全过程咨询模式下EPC 项目主体合作博弈研究

王秀秀，王颖林，吴能森

（福建农林大学 交通与土木工程学院，福建 福州 350108，E-mail：fafuwns@163.com）

为推动我国建筑业转型升级，更好地服务国家“一带一路”倡议的实施，国家出台了一系列政策，提倡大力发展工程总承包（以EPC 为主）、培育全过程咨询[1]。工程总承包（EPC）模式是指从事工程总承包的企业，在接受业主委托后，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包[2]。随着该模式的推广，统计研究表明EPC 项目在提高项目绩效（成本、进度、质量）方面面临巨大的挑战，多达98%的EPC 项目预算超支了30%，77%的项目延时至少40%[3]。由于该模式下业主与EPC 企业并非完全共同利益主体，业主常常利用自己在招标时的绝对优势通过总价合同形式将项目风险强行转嫁给承包商，而EPC 企业同时拥有项目的设计和施工权，为追求利润最大化可能出现随意增减设计内容、偷工减料等情况，使工程总承包项目容易出现效率不高、超预算、质量难以保障等问题，导致工程建设管理实际目标与理想项目绩效有一定差距[4]。因此如何利用已有研究提升EPC 建设的绩效成为重要思考问题。

目前，学术界在工程总承包提升项目绩效的研究主要集中在监管、激励和合同约定等方面。如王文学等[5]提出政府、市场、第三部门等多元主体参与合作监管，采用激励与约束相结合的治理办法，构建多方复合治理平台以提升项目绩效。严玲等[6]将IPD 理念引入EPC 模式中，从合同条款入手，提出采用契约治理与关系治理相结合的治理机制，通过改进业主与总承包商的合作关系来改善管理绩效。唐文哲等[7]基于博弈论建立激励模型，并结合国际EPC 项目实践情况进行模型验证。从20 世纪90 年代以来，项目总控、总体项目管理等咨询方式引入工程建设，且均取得了良好效果。项目建设引进专业咨询机构的方式同样在国外得到应用，例如英国伦敦希斯罗机场T5航站楼[8]、英国油气田[9]等。工程建设的实践表明，单一依靠业主进行项目管理模式已经不符合现代建设项目管理的原则，全过程咨询模式的介入会对建设项目绩效产生积极影响。全过程工程咨询是对工程的全生命周期提供各方面的工程咨询服务，为项目决策、实施和运营提供解决方案，避免“碎片化”咨询管理，有效防控项目风险。在全过程咨询提升项目绩效研究方面，张圣[10]建立业主与全咨方的激励合同博弈模型，提出调动全咨方的积极性能够有效提升项目绩效，但是博弈模型未考虑博弈双方的心理因素对策略选择的影响。陈思颖[11]基于网络治理理论，验证了全过程咨询介入视角下组织间治理机制及组织内属性对项目绩效的作用效果。我国将全过程咨询与工程总承包的结合研究大多是定性分析，未对两者的结合进行定量研究。Jian Z 等[12]根据案例研究得出项目组织更具积极性，合作文化更丰富，对项目绩效更有利。

综上，将全过程咨询方作为责任主体加入EPC模式，构建新的权力平衡，使业主、全咨方、EPC企业进行积极合作，成为提升项目绩效的研究方向。基于此，本文运用前景理论将损益感知价值、损失规避因素考虑进三方博弈的支付矩阵中，解决现有博弈研究中决策者有限理性特征的问题，并分析三方演化博弈系统的稳定点，运用Matlab 进行模拟仿真，得出影响三方积极合作的因素，为如何提升三方积极合作意愿提出对策与建议。

1 模型假设与构建

传统囚徒困境博弈模型的缺点是博弈双方之间互相不信任且不可重复，并缺乏可以让双方共同遵守的具有强烈约束力的协议。为此考虑决策者的心理感知，将三方的行为设定为“针锋相对”的策略，即任意一方违约都将遭受到来自剩余两方的针锋相对的报复性（惩处）策略选择，建立三方基于重复囚徒困境的合作博弈模型。

