雙邊匹配理論在電子商務環(huán)境下電煤價格生成中的應用展望

時如義 聶 銳 王 迪 李崇茂

(1.中國礦業(yè)大學管理學院，江蘇省徐州市, 221116； 2.江蘇高校國際能源政策研究中心，江蘇省徐州市, 221116)

?

雙邊匹配理論在電子商務環(huán)境下電煤價格生成中的應用展望

時如義1聶 銳1王 迪2李崇茂1

(1.中國礦業(yè)大學管理學院，江蘇省徐州市, 221116； 2.江蘇高校國際能源政策研究中心，江蘇省徐州市, 221116)

2013年電煤價格并軌后，電煤價格生成和煤電穩(wěn)定交易成為研究焦點。本文分析電煤價格生成問題，梳理雙邊匹配理論研究進展，將雙邊匹配理論應用到電煤價格生成過程中，并做出以下應用展望：從煤電企業(yè)雙方的交易意愿出發(fā)，探尋煤電雙方穩(wěn)定匹配交易下的電煤均衡價格，為煤電企業(yè)提供電煤價格生成的參與機制，推動電煤價格生成過程透明化、規(guī)范化、系統(tǒng)化；為煤電企業(yè)經(jīng)營和宏觀政策設計提供有效的決策支持，促進煤電中長期穩(wěn)定交易關系的建立。

電煤價格 雙邊匹配理論 應用展望

1 引言

煤炭是中國最重要的基礎能源，以煤為主的能源消費結構十分突出。當前煤炭市場需求不足與產(chǎn)能過剩的矛盾突出，煤價大幅下滑與煤炭庫存高位并行，進口煤炭總量依然較大，行業(yè)虧損面進一步擴大，煤炭經(jīng)濟下行愈加嚴峻，煤炭企業(yè)經(jīng)營舉步維艱。電力行業(yè)是中國煤炭的最大用戶，煤炭和電力依存度非常高。據(jù)中電聯(lián)發(fā)布的2016中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告，截至2015年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量152527萬kW，其中煤電裝機90009萬kW，占總裝機容量的59%。

電煤價格在煤電產(chǎn)業(yè)關系中至關重要，電煤價格改革在國家宏觀調(diào)控與市場機制引導下逐步推進。2013年電煤價格并軌正式實施，政府不再干預煤價，電煤價格由交易雙方自主協(xié)商確定。電煤價格并軌后，在完全市場化的環(huán)境下，如何使煤電雙方減少沖突、提供可供參考的電煤價格生成預期，又如何盡快形成煤電雙方相對穩(wěn)定的中長期交易關系，是目前亟待解決的問題。

2 電煤價格生成問題研究

2.1 電煤價格生成背景介紹

1993年進行煤炭價格部分市場化改革，國家決定逐步放開煤價。1996年為保障電煤供應以穩(wěn)定電價，國家開始對電煤采取指導價格，“計劃煤”與“市場煤”之間的價格雙軌制度從此形成。2002年政府不再發(fā)布電煤指導價格，取而代之的是煤炭訂貨會上參考性的協(xié)調(diào)價格。2005年政府正式宣布不再對電煤價格進行調(diào)控。2009年國家發(fā)改委決定不再每年舉行煤炭訂貨會，而采用網(wǎng)絡匯總的模式，基本形成了在國家宏觀調(diào)控指導下，企業(yè)自主銜接資源、協(xié)商定價的新機制。2012年底國務院發(fā)布《關于深化電煤市場化改革的指導意見》，宣布取消重點合同，取消電煤價格雙軌制。2016年4月國資委發(fā)布《關于中央企業(yè)煤電長期穩(wěn)定合作方案(征求意見稿)》，提出煤電企業(yè)交易要遵循市場規(guī)律的原則，煤電雙方尋求既符合市場規(guī)律，又符合雙方利益的市場化定價機制，提升長協(xié)執(zhí)行的可操作性。

