快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈演化仿真研究

徐 紅 王 輝 劉栩君

(1.山東師范大學(xué)商學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2.四川大學(xué)商學(xué)院，四川 成都 610065)

快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈演化仿真研究

徐 紅1王 輝1劉栩君2

(1.山東師范大學(xué)商學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2.四川大學(xué)商學(xué)院，四川 成都 610065)

近年來(lái)，隨著電子商務(wù)的迅速崛起，快遞廢棄物激增所帶來(lái)的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)程度日趨嚴(yán)重，營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)快遞廢棄物循環(huán)使用的呼聲日益急促。快遞廢棄物的循環(huán)使用涉及到多方利益相關(guān)者，本文基于利益主體協(xié)同演化視角，分別構(gòu)建未引入政府約束機(jī)制和引入政府約束機(jī)制的“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈模型，借以探索政府、消費(fèi)者及快遞企業(yè)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建過(guò)程中所扮演的角色，借助復(fù)制動(dòng)態(tài)方程得到利益相關(guān)方的演化穩(wěn)定策略和規(guī)律，并進(jìn)一步應(yīng)用MATLAB仿真工具進(jìn)行仿真模擬，研究結(jié)果表明：未引入政府約束機(jī)制下，博弈系統(tǒng)難以依靠市場(chǎng)調(diào)節(jié)快速演化到理想狀態(tài)，快遞企業(yè)和消費(fèi)者會(huì)反復(fù)權(quán)衡參與營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的收益和成本，根據(jù)凈收益進(jìn)行策略選擇，當(dāng)二者凈收益大于0時(shí)，博弈系統(tǒng)會(huì)逐漸演化為理想狀態(tài)，反之，博弈系統(tǒng)則會(huì)逐漸演化為不良狀態(tài)。引入政府約束機(jī)制可以快速的引導(dǎo)快遞企業(yè)和消費(fèi)者向理想狀態(tài)演化，加大對(duì)快遞企業(yè)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)貼力度以及對(duì)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈怠工的罰款程度能夠促進(jìn)快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建的快速高效執(zhí)行。本文的研究對(duì)快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建起到一定的啟示作用：①?gòu)恼慕嵌瘸霭l(fā)，快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的成功營(yíng)建能夠帶來(lái)社會(huì)環(huán)境資源福利的增加，所以不應(yīng)僅僅依靠市場(chǎng)行為，政府應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮其在營(yíng)建過(guò)程中的引導(dǎo)作用；②從快遞企業(yè)的角度出發(fā)，快遞企業(yè)是回收產(chǎn)業(yè)鏈的實(shí)施方，應(yīng)將環(huán)境保護(hù)作為企業(yè)發(fā)展的責(zé)任，積極主動(dòng)參與回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建；③從消費(fèi)者的角度出發(fā)，作為回收產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行的初始點(diǎn)，消費(fèi)者應(yīng)該從自身做起，提高環(huán)保意識(shí)，責(zé)任意識(shí)，積極推動(dòng)回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建。

快遞廢棄物；演化博弈；MATLAB仿真；政府約束

國(guó)家郵政局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2015年全國(guó)快遞業(yè)務(wù)量為206.7億件，居世界第一位。按照每個(gè)包裝箱0.2 kg估算，200億個(gè)包裹會(huì)產(chǎn)生包裝垃圾400多萬(wàn)t。每1t廢紙回爐化漿能生產(chǎn)0．8 t的再生好紙，可節(jié)約17棵樹(shù)，1．2 t的標(biāo)準(zhǔn)煤和600 kWh的電，快遞廢棄物中蘊(yùn)藏的可再生資源數(shù)量十分可觀[1]。幾十年來(lái)，國(guó)際社會(huì)在快遞包裝重復(fù)使用、循環(huán)回收等方面已經(jīng)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，德國(guó)20世紀(jì)90年代出臺(tái)《包裝廢棄物管理辦法》，強(qiáng)制性要求包裝生產(chǎn)商、銷(xiāo)售商對(duì)包裝回收共同負(fù)責(zé)。美國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始關(guān)注綠色包裝，為了提高企業(yè)回收包裝的積極性，各州政府根據(jù)企業(yè)包裝回收利用率的高低，適當(dāng)免除企業(yè)相關(guān)的稅收。在亞洲地區(qū)，日本在包裝綠色化方面的表現(xiàn)非常突出。日本不僅制定并實(shí)施《包裝再生利用法》，還致力于回收體系的建設(shè)，鼓勵(lì)在境內(nèi)建立大量的回收站，消費(fèi)者將包裝廢棄物進(jìn)行分類(lèi)后，日本的收運(yùn)系統(tǒng)將分類(lèi)完的包裝廢棄物通過(guò)定時(shí)回收、集合中轉(zhuǎn)等方式，運(yùn)輸至專(zhuān)門(mén)的處理中心進(jìn)行再循環(huán)、再制造處理[2]。但在我國(guó)由于缺乏足夠的二次利用渠道和方法，快遞包裝回收立法空白，它們往往使用一次后就被隨意丟棄，絕大多數(shù)最終去向就是廢品回收站，既不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。如何循環(huán)利用、變廢為寶，給巨量快遞垃圾二次、三次乃至多次生命，從而減輕對(duì)環(huán)境的污染，減少制造紙箱對(duì)木材的消耗？在我國(guó)，這是一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，更是一個(gè)無(wú)法回避的社會(huì)課題。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是指以“減量化、再利用、再循環(huán)”為原則，運(yùn)用制度和技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)一定環(huán)境資源約束條件下經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為目的的新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式[3]。循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈指在同一產(chǎn)業(yè)或不同產(chǎn)業(yè)中，以資源循環(huán)為手段，以?xún)r(jià)值增值為導(dǎo)向，以滿(mǎn)足用戶(hù)的物質(zhì)和環(huán)境需求為目標(biāo)，依據(jù)技術(shù)邏輯聯(lián)系和時(shí)空布局形成的上下關(guān)聯(lián)的鏈?zhǔn)狡髽I(yè)組織形式[4]。因此快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建能夠在一定程度上提高資源利用效率，降低環(huán)境污染程度，但是現(xiàn)階段我國(guó)諸多快遞企業(yè)由于營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的高成本以及未來(lái)盈利狀況的不可確定性而存在消極怠慢態(tài)度[5]，加之處于產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)作初始端的消費(fèi)者對(duì)回收產(chǎn)業(yè)鏈的有限認(rèn)知，阻礙了回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建進(jìn)程。因此，如何在提高消費(fèi)者參與程度以及政府約束機(jī)制下，推動(dòng)快遞企業(yè)加快回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建進(jìn)程，具有重要的實(shí)際意義。

