基于博弈论的物流企业排污监管制度设计

张恒康，吴继忠 ZHANG Hengkang,WU Jizhong

（上海理工大学 管理学院，上海 200093）

0 引 言

污染物排放是我国工业化进程中必然的问题，直接影响我国公民的健康生活和经济社会的发展。近几年公布的《中国生态环境状况公报》（具体数据见表1），尽管每年公告中各项指标都有所改善，但当前的大气、淡水、土地等环境污染状况依然相当严重，造成此种状况的原因很多，比如人口的增长，生产生活的方式等。保护环境，是每一个人、每一个企业、每一个国家应尽的职责。

表1 中国2017～2020年环境指标 单位：%

目前，关于企业污染防治机制的研究主要集中以下二个方向：一个重点是在现有的污染防治策略下治理投资、生产成本和效益等实证研究。例如，田刚等研究中指出了研发强队和外国商人的直接投入对环境污染和减排效益有积极影响，但产业化程度、国有率也对物流企业环境污染和减排效益有积极影响。而葛显龙等则利用了构建具有载重和工作时限制约的开放式环境污染路径问题的模型，来寻找在经济发展成本和环境要求中间的平衡点。另外一个重点是关于企业污染防治中，各个相关主体内部的相互作用与博弈。如柏方云等提出地方政府与中央在环境污染管理过程中有不同的目标和战略选择，因此需要形成市场机制与目标责任制相结合的机制体系，来推动各地政府积极实现环境污染目标和减排指标。而潘峰等构建了地方政府与环境污染物流企业、地方政府与中央的演化博弈过程模式，结果显示，在各地政府政绩考评系统中环保质量指标的权重系数和经济社会发展指数的权重系数等会对各地政府的环保严格规制战略产生深远影响。

从主观上考虑，物流企业作为单独的经济实体，违法排污行为是有规划的理性活动，为了寻求物流企业利润最大化。本文将在混合博弈的基础上，研究监管部门与物流企业之间的博弈行为，并探讨物流企业选择何种排污行为会获得预期收益，从而建立合理的监管机制，以期减少物流企业违法排污行为，为推进污染防治工作提供理论依据。

1 基本假设与博弈分析

为了方便研究，本文做出三个假设条件：

假设一：物流企业的部分收益来自于违法排污与依法治理的成本差。

假设二：监管部门的监管与否是影响物流企业选择排污行为的主要原因。

假设三：处罚金是影响物流企业选择排污行为的关键因素。

根据这三种假设条件，建立物流企业与监管部门之间的博弈模型（如表2所示）。

表2 物流企业与监管部门博弈模型

由表2所示，如果物流企业违法排污，而监管部门却不进行惩罚，则监管部门会面临着来自于社会舆论的巨大压力、形象上的负面影响，在此处的最大损失是a，但物流企业却会得到因违法排污所产生的利润r；按照相关法律规定，如果物流企业违法排污，由监管部门进行监管并惩治，如果监管部门花费了一定的人力物力时间等成本c，并没收了物流企业因违法排污所产生的额外收入r，并处以相应的经济惩罚w，物流企业便损失了利润r也缴纳一定的经济罚金w。如果物流企业依法治理污染，监管部门也不予监管，那么监管部门将获得额外时间带来的收益b，而物流企业正常运行，并没有产生成本差，因而收益为0。

假定物流企业违法排污的概率是α，依法治理的概率则为1-（ ）α ，监管部门予以处罚的概率是β，监管部门不进行处罚的概率是（1- β）。物流企业违法排污的混合策略为σ=（α,1-α ），监管部门的混合策略为σ=（β,1-β ）。

1.1 物流企业排污行为的期望效用函数

即监管部门处罚物流企业的概率β<β，物流企业会选择违法排污行为，这样可以获得更多的利润；反之，如果监管部门处罚的概率β>β，物流企业会选择依法治理污染的行为，否则物流企业会面临更多的经济损失。

1.2 监管部门的期望效用函数

如果物流企业违法排污的概率大于α，则监管部门的最优行为选择是惩治，反之，如果违法排污的概率小于α，监管部门会选择不惩治。

纳什均衡要求每方的混合策略是给定了双方在混合策略下的最优化选项，所以在违法排污的物流企业和监管部门博弈决策模式中，α和β是唯一的混合策略纳什均衡。这个纳什均衡的解表明，根据物流企业违法排污的发生概率与惩罚程度w，违法排污与治理污染期间的利润差r有关。由于w的增加,α继而下降，因此物流企业违法排污的预期利润变得更少，而当监管部门惩罚力度加大时，物流企业会减少甚至停止违法排污。由此可见，在物流企业和监管部门之间的博弈模型中，惩罚机制具有非常大的价值，对此，我们需要作更深入的探究。