1.1 模型假设

为分析各方策略选择均衡点的稳定性及各要素的影响关系，博弈模型作出如下假设：

假设1：全咨方、EPC企业、业主都是以追求最大利益的有限理性方，且各方的策略选择随时间演化稳定于最优策略；Kahneman等[13]在20世纪70年代提出前景理论，考虑主体是不完全理性的，选择0作为决策的参考点，设ω0=0，决策的期望总效益由价值函数v(Δωi)和π(pi)表示，v(Δωi)表示决策者对i事件中实际收益和参考收益差值的主观价值；π(pi)表示决策者对i事件发生的主观判断的概率。前景值为博弈主体基于对损益的感知价值进行策略选择价值函数表示为：

π(pi)具有以下特点：π(0)=0，π(1)=1；除极小概率事件外，π(pi)＜pi，且π(pi)+π(1-pi)≤1；对0＜r＜1，π(rpi)＜rπ(pi)；对0＜r，p1，p2＜1，π(p1，p2)/π(p1)rπ(pi)≤π(p1，p2，r)/π(p1，r)；θ用于刻画收益与损失感知价值，函数的边际递减程度，值越大递减程度越大。λ表明决策者的损失规避程度，通常设定λ＞1表示相比收益，决策者对损失更敏感。

假设2：业主、全咨方、EPC 企业选择合作、不合作的概率分别为（x，1-x）、（y，1-y）、（z，1-z）。

假设3：业主、全咨方、EPC 企业选择合作使项目的质量提高，进度加快，各方的形象提升所得的额外效益为A。项目额外效益实现系数为B，业主、全咨方、EPC 企业合作额外收益分享系数分别为C、D、E，项目核心参与方仅包括业主、全咨方和EPC 企业，所以C+D+E=1。

假设4：业主、全咨方、EPC 企业选择合作所需成本分别为F、G、H。

假设5：业主、全咨方或EPC 企业不合作使项目质量降低、进度缓慢、各方形象下降产生的项目收益损失值为I；项目收益损失风险系数为J；业主、全咨方、EPC 企业收益损失分担系数分别为K、L、N，K+L+N=1。

师：是啊，我们是在听着一个又一个故事中长大的，今天这堂课，老师要与大家分享一个故事，它叫——一个小村庄的故事。（板书课题）一起读。（生读）

假设6：业主、咨询方、EPC 企业不合作所需成本分别为Q、R、M，其不合作成本分别小于合作成本。

1.2 模型构建

前景理论表明，博弈方只有在不确定条件下才会对损益产生心理感知价值。额外收益及风险存在心理感知，当选择积极参与合作时所需成本是典型的损失策略，决策方要付出额外感知成本，而不合作所需成本是确定的损失，不用付出额外感知成本[14]。基于此，对各参与方的损益进行修正。三方都选择合作时业主收益为BAC，任意一方不合作时业主的收益损失为JIK，则三方合作时业主感知收益Va1及任意一方不合作时业主的感知损失Va2如下：

表1 业主、全咨方、EPC 企业的混合策略博矩阵

2 模型分析

2.1 演化博弈平衡点稳定性分析

由演化博弈理论[15]，假设业主选择合作和不合作的期望收益分别是π11和π12，则：

全咨方采取合作和不合作的期望收益分别是π21和π22。

EPC 企业选择合作和不合作的期望收益分别是π31和π32。

通过整理可得各主体的复制动态方程分别为：

2.2 三方演化博弈系统均衡点的稳定性分析

由F(x)=0，F(y)=0，F(z)=0 可得系统均衡点：E1(0，0，0)，E2(1，0，0)，E3(0，1，0)，E4(0，0，1)，E5(1，1，0)，E6(1，0，1)，E7(0，1，1)，E8(1，1，1)。雅克比矩阵的所有特征值都为负数，则均衡点为ESS0，雅可比矩阵如下