目前，理論界關(guān)于廢棄物回收問(wèn)題的研究，主要集中在回收體系建設(shè)及回收渠道選擇層面的研究。基于回收渠道選擇及回收體系建設(shè)層面的研究，學(xué)者們分別依據(jù)回收模式[6]、回收體系[7]及回收時(shí)間與質(zhì)量[8]進(jìn)行分類(lèi)，研究不同回收渠道對(duì)廢舊產(chǎn)品回收的影響。Webster進(jìn)一步把回收體系分為聯(lián)合回收和單獨(dú)回收，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合回收能夠提高回收利潤(rùn)。劉國(guó)秋等將循環(huán)共生經(jīng)濟(jì)理念融入包裝廢棄物回收模式中，形成四種包裝廢棄物回收模式[9]，徐毅針對(duì)可再用包裝物回收再利用的特征進(jìn)一步分析了確定性環(huán)境下和不確定環(huán)境下可在用廢棄包裝物的物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題[10]。針對(duì)回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究，部分國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合當(dāng)前我國(guó)電子商務(wù)發(fā)展的現(xiàn)狀，認(rèn)為政府在回收網(wǎng)絡(luò)營(yíng)建中應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用[11-12]。此外，何波研究了廢棄物回收的多層逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，建立了廢棄物中轉(zhuǎn)站的選址模型[13]。Pati從逆向物流的角度提出了一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃模型，建立了成本最小化、廢舊產(chǎn)品數(shù)量最小化及環(huán)境效益最大化三個(gè)目標(biāo)[14]。Ramezani則進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了政府促進(jìn)逆向物流的作用[15]，但忽視了政府補(bǔ)貼的定量描述并且未給出低于法定回收率的懲罰措施，屬于只獎(jiǎng)不罰的干預(yù)機(jī)制。

發(fā)達(dá)國(guó)家回收產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，政府在產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建過(guò)程中起到重要的推動(dòng)作用，單純的依靠市場(chǎng)手段無(wú)法取得理想的效果。但在理論研究領(lǐng)域，鮮有文獻(xiàn)涉足回收產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建過(guò)程中各主體策略選擇的分析。故本文從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度基于利益主體協(xié)同演化視角，分別構(gòu)建未引入政府約束機(jī)制和引入政府約束機(jī)制的“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈模型，借以探索政府、消費(fèi)者及快遞企業(yè)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建過(guò)程中所扮演的角色，借助復(fù)制動(dòng)態(tài)方程得到利益相關(guān)方的演化穩(wěn)定策略和規(guī)律，以期為快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的形成提供理論支撐。

