基于动态博弈的建筑安全管理策略研究

韩李元 王 庆教授

(首都经济贸易大学 管理工程学院,北京 100070)

0 引言

建筑工程施工安全管理一直是我国比较突出的问题,尽管国家制定了严格的法规和政策,但安全生产形势仍不容乐观[1]。2012-2018年全国建筑安全事故4100起[2]。相比2018年,2019年建筑安全事故起数上升39起、死亡人数上升64人[2]。2021年“7.12”苏州吴江一酒店辅房坍塌事故造成17人死亡,直接经济损失约2615万元,调查发现事故主要原因是该酒店的施工单位不具备相关资质,建筑单位无证开工,监管部门监管疏漏;2022年“4.29”长沙望城区一居民自建房倒塌事故造成53人死亡,造成了极其严重的社会影响,调查报告表明事故原因是私自违法扩建,有关部门玩忽职守。

有学者研究利用新兴的技术代替人工作来提高安全管理效率。俞添泷[3]利用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)建造技术辨识危险因素,模拟施工场景,对工人进行可视化安全培训,界定安全管理中各部门的职责;池哲榕[4]用BIM技术设计了安全防护设施;孙浩等[5]用物联网射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术进行危险识别警报并实时监测工人行为。但是这些研究没有探究我国建筑安全管理各方之间的关系和行为选择,人的不安全行为没有得到约束,这样的安全管理治标不治本。

孙艺芳[6]首次利用博弈论分析建筑安全管理系统中各子系统之间的合作博弈关系,明确各方的利益动机与利益制约;王庆[7]认为我国安全管理就是政府实施的安全规制;肖兴志等[8]对我国建筑安全规制链条进行博弈分析,为我国安全规制体制完善提出建议;杨鑫刚等[9]探究建筑企业、监理单位、工人三者之间的静态博弈关系,指出安全管理效率的影响因素。根据以上文献和案例,安全管理的各参与方会衡量利弊选择对自己利益最大的决策,所以,应牢牢抓住这一点,采取适当的激励和惩罚措施对各部门进行管理。本文分析建筑安全管理中的博弈关系,在现有文献结论的基础上,弥补其不足,并考虑现实因素,分析政府监管部门、建筑企业、建筑工人之间的动态博弈关系,最终为我国建筑安全管理策略提出一些可行的建议措施。

1 建筑监管部门与建筑企业的动态博弈

动态博弈也称为“序列博弈”,这种博弈中的参与方决策往往不是同时选择的,而是依次进行,后选择的一方可以看到先做选择一方选择的内容,可以根据前者来调整自己的博弈选择。在建筑施工安全管理中监管部门与企业之间的决策往往有先后次序[10],一般是监管部门先确定监管力度和建筑施工安全要求,企业再根据要求进行自身安全管理,这个过程还会重复,是一个动态博弈过程,可用动态博弈的分析方法分析监管部门与建筑企业之间的博弈关系。

1.1 模型构建

假设博弈双方都是“理性的人”,引入监管部门与企业的声誉效应[11],并考虑一些社会现象,如监管部门滥用职权、玩忽职守,企业为逃避处罚向监管部门寻租等[12]。

假设监管部门严格监管的成本为Cj,严格监管的概率为α1,监管部门向不重视安全的建筑企业收取处罚为d。建筑企业重视安全所花费的成本为C1,重视安全的概率为x1,同时由于重视安全而获得声誉得益为Re,企业不重视安全的概率为1-x1,并且如果被监管部门发现将受到处罚d的同时还有声誉损失Re′。监管部门进行监管但监管不严格存在玩忽职守、滥用职权的概率为α2。建筑企业不重视安全但为了避免处罚向监管部门进行权力寻租的违法行为出现的概率为x2,企业为了寻租需向监管部门支付寻租费用M(Md),但是滥用职权的监管部门会出现声誉损失Rg′。如果监管部门严格监管,并且没有接收寻租,将寻租金额M和向企业收到的罚款d全部上交政府,那么政府会给予奖励为γ(M+d)(γ>0),如果监管部门严格监管且企业不重视安全且不寻租,则监管部门仅将罚款d上交政府,那么政府会给予监管部门奖励γd。如果企业不重视安全同时监管部门没有进行监管,就会对社会造成不良影响,甚至会导致严重事故,此时监管部门就会获得损失R′。建筑企业与监管部门之间的博弈树,如图1。