由此各均衡点的稳定性，如表2 所示。

表2 均衡点稳定性分析

3 仿真分析

为验证演化稳定分析的有效性，利用Matlab 2016b 进行数值仿真分析。Tversky 等[17]使用实验程序估计参数，取θ=0.88，λ=2.25。目前未有公开的业主、全咨方、EPC 企业合作的工程数据，但具有两方合作的工程数据。在全过程咨询下业主与全咨方合作博弈中，乐云等[18]考虑业主的核心作用，认为业主在积极合作的情况下其积极成本和收益系数均大于全咨方。业主和EPC 企业的成本和收益与风险系数需讨价还价博弈确定，但在固定总价的合同下，当业主选择激励时，工程总承包商承担较高的成本、风险和收益。由此可知，EPC 企业、业主、全咨方合作所承担的合作成本、不合作风险及合作收益依次减少。基于此，本文设定各参数如下：

3.1 不同初始策略的演化仿真

数组1 满足推论1 的条件；在数组1 的基础上对参数进行修改，使数组2 满足推论2 的条件。

将数组1 和数组2 从不同的初始策略分别演化50 次得到图形如图1 和图2 所示。

图1 数组1 演化50 次结果

图2 数组2 演化50 次结果

由图1 可知，数组1 演化的最终结果稳定点是E1(0，0，0)和E8(1，1，1)。结果表明，虽然各方的净收益大于零，但各方的演化具有路径依赖性，凡有一方的策略选择合作意愿不高，最终三方演化结果都会向不合作的方向发展，演化结果与推论1 的分析一致。由图2 可知，若三方中一方的净收益小于零，那么该方会选择不合作策略，另外两方为了规避风险和不必要的成本，也会向不合作的策略方向选择，最终演化结果与推论2 分析一致。

3.2 内生因素的演化仿真

假设初始演化概率x0=0.7，y0=0.6，z0=0.6。

3.2.1 额外收益、业主合作额外收益分享系数与不合作风险分享系数的影响

在数组1 的基础上分别将A赋值30、34、40，仿真结果如图3 所示。图3 表明，在系统演化至稳定点的过程中，额外收益增大则业主、全咨方、EPC企业选择合作的概率上升。若是确定了合作策略，随着额外收益的增大，演化至稳定点的速度加快，可见各方的合作意愿与合作时项目额外收益的多少及是否能成功实现有关。因此，各方应在项目初始收集资料，查看类似项目额外收益的实现概率，避免在项目过程中改变策略，使得各方受损。

图3 业主、咨询方、EPC 企业合作所得额外效益的影响

将C和K赋值0.2、0.3、0.4，仿真结果如图4所示。图4 表明，随着业主合作额外收益分享系数与不合作风险分享系数的增大，业主选择合作的概率先增大后减小。当C=K=0.2 时，业主合作时的收益分享未达到预期，且不合作的风险承受度可以接受，故选择不合作策略，而全咨方与EPC 企业由于初期收益达到预期且风险承受度可以接受，故合作概率上升，但随着时间的推移，发现业主选择了不合作的策略，为了避免自身利益损失，最终也选择不合作的策略。当C=K=0.3 时，业主的收益分配达到预期，且不合作的损失承受度不足，故选择合作策略，全咨方与EPC 企业也对该收益的分配满意，故三方合作策略达成。当C=K=0.4 时，业主的收益分享达到预期，且难以承受不合作的风险，故选择了合作策略，但EPC 企业的收益分享未达到预期，且不合作的风险损失可接受，故选择了不合作的策略，随着时间的推移，业主发现EPC 企业不合作，最终为规避风险，也选择不合作。

图4 业主合作额外收益分享系数与不合作风险分享系数的影响

3.2.2 不合作项目风险损失系数、咨询方选择合作所需成本对合作概率的影响

将J赋值0.5、0.6、0.7，仿真结果如图5 所示。图5 表明，当不合作的收益损失风险系数越大，则业主、全咨方与EPC 企业合作的概率上升。当J=0.5时，三方合作概率缓慢下降，当J不小于0.6 时，三方合作的概率上升。因此应当由媒体披露项目参与者不合作导致项目收益受损的事件，以此提升三方合作意愿。