1 “快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈分析

快遞廢棄物二次利用的關(guān)鍵在于其回收環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步辨析快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建過(guò)程中自由市場(chǎng)與存在政府引導(dǎo)的市場(chǎng)的差異，分別構(gòu)建未引入政府約束機(jī)制和引入政府約束機(jī)制的“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈模型?；厥债a(chǎn)業(yè)鏈形成初期，企業(yè)需要增加回收網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)，加大人力、物力投入，勢(shì)必會(huì)增加企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和降低經(jīng)濟(jì)收益，企業(yè)并無(wú)動(dòng)力營(yíng)建回收網(wǎng)絡(luò)，但隨著回收網(wǎng)絡(luò)的完善，循環(huán)效率的提升，能夠帶來(lái)循環(huán)經(jīng)濟(jì)收益。此外，消費(fèi)者處于快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的起點(diǎn)，其對(duì)快遞廢棄物的處理態(tài)度及環(huán)保意識(shí)直接決定快遞廢棄物產(chǎn)業(yè)鏈的回收效率，而采用環(huán)保途徑處理快遞廢棄物耗費(fèi)時(shí)間成本較多，收益相較于一般處理方式優(yōu)勢(shì)并不明顯，因此消費(fèi)者往往選擇將快遞廢棄物采用一般方式售賣(mài)。因此，在“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈模型中，企業(yè)的策略選擇包括{營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈，不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈}，消費(fèi)者的策略選擇包括{正規(guī)途徑、一般方式}，其中，正規(guī)途徑指消費(fèi)者將快遞包裝交由企業(yè)回收處理的方式，一般方式即消費(fèi)者隨意處理快遞包裝。本文分別用x、y表示企業(yè)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈、消費(fèi)者選擇環(huán)保方式處理快遞廢棄物的概率。

1.1 博弈模型參數(shù)與支付矩陣

營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈初期需要投入更多的人力、物力成本(即回收網(wǎng)絡(luò)營(yíng)建成本)，因此如果企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈需要支付成本C3，相應(yīng)的企業(yè)會(huì)獲得循環(huán)經(jīng)濟(jì)收益R3，如果企業(yè)選擇不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈，企業(yè)將從原有途徑獲得產(chǎn)品，其獲取成本為R1，收益為R3’。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，其采用正規(guī)途徑處理快遞廢棄物所獲取的收益為R2，與之相對(duì)應(yīng)的成本為C2，相應(yīng)的采用非正規(guī)途徑處理快遞廢棄物所獲取的收益為R2’，其支付成本為S2’。

根據(jù)相關(guān)假設(shè)列出快遞企業(yè)與消費(fèi)者的博弈收益矩陣見(jiàn)表1。

表1 快遞企業(yè)與消費(fèi)者回收產(chǎn)業(yè)鏈博弈支付矩陣

Tab.1 Game payoff matrix between company and consumer

處理方式營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈正規(guī)途徑處理R2-C2，R3-C3-R2R2’-C2，R3’-R1一般處理方式R2’-S2’，R3’-C3-R1R2’-S2’，R3’-R1

1.2 復(fù)制動(dòng)態(tài)演化博弈分析

設(shè)消費(fèi)者選擇正規(guī)途徑處理快遞廢棄物的比例為x，則其選擇非正規(guī)途徑的比例為1-x，各主體復(fù)制動(dòng)態(tài)進(jìn)化過(guò)程如下：

消費(fèi)者選擇正規(guī)途徑與非正規(guī)途徑的期望收益分別為：

V1=y(R2-C2)+(1-y)(R2’-C2) =yR2-C2-yR2’+R2’

(1)

V2=y(R2’-S2’)+(1-y)(R2’-S2’)=R2’-S2’

(2)

平均期望收益為：

V=xV1+(1-x)V2

根據(jù)(1)式和(2)式，可得消費(fèi)者選擇快遞廢棄物處理方式的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

dV/dt=x(1-x)(V1-V2)=x(1-x)[y(R2-R2’) -C2+S2’]

同理，快遞企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的比例為y，選擇不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的比例為1-y，其選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的期望收益分別為：

U1=x(R3-C3-R2)+(1-x)(R3’-C3-R1) =x(R3-R3’+R1-R2)+R3’-C3-R1

(3)

U2=x(R3’-R1)+(1-x)(R3’-R1)=R3’-R1

(4)

平均期望收益為：

U=yU1+(1-y)U2

根據(jù)(3)式和(4)式，可得快遞企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

dU/dt=y(1-y)(U1-U2)=y(1-y)[x(R3-R3’ +R1-R2)-C3]

最終復(fù)制動(dòng)態(tài)方程組為：

F(x)=x(1-x)(V1-V2)=x(1-x)[y(R2-R2’) -C2+S2’]

F(y)=y(1-y)(U1-U2)=y(1-y)[x(R3-R3’ +R1-R2)-C3]

令F(x)=0且F(y)=0,解得：

x1=0,x2=1,y*=C2-S2’/R2-R2’,y1=0,y2=1,x*=C3/R3-R3’+R1-R2

由此得到該進(jìn)化博弈矩陣的5個(gè)局部均衡點(diǎn)A1(0,0)、A2(0,1)、A3(1,0)、A4(1,1)、A5(x*,y*)，其中，A1、A2、A3、A4為純策略均衡點(diǎn)，A5為混合策略均衡點(diǎn)。

detJ=(1-2x)[y(R2-R2’)-C2+S2’](1-2y)[x(R3-R3’+R1-R2)-C3]-x(1-x) (R2-R2’)y(1-y)(R3-R3’+R1-R2)

trJ=(1-2x)[y(R2-R2’)-C2+S2’]+(1-2y) [x(R3-R3’+R1-R2)-C3]