2.2 電煤價格生成問題的提出

電煤價格改革的路徑是逐步發(fā)揮市場在資源配置中的作用，減少政府對資源的直接配置，充分發(fā)揮市場參與主體的積極性與能動性。從電煤價格政府指導到計劃煤和市場煤，再到電煤價格并軌的統(tǒng)一市場煤；從煤炭訂貨會到煤炭產(chǎn)運需銜接會，再到區(qū)域煤炭交易中心，一直以來電煤價格缺少規(guī)范合理的形成機制，煤電企業(yè)缺乏可參考的電煤價格預期，只能參照歷史交易情況和幾大交易中心價格指數(shù)來指導電煤定價，主觀性較強，決策過程相對片面、不規(guī)范，導致煤電雙方的沖突不斷。區(qū)域煤炭交易中心的出現(xiàn)，為煤電雙方討價還價的博弈行為提供了有利的參考信息。而交易中心作為交易平臺，負責為雙方發(fā)布供需信息，缺少對煤電企業(yè)雙方交易選擇的引導，使雙方在搜尋交易對象上花費大量時間。面對交易平臺中海量的供需信息，煤電企業(yè)應當如何搜尋可參照的交易價格？又該如何做出交易對象的選擇？這是電煤價格并軌背景下需要解決的問題。

2.3 電煤價格生成研究述評

關于國內(nèi)電煤價格生成問題的研究，學者大多立足煤炭資源價值構成及其與價格的關系，厘清煤炭價格波動影響因素，分析產(chǎn)業(yè)鏈視角下的煤電縱向影響，探討煤炭價格與經(jīng)濟增長、電力消費的關系；考慮煤炭生產(chǎn)、銷售、運輸、儲備等環(huán)節(jié)，建議煤電企業(yè)簽訂長期合同以穩(wěn)定煤炭價格波動。Chi-Jen Yang等(2012)從國際能源經(jīng)濟的視角，分析中國煤炭價格的擾動對全球化石能源市場的影響。Ming-hua Liu等(2013)發(fā)現(xiàn)了煤炭價格和電力價格之間的弱長期關系，電價市場扭曲導致經(jīng)濟發(fā)展對電力生產(chǎn)的依賴，從而引發(fā)煤炭、原油價格的劇烈波動。濮洪九等(2009)全面系統(tǒng)地分析了煤炭價格構成、煤炭價格預測，并提出建立和完善煤炭價格形成機制的思路及合理路徑。張華明、趙國浩(2010)探索了由煤炭全成本內(nèi)涵、煤炭期貨交易機制、煤炭價格有效性評價等環(huán)節(jié)組成的煤炭價格形成機制過程，分析了我國煤炭價格形成機制存在的問題。

以上學者較多站在宏觀角度來研究煤炭價格形成過程與機制，較少從微觀市場主體的視角發(fā)現(xiàn)煤炭價格的生成過程。本文基于雙邊匹配理論，探討從微觀主體的交易意愿出發(fā)，在穩(wěn)定的匹配交易關系中發(fā)現(xiàn)客觀合理的電煤交易價格。

3 雙邊匹配理論研究進展

3.1 雙邊匹配理論的來源

雙邊匹配是指在決策過程中需要充分考慮匹配主體的滿意度要求，通過合理的匹配算法，使雙方主體都能達到滿意的結果，以形成雙方穩(wěn)定的匹配。雙邊匹配問題源于Shapley的文章《大學錄取與婚姻穩(wěn)定》，文中提出婚姻匹配和高校學生匹配的決策問題(Gale和Shapley，1962)，該研究是雙邊匹配思想的開端。Gale和Shapley對男女婚配進行探討，設有m個女士和n個男士，各自對對方都有一個評價順序，如何匹配才能達到穩(wěn)定，并且使雙方的滿意度最大化，是婚姻匹配研究的重點。

