施的负面信息传播扩散速度加快，频率增加时，周边居民对设施负面经验认知的概率P(M6)、风险感知的概率P(M8)及抵制抗议的概率P(M9)呈明显的上升趋势。这说明当负面信息传播扩散的速度加快，频率增加时，如果政府不能及时进行控制，将容易导致周边居民负面经验认知的形成与累积，这种负面经验认知，特别是关于设施的负面经验认知会引起周边居民不良的情绪反应，激发周边居民对于政府的不信任感及风险感知，进而引发周边居民的抵制抗议行为。

情景4周边居民对政府不信任(λ12)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ12，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图6所示。从图6可以看出，当λ12由1变动到20的过程中，即当周边居民对政府的不信任持续增加时，周边居民风险感知的概率P(M8)、周边居民进行抵制抗议的概率P(M9)和事件升级的概率P(M10)呈明显的上升趋势。这说明周边居民对政府的不信任会增加他们对相关设施的风险感知，进而引发周边居民的抵制抗议行为。

情景5政府妥协(λ14)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ14，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图7所示。从图7可以看出，当λ14由1变动到20的过程中，即政府妥协的速度加快，时间缩短，频率增加时，居民抵制抗议的概率P(M9)和事件升级的概率P(M10)呈明显的下降趋势，此外，整个系统其它状态的概率都在上升，其中居民对政府的负面经验认知概率P(M5)、居民对设施的负面经验认知概率P(M6)、居民对政府的不信任概率P(M7)和居民的风险感知概率P(M8)上升得较为明显。这说明当地方政府面对周边居民的抵制抗议而迅速妥协时，能有效缓解周边居民抵制抗议的行为，并大大降低事件升级的可能性。但政府妥协行为本身却会向居民传递某种负面的信号，这种信号可能会让居民觉得政府决策过于草率，从而增加居民对于政府的负面经验认知，让居民觉得政府不值得信任，这将进一步增加居民的风险感知。

情景6政府无效风险沟通(λ15)的变动

假定模型中其他参数保持不变，通过变动λ15，可以得到邻避冲突演化过程系统的稳态概率情况，具体如图8所示。从图8可以看出，当λ15由1变动到20的过程中，即当政府无效风险沟通的频率增加时，事件升级的概率P(M10)呈明显上升的趋势，此外，系统内部其它状态的概率都在下降，其中周边居民对政府不信任的概率P(M7)、周边居民风险感知的概率P(M8)、周边居民抵制抗议的概率P(M9)及事件平息的概率P(M11)下降的较为明显。这说明当政府风险沟通不到位时，其导致事件升级的可能性会得到增加，即此时周边居民可能不再进行如签名、上访或拉横幅等简单的抗议行为，而是采取更为激进的对抗方式，如大规模游行、围堵政府部门，甚至于产生警民冲突，从而导致事件难以平息。但政府风险沟通行为本身却会向周边居民传递某种积极的信号，这种信号让周边居民觉得政府有沟通协商的意愿，这种意愿会在某种程度上对周边居民产生显著的积极影响，能有效减缓周边居民对于政府的不信任感及风险感知。

4 结论与建议

邻避冲突的演化过程是一个受多因素影响的复杂过程，本研究以垃圾焚烧发电厂为例，借鉴扎根理论的思想，归纳了冲突演化过程的11个主要影响因素。在此基础上，利用随机Petri网方法对冲突演化过程进行建模，然后再通过情景仿真对冲突演化过程的扰动状态及其变化规律进行分析，结果表明：当政府进行单边决策时，随着决策信息的传播扩散，容易引起周边居民强烈的负面情绪反应；在意见领袖的组织策划下，周边居民更容易被鼓动参与抵制抗议的行动；负面信息，特别是有关设施负面信息的传播扩散容易引起周边居民不良的情绪反应及抵制抗议行为；周边居民对政府的不信任会增加他们对相关设施的风险感知；政府妥协有利于事件的平息，但其行为本身会向居民传递某种负面的信号，从而增加周边居民对于政府的负面经验认知、对政府的不信任感及风险感知；政府无效风险沟通容易导致事件升级而不利于事件平息，但其沟通行为本身能有效减缓周边居民对于政府的不信任感及风险感知。因此，政府应建立更为公开、透明和民主的决策机制及信息公开机制，以保证信息公开、透明，及时披露，满足周边居民的知情需求，这既有利于减缓周边居民因信息需求无法及时得到满足而产生的焦虑感，抑制不实信息及谣言的形成与传播，又有利于形成群众监督，减少政府“暗箱操作”的空间及周边居民对政府的不信任。其次，应进一步完善政府风险沟通机制，提升政府风险沟通能力，避免风险沟通成为一种“走过场”的形式，这既有利于树立政府的正面形象，提升政府的公信力，又有利于减缓周边居民的风险感知，并减少可能发生的冲突。