1.3 模型分析

x,y分別表示快遞企業(yè)及消費(fèi)者選擇某策略的個(gè)體占總體的比例。在平面P={(x,y)|0≤x,y≤1}討論博弈系統(tǒng)的均衡點(diǎn)及其穩(wěn)定性，假設(shè)R2-C2>R2’-S2’,即只有在消費(fèi)者感到參與到回收產(chǎn)業(yè)鏈中所獲得的收益不小于原有處理快遞廢棄物方式所獲得的收益時(shí)，其才會(huì)有主動(dòng)性參與到活動(dòng)中來(lái)，R3-C3-R2-(R3’-R1)>0，即快遞企業(yè)認(rèn)為其營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈獲利大于不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈時(shí)才會(huì)主動(dòng)投入到快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建中來(lái)。演化博弈系統(tǒng)存在五個(gè)局部均衡點(diǎn)，分別為(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)及鞍點(diǎn)P(x*,y*),分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 穩(wěn)定性分析

Tab.2 Analysis of stability

均衡點(diǎn)DetJTr結(jié)果x=0，y=0+-Essx=0，y=1++不穩(wěn)定x=1，y=0++不穩(wěn)定x=1，y=1+-Essx?=C3/R3-R3’+R1-R2y?=C2-S2’/R2-R2’+0鞍點(diǎn)

當(dāng)R2-C2>R2’-S2’且R3-C3-R2-(R3’-R1)>0時(shí)，消費(fèi)者參與到快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈所獲收益較大，同時(shí)快遞企業(yè)由于營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈所獲循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益高于其常規(guī)收益，其有更強(qiáng)烈的意愿主動(dòng)投入到回收產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建中來(lái)，此時(shí)，演化博弈系統(tǒng)存在兩個(gè)穩(wěn)定策略，即A1(一般處理方式，不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈)和A4(正規(guī)處理方式，營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化路徑相位圖如圖1所示：

圖1 動(dòng)態(tài)演化路徑Fig.1 Dynamic evolution path

演化博弈的最終均衡結(jié)果取決于各博弈方初始狀態(tài)，此博弈系統(tǒng)中存在兩個(gè)演化博弈均衡狀態(tài)(Ess),即F(1,1)和G(0,0)，分別對(duì)應(yīng)著不良狀態(tài)(消費(fèi)者采用一般處理方式，企業(yè)選擇不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈)和理想狀態(tài)(消費(fèi)者選擇正規(guī)途徑，企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈),相應(yīng)的E-P-H分隔線可看做演化結(jié)果收斂到不同結(jié)果的臨界線，當(dāng)博弈雙方初始狀態(tài)處于四邊形EPHG中時(shí)，最終結(jié)果收斂到(0,0),當(dāng)博弈雙方初始狀態(tài)處于四邊形EPHF中時(shí)，最終結(jié)果收斂到(1,1),鞍點(diǎn)的移動(dòng)能夠調(diào)節(jié)四邊形EPHG和四邊形EPHF的面積，會(huì)對(duì)最終系統(tǒng)的收斂結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，可通過(guò)調(diào)節(jié)鞍點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)，引導(dǎo)博弈系統(tǒng)朝著理想狀態(tài)演化。

針對(duì)鞍點(diǎn)P(x*,y*)，當(dāng)快遞企業(yè)營(yíng)建廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的前期投入成本C3增加,其他變量保持不變的情況下,x*水平向右移動(dòng)，四邊形EFHP面積減少，從而博弈系統(tǒng)收斂到理想狀態(tài)F(1,1)的可能性降低，說(shuō)明當(dāng)快遞企業(yè)前期需要投入巨額資本營(yíng)建產(chǎn)業(yè)鏈時(shí)，其積極性往往不大，不利于回收產(chǎn)業(yè)鏈的順利營(yíng)建。

從快遞企業(yè)收益的角度出發(fā)，R3’為快遞企業(yè)原始收入，R3為快遞企業(yè)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈之后的收入，當(dāng)R3-R3’增大，即其預(yù)期收益增加時(shí)，x*水平左移，四邊形EFHP面積增大，博弈系統(tǒng)收斂到理想狀態(tài)F(1,1)的可能性增加，分析表明，在經(jīng)濟(jì)人假設(shè)下，企業(yè)預(yù)期收益增大，能夠有效促進(jìn)其營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的動(dòng)力，同時(shí)回收產(chǎn)業(yè)鏈作為企業(yè)未來(lái)增加收益的一種手段，企業(yè)有更多積極性進(jìn)行精心維護(hù)，保證回收產(chǎn)業(yè)鏈的有效運(yùn)行。