2 物流企业排污监管制度设计

2.1 物流企业排污监管制度孙氏图。孙氏图，是由孙绍荣博士所发明的一个专门用于说明制度构造过程的符号图形，由于孙氏图对制度构造过程的说明很简单明确，并且能够让整个制度设计过程看起来像工程设计一样的简单，可以清晰地对各种管理结构进行分类。本章重点阐述了在行为管理中的惩罚机制，一个用以限制并消除人们不良行为的机制。惩罚机制在人类社会中也具有相当的普遍性，且使用范围相当广阔。二元行为惩罚机制的共同特征是，作为管理对象的个人有且只有一个时，就有二种相对离散的行为，即有一个二元行为集。如图1所示二元的行为，分别是b为物流企业依法治理污染的行为，b为物流企业违法排污的行为。

图1 治理违法排污惩罚制度的孙氏图

在惩罚制度中，只要物流企业选择依法治理污染，就必然会获得一定回报r。可见，在该种制度下，依法治理污染的这种正常行为b与报酬r之间存在着某种必然的联系。而由于正常行为b与报酬r之间存在该种必然的联系，在该种制度下对正常行为b也不需要观测，而c是依法治理污染的行为成本。

因为物流企业个体的正常行为集是二元的，所以假如物流企业个体不能选择正常行为b，那么所选择的正常行为就必然是不良行为b，即违法排污。但如果在这种制度下无法观测b，便无法确定b有没有发生，也就无法通过用b能否出现来推测b能否出现。这样，就需要对b进行观测。对违法排污行为b设定了一个二元观测器p，当违法行为出现时，如果观测器p能以p的机率观察到b，那么监管部门将会做出一定的处罚，惩罚数额也设定为s，同时，因为观测器p性能并无法完全有效发挥，所以在违法行为b出现时，如果观测器p还会有以p=1-p的机率误判，即没观察到行为b，那么这时物流企业便会获得相应的奖励r，其中r=r。当物流企业违法排污时，其行为成本一般都很低，甚至有些时候是零成本，因此物流企业选择违法排污行为的成本c

表3 物流企业排污行为的制度参数表

2.2 制度参数的有效条件。为了让物流企业选择合法的治理污染行为，制度有效的条件是正常行为的效用大于违法排污行为的效用，即u>u，因而有r-c>（1- p）r+ps-c整理得：

也就是说，监管部门的监管力度必须要满足这些条件，否则现存制度意味着失控，而理性的物流企业为了追逐利润，会选择违法排污。因此在对违法排污活动的处罚机制中，监管部门的监管概率是十分重要的，而如果经常对违法排污行为不予理会，会使物流企业的违法排污行为越来越肆无忌惮。

对式（1）进行变形得：

2.3 仿真分析。为了使监管制度更加客观直接，依据现实情况，对制度参数中的各个元素进行赋值即制度参数表，如表4所示。各个元素的数值变化会影响监管部门的监管概率及物流企业的行为效应。若想减少物流企业违法排污行为，就要分析制度参数表中的关键元素，通过Matlab仿真分析，对关键元素的数值进行调整，观察其对物流企业行为效用的影响。

表4 物流企业排污行为的制度参数表

首先，确定b的抑制器即惩罚力度对物流企业选择排污行为的影响，固定监管概率为0.6，其他参数值为表4中设定的参数，通过Matlab仿真分析得出结果如图2所示，分析结果可知，在监管部门进行监管时物流企业的行为效用随着惩罚力度的增加而减少，而当监管部门监管概率为0.6且惩罚力度大于500万时，物流企业才会更倾向选择依法治理的行为。

图2 惩罚力度影响二元行为效用

其次，将监管部门对违法排污行为的惩罚力度设定为900万，其他参数不变，以此探究观测概率对物流企业行为的影响。仿真结果如图3所示，随着观测概率的不断增加，物流企业违法排污行为的效用不断下降，且当观测概率大于0.55时，违法排污的效用小于依法治理污染的效用。因此，提高监管力度，加大惩罚金额对改善物流企业依法治理污染起到关键作用。

图3 观测概率影响二元行为效用

3 物流企业排污监管制度治理建议

3.1 加大监管力度和惩罚力度。首先，监管部门必须明确对物流企业排污行为监管的主体地位，建立健全违法排污行为制度和政策，制定相关的监管实施细则，提升监管的频次，扼杀不法物流企业的侥幸心理。其次，加大惩罚力度，对物流企业违法排污行为实施零容忍和高罚金的制度，提高监管部门的威严，以此减少并防止违法排污行为的滋生。

3.2 引导公民监督，拓展检举途径。监管物流企业排污行为，仅靠监管部门是不够的，必须构建多方监管机制，呼吁社会公众和媒体参与进来，拓宽监督和举报途径、完善举报处理程序并制定合理的举报奖励政策，利用大众和媒体的力量对物流企业排污行为进行监督。

4 结束语

本文首先在混合博弈的基础上，综合分析了物流企业与监管部门的博弈行为，从而得出了二者的纳什均衡，并以监管部门的监管成本与实施处罚后的经济利益作为主要考量，而这也是监管部门的监管行为积极与否的主要因素，从而得出了二者的纳什均衡。通过行为管理中孙氏图的处罚机制和Matlab仿真分析的结合进行深入研究，剖析了物流企业的行为方式选择，确定了对制度有效性的监管强度与处罚大小范围，并对监管部门的监管方式提供了相应的建议，以此减少物流企业违法排污行为。