图5 不合作项目收益损失风险系数的影响

将G赋值2、3、4，仿真结果如图6 所示。图6 表明，全咨方的成本投入降低会加快全咨方演化至合作稳定点的速度，同时也会加快业主与EPC 企业的合作概率。随着G增大，全咨方合作概率会下降，最终演化至不合作，业主与EPC 企业的合作概率也会随着发现全咨方不合作的表现下选择不合作的策略。

图6 咨询方选择合作所需成本的影响

3.2.3 风险态度系数、损失规避系数对合作概率的影响

为了分析收益与损失敏感程度对系统演化的影响，变化θ的数值。仿真结果如图7 所示，当θ=0.5时，业主、全咨方、EPC 企业都会选择不合作的策略，三方认为合作的情况下不会产生可观的利润。当θ不小于0.88 时，三方都会选择合作，说明三方对收益和损失的感知价值越弱，越有助于合作。为了分析损失规避程度对决策者策略选择的影响，变化λ的数值。图8 可知，当λ不大于2.25 时，随着λ的减小，业主、全咨方与EPC 企业都会选择合作的策略，且合作的演化稳定速度加快，当λ=3 时，三方转向不合作的策略，表明三方对损失的厌恶程度不大于2.25 时都会选择合作。可见仿真结果和复制动态分析结果一致，这对提高三方合作概率、提升项目绩效具有指导作用，对推广工程总承包和全过程咨询模式也具有指导意义。

图7 风险态度系数的影响

图8 损失规避系数的影响

4 建议

（1）合作时额外收益及系数增高、不合作时收益损失及系数增高、合作时三方的成本降低、对收益和损失的感知价值越弱、对损失的规避程度越弱越会向积极合作的方向发展。业主、全咨方和EPC 企业的行为策略选择能够互相影响，初始合作概率对最终演化结果有重要影响。政府作为推广工程总承包的主导者，建议通过制订相关激励政策引导三方在项目初始阶段积极合作。

（2）一方的合作收益分享系数和不合作的风险承担系数增大会增加该方的合作概率，因为三方的收益分享系数和风险承担系数之和为1，一方的收益分享系数和风险承担系数持续增大，另外两方的收益分配系数将减小，导致另外两方的合作概率降低，不能使系统处于最优状态。应根据EPC 项目的实际情况、共享收益及风险产生的损失、后果，合理确定奖惩系数或措施，以保证三方都积极管理共同承担的风险。设立合理的分配系数，落实责任分配机制，营造公平的合作氛围，有助于三方提高积极合作的概率。

（3）全过程咨询和工程总承包对于领导者及参与者的合作能力有极高的要求，建议通过加强工程教育和人力资源开发提升三方的合作能力。与此同时，应将BIM 技术成为增强合作高效的工具，通过BIM 构建合作三方的信息存储、传递及公开透明的沟通平台，并制订符合项目和合作三方实际情况的议事协调机制，可避免资料不全、沟通不畅、决策不客观科学的弊端，不仅能为EPC 项目的顺利实施提供有力的保障，而且有利于工程总承包项目增值的产生。

5 结语

针对已有EPC 项目绩效博弈研究中对决策者完全理性假设的不足，本文基于前景理论，探究业主、全过程咨询方、EPC 企业在不同影响效用下的策略选择，并对各影响因素进行仿真分析。研究发现：三方初始合作意愿的强弱是三方合作的关键因素，只有三方初始均选择合作时，项目方可顺利进行。合作成本与各主体对损失规避的程度制约三方合作；不合作时收益损失及合作的额外收益促进三方合作；三方的收益分享系数存在某一阈值。此外政府应制定相关激励政策，加强全过程咨询和工程总承包的工程教育及人力资源开发，EPC 及全咨方企业可合理使用BIM 技术、建立有效透明的沟通平台和协调机制等措施来提高三方合作概率，以此提升项目绩效。