從消費(fèi)者收益的角度出發(fā)，R2’為消費(fèi)者采用一般處理方式處理快遞廢棄物所獲得的收益，R2消費(fèi)者采用規(guī)范處理方式處理快遞廢棄物所獲得的收益，當(dāng)R2-R2’增加時(shí)，即消費(fèi)者采用規(guī)范化處理方式可以獲得額外收益，此時(shí)，y*豎直向下移動(dòng)，四邊形EFHP面積增大，博弈系統(tǒng)收斂到理想狀態(tài)F(1,1)的概率增加，分析表明，消費(fèi)者個(gè)人收益增大，能夠有效激勵(lì)其采用規(guī)范化手段處理快遞廢棄物。

從消費(fèi)者耗費(fèi)成本的角度出發(fā)，S2’為采用一般處理方式時(shí)所耗費(fèi)的成本，C2為采用規(guī)范化處理方式時(shí)所耗費(fèi)的成本，C2-S2’增大時(shí)，y*水平向上移動(dòng)，四邊形EFHP面積減小，最終博弈系統(tǒng)收斂到理想狀態(tài)F(1,1)的概率降低，表明當(dāng)消費(fèi)者參與到回收產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，采用規(guī)范化方式處理快遞廢棄物時(shí)，耗費(fèi)成本的增加是導(dǎo)致消費(fèi)者采用規(guī)范化處理方式的阻礙因素。

相應(yīng)鞍點(diǎn)變化的相位圖演化如圖2—圖5所示。

2 政府行為對(duì)演化博弈狀態(tài)的影響

企業(yè)與消費(fèi)者基于“理性人”的假定，往往具有“慢速學(xué)習(xí)”的特征，運(yùn)用演化博弈的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程，可以得出快遞企業(yè)與消費(fèi)者的演化路徑，隨著快遞企業(yè)與消費(fèi)者不斷選擇學(xué)習(xí)的過(guò)程，二者分別可以演化到合作的理想狀態(tài)，但是其主要取決于快遞企業(yè)的回收產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建成本及盈利狀況以及消費(fèi)者參與此回收系統(tǒng)的收益與成本差異，利益主體的責(zé)任意識(shí)同樣尤為重要，在無(wú)政府參與的回收產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建過(guò)程中，其進(jìn)化過(guò)程較為漫長(zhǎng)，很難演化到理想的合作狀態(tài)，因此本文引入政府對(duì)快遞企業(yè)的補(bǔ)貼與懲罰，藉此觀測(cè)政府在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建中所應(yīng)承擔(dān)的角色，以及政府干預(yù)在回收產(chǎn)業(yè)鏈的演化過(guò)程中所起的作用。

圖2 參數(shù)R2-R2’增加Fig.2 R2-R2’ rise

圖3 參數(shù)C2-S2’增加Fig.3 C2-S2’ rise

圖4 參數(shù)C3增加Fig.4 C3 rise

圖5 參數(shù)R3-R3’增加Fig.5 R3-R3’ rise

在前文相關(guān)假定的基礎(chǔ)上引入政府補(bǔ)貼與懲罰因素，對(duì)積極投入快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建的快遞企業(yè)給予補(bǔ)貼S1，對(duì)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建過(guò)程中存在機(jī)會(huì)主義行為的快遞企業(yè)給予罰款B1，引入政府干預(yù)后的支付矩陣如表3所示。

表3 政府干預(yù)下快遞企業(yè)與消費(fèi)者回收產(chǎn)業(yè)鏈博弈支付矩陣

Tab.3 Game payoff matrix between company and consumer with regulation

處理方式營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈正規(guī)途徑處理R2-C2，R3-C3-R2+S1R2’-C2，R3’-R1-B1一般處理方式R2’-S2’，R3’-C3-R1+S1R2’-S2’，R3’-R1-B1

相應(yīng)的發(fā)生變化的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程組如下：

F(x) =x(1-x)(V1-V2)

=x(1-x)[y(R2-R2’)-C2+S2’]

F(y)=y(1-y)(U1-U2)=y(1-y)

[x(R3-R3’+R1-R2)-C3+S1+B1]

令F(x)=0且F(y)=0,解得：

x1=0,x2=1,y1*=C2-S2’/R2-R2’,y1=0,y2=1,x1*=(C3-S1-B1)/R3-R3’ +R1-R2;

由此得到該進(jìn)化博弈矩陣的5個(gè)局部均衡點(diǎn)A1(0,0)、A2(0,1)、A3(1,0)、A4(1,1)、A5(x*,y*)，A1、A2、A3、A4為純策略均衡點(diǎn)，A5為混合策略均衡點(diǎn)。

detJ=(1-2x)[y(R2-R2’)-C2+S2’](1-2y)[x(R3-R3’+R1-R2)-C3+S1+B1]-x(1-x) (R2-R2’)y(1-y)(R3-R3’+R1-R2)

trJ=(1-2x)[y(R2-R2’)-C2+S2’]+(1-2y) [x(R3-R3’+R1-R2)-C3+S1+B1]