注:A(Ug1,Ue1)为节点A的期望效益,其中,Ug1为监管部门期望效益,Ue1为建筑企业期望效益;B(Ug,Ue)为节点B的期望效益,其中,Ug为监管部门期望效益,Ue为建筑企业期望效益图1 建筑企业与监管部门之间的博弈树Fig.1 Game tree between construction companies and regulatory authorities

1.2 采用逆推归纳法求纳什均衡解

(1)求节点A的期望效益函数。

监管部门期望效益:

Ug1=α2x2(-Cj+M-Rg′)+α2(1-x2)(-Cj+N-Rg′)+(1-α2)x2(-Cj+γ(M+d))+(1-α2)(1-x2)(-Cj+γd)

(1)

建筑企业期望效益:

Ue1=α2x2(-M-Re′)+α2(1-x2)(-N-Re′)+(1-α2)x2(-M-d-Re′)+(1-α2)(1-x2)(-d-Re′)

(2)

用Ug1对α2求导得:

Ug1′=x2(-Cj+M-Rg′)+(1-x2)(-Cj+N-Rg′)-x2(-Cj+γ(M+d))-(1-x2)(-Cj+γd)

(3)

令Ug1′=0,求得:

(4)

其中,*号表示纳什均衡解,最优概率选择。

同理,求Ue1的微分得:

Ue1′=α2(-M-Re′)-α2(-N-Re′)+(1-α2)(-M-d-Re′)-(1-α2)(-d-Re′)

(5)

令Ue1′=0,求得:

(6)

(7)

(8)

(2)求节点B的期望效益函数。

监管部门期望效益:

(9)

建筑企业期望效益:

(10)

用Ug对α1求导得:

Ug′=x1(-Cj)+(1-x1)Ug1-(1-x1)(-R′)

(11)

令Ug′=0,得出建筑企业重视安全的概率为:

(12)

用Ue对x1求导得:

Ue′=α1(-C1+Re)-α1Ue1+(1-α1)(-C1+Re)-(1-α1)(-Re′)

(13)

令Ue′=0,得出监管部门监管的概率为:

(14)

1.3 博弈结果讨论与分析

监管部门严格监管的概率与企业重视安全的成本、声誉损失、监管部门对企业的处罚以及寻租成本等因素有关。要提高监管部门严格监管的概率就要提高企业重视安全的成本、降低声誉损失、适当降低当企业不重视安全时受到的处罚(这可能是由于处罚加大,不重视安全的建筑企业就会减少,间接影响到监管部门严格监管的概率)。

企业重视安全的概率与监管成本、监管部门的损失、监管部门对企业的处罚等因素有关。要提高企业重视安全的概率就要降低监管部门监管的成本、增加对不重视安全的企业的处罚、增加造成社会不良影响后监管部门的损失。

监管部门监管不严格滥用职权的概率与寻租费用和滥用职权的监管部门对不寻租企业的处罚有关。寻租费用越高,监管部门滥用职权的概率就越高。

建筑企业在非法施工的情况下选择寻租的概率与滥用职权的监管部门获得的声誉损失、不寻租被滥用职权的监管部门的处罚、政府的奖励、企业不重视安全被监管部门收取的处罚等因素有关。如果政府给予监管部门上交处罚的奖励太少,就会造成寻租的情况出现。

2 建筑企业与工人之间的动态博弈

2.1 模型构建

单独考虑监管部门与企业的博弈关系是不够的,工人的不安全行为一定程度上与企业是否重视安全、企业的安全监管有关[13]。建筑企业可以选择重视安全,对工人进行安全教育,并严格进行安全检查;还可以选择不重视安全,不对工人进行安全教育,也不严格进行安全检查,因此,简化建筑企业的博弈选择空间为{重视安全,不重视安全}。工人在博弈中的选择有遵守安全规章制度,进行安全操作;还有不遵守安全规章制度,存在不安全行为,即工人的博弈选择空间可以简化为{遵守,不遵守}。