根據(jù)C3-S1-B1<0和C3-S1-B1>0兩種情況來(lái)分析加入政府補(bǔ)貼和政府罰款時(shí)，演化博弈系統(tǒng)的穩(wěn)定性狀態(tài)，當(dāng)C3-S1-B1<0且R3-C3-R2+S1-(R3’-R1-B1)>0(由無(wú)政府約束下演化博弈模型已知)時(shí)，由于快遞企業(yè)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的前期初始投入小于不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈所獲得的政府罰款，因此快遞企業(yè)在政府干預(yù)的壓力下會(huì)采取營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的方式，同時(shí)，在政府干預(yù)下快遞企業(yè)由于快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈所獲循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益高于其常規(guī)收益，其有更強(qiáng)烈的意愿主動(dòng)投入到回收產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建中來(lái)，此時(shí)，演化博弈系統(tǒng)只存在一個(gè)穩(wěn)定策略，即A4(正規(guī)處理方式，營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈)；當(dāng)C3-S1-B1>0且R3-C3-R2+S1-(R3’-R1-B1)>0(由無(wú)政府約束下演化博弈模型已知)時(shí)，引入政府干預(yù)假設(shè)之后，相應(yīng)系統(tǒng)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程發(fā)生變化，其鞍點(diǎn)狀態(tài)相應(yīng)改變，相較于沒(méi)有政府干預(yù)時(shí)，在其他各項(xiàng)指標(biāo)不發(fā)生改變的情況下，由于引入政府補(bǔ)貼S1與政府罰款B1,初始狀態(tài)x1*

表4 政府干預(yù)下穩(wěn)定性分析

3 快遞廢棄物多主體演化仿真

通過(guò)演化博弈分析模型可以看出系統(tǒng)會(huì)達(dá)到演化均衡的狀態(tài)，但并不明確達(dá)到均衡的過(guò)程。據(jù)此，本文基于上述假設(shè)，利用MATLAB軟件分別對(duì)無(wú)政府干預(yù)的“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”博弈系統(tǒng)和存在政府干預(yù)的“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”博弈系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。設(shè)置模擬周期為60，INITIAL TIME=0，F(xiàn)INAL TIME=60，本文的參數(shù)取值嚴(yán)格限定在約束范圍之內(nèi)，默認(rèn)參數(shù)取值為R3=2，R3’=1.7，R2=0.45，R2’=0.05，R1=0.55，C3=0.3，S1=0.15，B1=0.1，C2=0.3，S2’=0.2，x=0.5,y=0.5。

(1)x和y分別代表消費(fèi)者采取規(guī)范途徑處理快遞廢棄物和快遞企業(yè)選擇營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的初始比例，為進(jìn)一步觀測(cè)初始狀態(tài)時(shí)選擇某種策略的消費(fèi)者人數(shù)比例變化及快遞企業(yè)數(shù)比例變化對(duì)演化結(jié)果的影響，改變初始狀態(tài)各方策略選擇比例進(jìn)行分析。從圖6可以看出，在快遞企業(yè)初始選擇策略比例變化的情況下，消費(fèi)者最終呈現(xiàn)不同的選擇策略，當(dāng)初始狀態(tài)下快遞企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的熱情不高時(shí)，消費(fèi)者也同樣會(huì)選擇利于自己受益的演化策略，最終趨向于采取一般的廢棄物處理方式，隨著快遞企業(yè)對(duì)于營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈熱情的提升，消費(fèi)者預(yù)期自己受益增加的情況下也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變對(duì)于回收產(chǎn)業(yè)鏈的認(rèn)識(shí)，選擇策略逐步趨向于采取規(guī)范化的處理方式，此外，從消費(fèi)者自身策略選擇出發(fā)，回收產(chǎn)業(yè)鏈的順利實(shí)施代表一個(gè)國(guó)家綠色環(huán)保意識(shí)的提升，是一個(gè)國(guó)家公民環(huán)保責(zé)任的體現(xiàn)，圖6顯示，當(dāng)消費(fèi)者初始選擇規(guī)范化處理方式的比例較低時(shí)，其自身策略往往會(huì)趨向于演化到不良狀態(tài)，隨著消費(fèi)者慢慢加入到規(guī)范化處理快遞廢棄物的行列中，比例人群增加，系統(tǒng)也同樣逐步趨向于理想狀態(tài)演化。

(2)從快遞企業(yè)的角度出發(fā)，快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的成功營(yíng)建在很大程度上取決于消費(fèi)者在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演的角色，相對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，個(gè)人消費(fèi)者在產(chǎn)業(yè)鏈中所獲得失甚微，個(gè)人消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈的存在與否利益相關(guān)性不大，消費(fèi)者主動(dòng)參與快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的意愿不大，因此出于此一方面的考慮消費(fèi)者的選擇對(duì)快遞企業(yè)策略選擇至關(guān)重要。從圖7可以看出，隨著快遞企業(yè)自身參與到廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的比例的提升，其演化穩(wěn)定策略也逐步由趨向于不良狀態(tài)向趨向于理想狀態(tài)演變，此外從消費(fèi)者選擇行為對(duì)快遞企業(yè)演化結(jié)果影響的路徑可以看出，隨著消費(fèi)者參與回收產(chǎn)業(yè)鏈比例的不斷增加，快遞企業(yè)也逐步向理想化穩(wěn)定狀態(tài)演化。

綜上，此博弈系統(tǒng)中作為利益相關(guān)體的消費(fèi)者和快遞企業(yè)，其單方主體行為對(duì)另外一方行為演化存在顯著影響，x和y的初始取值越大，博弈系統(tǒng)收斂到理想狀態(tài)的可能性就越大。

(3)圖8為政府干預(yù)下，消費(fèi)者的演化路徑仿真分析圖，相較于圖6可以看出，在任意初始比例狀態(tài)下消費(fèi)者最終演化結(jié)果都傾向于理想狀態(tài)，且隨快遞企業(yè)選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈初始比例不斷提升，其演化為最終理想狀態(tài)的速度逐漸加快，同理，隨消費(fèi)者自身選擇規(guī)范化方式處理快遞廢棄物的初始比例不斷提升，其快速演化到理想狀態(tài)。

圖6 消費(fèi)者演化路徑Fig.6 Consumer evolution path

圖7 企業(yè)演化路徑Fig.7 Company evolution path

(4)圖9為政府干預(yù)下快遞企業(yè)的演化仿真圖，相對(duì)于消費(fèi)者而言，快遞企業(yè)是政府干預(yù)的直接受體，其有更快的速度演化到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)比圖7可以看出，任意初始狀態(tài)下，快遞企業(yè)最終皆演化到理想狀態(tài)，隨快遞企業(yè)自身選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈比例的增加，其演化到理想狀態(tài)的速度逐漸加快，同時(shí)，作為快遞企業(yè)演化狀態(tài)影響的重要因素，隨消費(fèi)者的廢棄物規(guī)范處理方式初始選擇比例不斷提升的前提下，快遞企業(yè)營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈的傾向更加明確，其演化到理想狀態(tài)的速度更快。

綜上，在市場(chǎng)化“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”博弈系統(tǒng)中引入政府干預(yù)，有助于提升博弈系統(tǒng)演化到理想狀態(tài)的傾向于速度。

4 結(jié)論及建議

本文基于博弈系統(tǒng)雙方有限理性的前提，運(yùn)用演化博弈理論分析在無(wú)政府干預(yù)和政府干預(yù)介入下“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”關(guān)于快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建的演化決策過(guò)程，分析結(jié)果表明：

市場(chǎng)化條件下，“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈系統(tǒng)是否達(dá)到理想化狀態(tài)結(jié)果取決于初始狀態(tài)下消費(fèi)者和快遞企業(yè)自身對(duì)于決策選擇的比例以及其各自的凈收益，當(dāng)其各自?xún)羰找娲笥?時(shí)，會(huì)有越來(lái)越多的快遞企業(yè)主動(dòng)加入到廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建中來(lái)，相應(yīng)的消費(fèi)者也會(huì)逐漸采用規(guī)范化處理方式處理快遞廢棄物，直至所有快遞企業(yè)都選擇營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈，消費(fèi)者全部選擇規(guī)范化處理快遞廢棄物。與此相反，當(dāng)其各自的凈收益小于0時(shí)，越來(lái)越多的快遞企業(yè)會(huì)選擇不參與快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建，同時(shí)，消費(fèi)者采用規(guī)范化處理方式處理快遞廢棄物的比例也會(huì)逐漸降低，直至所有快遞企業(yè)都選擇不營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈，全部消費(fèi)者選擇一般方式處理快遞廢棄物。消費(fèi)者處于快遞回收產(chǎn)業(yè)鏈的起點(diǎn)，其行為策略選擇對(duì)快遞企業(yè)是否主動(dòng)參與營(yíng)建快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈具有重要影響，當(dāng)消費(fèi)者普遍選擇采用規(guī)范化處理方式處理快遞廢棄物時(shí)，快遞企業(yè)參與回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建的意愿會(huì)更高。因此市場(chǎng)化條件下，“快遞企業(yè)-消費(fèi)者”演化博弈系統(tǒng)很難通過(guò)自身調(diào)節(jié)演化到{正規(guī)途徑處理，營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈}的理想狀態(tài)。在政府干預(yù)機(jī)制下，針對(duì)快遞企業(yè)回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建引入政府補(bǔ)貼和政府罰款可以促使穩(wěn)定策略向{正規(guī)途徑處理，營(yíng)建回收產(chǎn)業(yè)鏈}的理想狀態(tài)方向演進(jìn)，從而快速實(shí)現(xiàn)全范圍的快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的營(yíng)建。