假设企业重视安全在安全教育及安全检查上的投入为S,工人遵守规章制度的成本(包括身体、精神上的投入)为L,工人不遵守安全规章制度被发现时受到的处罚为K。企业重视安全,工人也严格遵守规章制度,企业会在合适的时间给予工人奖励G。企业不重视安全,工人也没有遵守规章制度,就会造成建筑安全事故的发生,并造成不良的社会影响,政府对企业的处罚为Fq,工人受到处罚为Fr。建筑企业与工人之间的博弈树,如图2。

注:C(Eq,Er)为节点C的收益,其中,Eq为建筑企业的期望效益,Er为建筑工人的期望收益图2 建筑企业与工人之间的博弈树Fig.2 Game tree between construction enterprises and workers

2.2 采用逆推归纳法求纳什均衡解

用逆推归纳法求节点C的收益。

建筑企业的期望效益:

Eq=xβ(-S)+x(1-β)(-S+K)+(1-x)β×0+(1-x)(1-β)(-Fq)

(15)

工人的期望收益为:

Er=xβ(-L+G)+x(1-β)(-K)+(1-x)β(-L)+(1-x)(1-β)(-Fr)

(16)

令Eq对x求导得:

Eq′=β(-S)+(1-β)(-S+K)-(1-β)(-Fq)

(17)

令Er对β求导得:

Er′=x(-L+G)-x(-K)+(1-x)(-L)-(1-x)(-Fr)

(18)

令Eq′=0,得出工人遵守安全规章制度的概率为:

(19)

令Er′=0,得出企业重视安全的概率为:

(20)

2.3 博弈结果讨论与分析

3 建筑安全管理策略改进建议

根据上述博弈分析可以看出,监管部门越严格监管,企业越重视安全,工人的安全意识也会提升。三者环环相扣,一环出现问题都会导致整个安全管理系统不平衡,导致安全事故发生。基于上述分析,针对我国建筑安全管理策略提出几点改进建议:

(1)政府应适当降低监管部门的监管成本,适当放宽监管部门的管理权限,让监管部门有更大的权力和空间进行安全监管,从而提高监管部门的工作积极性。

(2)建筑企业应提高安全意识,加强对工人的安全培训、安全教育,建立良好的企业安全文化,提高建筑工人自身的安全素质和安全意识。可以引入奖罚机制,对于不遵守安全规范的工人及时进行指正并进行处罚,对一直严格遵循安全规范的工人进行奖励,以此来约束工人的行为。

(3)政府应利用宏观调控手段降低建筑企业安全管理的成本,同时加大对建筑企业违法违规行为的处罚力度。对尽职尽责的监管部门、重视安全的建筑企业还有一直严格遵守安全规范的优秀工人进行奖励,在树立榜样的同时,提高全行业对建筑安全管理的重视。

4 结论

(1)利用动态博弈的分析方法分析监管部门与建筑企业之间的博弈关系,并建立监管部门与建筑企业之间的博弈树,用逆推归纳法求纳什均衡解。得出:要想提高监管部门严格监管的概率就要提高企业重视安全的成本、降低声誉损失、适当降低对企业的处罚;要提高企业重视安全的概率就要降低监管部门监管的成本、增加对企业的处罚、增加造成社会不良影响后监管部门的损失。

(2)利用动态博弈的分析方法分析建筑企业与工人之间的博弈关系,并建立建筑企业与工人之间的博弈树,用逆推归纳法求纳什均衡解。最终结果表明:企业对工人的处罚、企业重视安全的成本、政府对企业的处罚都会影响工人遵守安全规章制度的概率;企业重视安全的概率会随着工人遵守安全规章制度成本的增加而提高,随着企业对工人奖励的降低而提高,还会随着企业对工人处罚的降低而提高。

(3)用博弈论的方法明确建筑企业、政府监管部门、工人之间的关系。监管部门越严格监管,建筑企业就会越重视安全,从而促使工人的安全意识提升,反之亦然,三者相互制约、相互影响。监管部门、建筑企业与工人三者应共同完善安全管理,从而有效控制建筑安全事故的发生,大幅提高我国建筑安全管理水平。