圖8 政府干預(yù)下消費(fèi)者演化路徑Fig.8 Consumer evolution path with regulation

圖9 政府干預(yù)下企業(yè)演化路徑Fig.9 Company evolution path with regulation

快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈的順利營(yíng)建不僅取決于市場(chǎng)自身調(diào)節(jié)，更取決于政府規(guī)制的引導(dǎo)。根據(jù)結(jié)論，提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建初期，政府應(yīng)主動(dòng)介入，對(duì)其實(shí)施監(jiān)管策略，并以懲罰為主，獎(jiǎng)勵(lì)為輔，加強(qiáng)快遞廢棄物回收立法體系建設(shè)，加快快遞廢棄物回收專(zhuān)項(xiàng)法律法規(guī)建設(shè)進(jìn)程，提高執(zhí)法的規(guī)范性和嚴(yán)格性。明確企業(yè)及消費(fèi)者責(zé)任，加大對(duì)違規(guī)企業(yè)的懲罰力度，同時(shí)對(duì)表現(xiàn)良好的企業(yè)給予適度獎(jiǎng)勵(lì)，以法律的強(qiáng)制性約束企業(yè)的行為。

(2)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建中后期，政府應(yīng)逐漸淡出監(jiān)管策略，并將監(jiān)管意識(shí)轉(zhuǎn)移給市場(chǎng)，以便產(chǎn)業(yè)鏈自身調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)化，加強(qiáng)對(duì)快遞廢棄物回收處理的財(cái)政和稅收政策傾斜，加大對(duì)企業(yè)對(duì)逆向物流構(gòu)建的資金扶持力度，降低企業(yè)實(shí)施逆向物流的成本，從而提高企業(yè)對(duì)長(zhǎng)期循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)期。

(3)在快遞廢棄物回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建全程，政府都應(yīng)以強(qiáng)化消費(fèi)者和企業(yè)的環(huán)保意識(shí)為重點(diǎn)，對(duì)于企業(yè)要以強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任意識(shí)為重點(diǎn)，通過(guò)產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)，促進(jìn)企業(yè)在環(huán)保壓力的約束下主動(dòng)加大環(huán)保投入，提升對(duì)快遞廢棄物回收利用的自主性。對(duì)于消費(fèi)者，政府應(yīng)運(yùn)用媒體宣傳優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的引導(dǎo)，同時(shí)做好回收基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以加強(qiáng)消費(fèi)者回收的便捷性和經(jīng)濟(jì)性，降低其回收成本，引導(dǎo)消費(fèi)者走正規(guī)回收途徑。

本文建立的演化博弈模型重點(diǎn)解決可回收包裝廢棄物的回收產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)建問(wèn)題，針對(duì)不可回收包裝廢棄物的處理，其處理方式存在較大差異，在未來(lái)的研究中可針對(duì)不同類(lèi)別快遞包裝廢棄物分別建立模型進(jìn)一步展開(kāi)細(xì)致研究。

(編輯：劉呈慶)

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Simulation of the express waste recycling industry chain based on circular economy

XUHong1WANGHui1LIUXu-jun2

(1.School of Business, Shandong Normal University, Jinan Shandong 250014, China； 2.School of Business, Sichuan University, Chengdu Sichuan 610065, China)

In recent decades, due to the rapid development of electronic commerce, fast growth of express waste results in the increasingly serious environmental pollution and resource waste, and thus there is an urgent need to establish express waste recycling industry chain to promote the express waste recycling. Given that express waste recycling includes the multi-stakeholder, from the stakeholder collaborative evolutionary perspective, this study established ‘express delivery companies—consumers’ evolutionary game model through introducing and not introducing the government restraint mechanism to determine the role of government, consumers and express delivery companies on waste recycling industry chain construction. In addition, the replication dynamic equation is used to examine the evolutionary stable strategy and regularity of stakeholders. The process of evolution is further simulated by MATLAB tools. As a result, if not introducing the constraint mechanism, it is difficult for game system to evolve into the ideal state merely through only market regulation. Meanwhile, express delivery companies and consumers will frequently judge the benefits and costs of the waste recycling industry chain. If the net income is greater than zero, the system will gradually evolve into the ideal state; if not, the game system will gradually evolve into bad condition. If introducing government restraint mechanism, the system will quickly evolve into ideal state. Growth in subsidies and punishment to the delay of establishing recycling industry chain can rapidly promote the performance of express waste recycling industry chain. These results are very useful for the establishment of the express waste recycling industry chain. First, from the perspective of government, the successful construction of express waste recycling industry chain can bring in the growth in the social environmental resource welfare. Therefore, the government should play an important role in the construction process, rather than depending only on market behavior. Second, from the perspective of express delivery business, because express delivery companies are the implementation of the recycling industry chain, they should enhance the environmental protection and actively participate in the recycling industry chain construction. At last, from the perspective of consumers, who are in the beginning of recycling industry chain operation, consumers should improve the awareness of environmental protection and responsibility, and also promote the recycling industry chain construction.

express waste; evolutionary game; MATLAB simulation; government restraint

2016-07-29

徐紅，教授，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)管理。E-mail：Xh250014@163.com。

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革視角下水生態(tài)空間治理路徑優(yōu)化研究”(批準(zhǔn)號(hào)：16BGL137)。

F062.9

A

1002-2104(2017)01-0111-09

10.3969/j.issn.1002-2104.2017.01.013