根據(jù)Gale和Shapley對婚姻匹配問題的分析，哈佛大學教授Roth最早提出雙邊匹配的概念(Roth，1985)，Roth于1984年發(fā)現(xiàn)了國家居民匹配系統(tǒng)(National Resident Matching Program, NRMP)，找到了穩(wěn)定配置理論及其算法的現(xiàn)實實用性。接著很多學者開始關注對雙邊匹配理論的研究，在婚姻匹配研究的基礎上，學者們從理論上補充和完善了Gale-Shapley雙邊匹配算法(Balinski和Ratier，1998；Aldershof和Carducci，1999)，結合實際情況進行了擴展(Gale，2001)。

3.2 雙邊匹配理論的發(fā)展

隨著研究的不斷發(fā)展，對于雙邊匹配的研究逐漸分化為兩個學派。一個是以經(jīng)濟學理論、實驗經(jīng)濟學、設計經(jīng)濟理論、博弈論著稱的經(jīng)濟學派，以Shapley、Roth、Gale、Sotomayor、Abdulkadiroglu、Abeledo、Alclde和Ehlers等為代表，該學派采用經(jīng)濟學研究方法，對匹配機制設計、匹配算法、匹配的穩(wěn)定性、匹配雙邊結構進行了大量研究。另一個學派是管理學派，研究學者主要有Jung、Janssen、Korkmaz、Wong、汪定偉、樊治平、姜艷萍、蔣忠中和馮博等，主要進行雙邊匹配研究中的定量決策和分析，使用多屬性決策分析方法、智能算法、優(yōu)化建模方法、決策支持系統(tǒng)等工具，研究內(nèi)容集中在雙邊匹配的生成、匹配滿意度等問題上面，探討了通過計算機技術信息技術構建決策支持系統(tǒng)。

兩大學派從不同角度設計匹配方案，并試圖將這一理論擴展以解決市場中的若干相關問題。比如，人力資源管理中的人與組織的匹配研究，金融經(jīng)濟中風險投資商與風險投資項目的匹配研究，商業(yè)銀行與目標信貸客戶的匹配研究，美國醫(yī)療體系中腎臟移植捐贈與病人之間的匹配關系研究，農(nóng)產(chǎn)品供需信息匹配問題研究，企業(yè)并購活動中資源匹配、戰(zhàn)略匹配和組織匹配等研究。

3.3 電子商務環(huán)境下雙邊匹配問題

在電子商務環(huán)境下，基于電子中介撮合的買賣交易問題，是雙邊匹配問題。隨著電子商務的快速發(fā)展，網(wǎng)絡中介為買賣雙方的多屬性商品交易提供了新的電子交易平臺，學者們對此進行了很多研究。張振華和汪定偉(2005)研究了電子中介中的匹配問題，提出了電子中介處理多屬性商品交易時雙方的滿意度函數(shù)，以最大化買賣雙方滿意度為目標，構建了多個買家和多個賣家交易一件同類商品的多目標匹配優(yōu)化模型。張振華等(2008)研究了電子中介下的雙邊匹配問題，給出了買賣雙方的滿意度計算方法和匹配排序算法，將Gale-Shapley算法從理論上進行了擴展以解決多對多雙邊匹配問題。蔣忠中等(2011)研究了電子中介中具有模糊信息且需求不可分的多屬性商品交易匹配問題，從買賣雙方視角提出了新的基于改進模糊信息公理的交易匹配度計算方法。盛瑩(2011)以電子中介中買賣雙方單數(shù)量同類商品交易為研究背景，設計了具有模糊信息的多屬性商品交易優(yōu)化匹配算法。蔣忠中等(2014)設計了基于Prüfer數(shù)編碼的多目標離散差分進化算法，研究具模糊信息的多數(shù)量多屬性電子交易匹配問題。

國內(nèi)大多學者運用系統(tǒng)理論、匹配決策、決策優(yōu)化、系統(tǒng)優(yōu)化建模等方法，盡管他們的匹配目標形式各異，但是都直接或間接的遵循“總體滿意”這一目標，不一定能夠得到穩(wěn)定解、實現(xiàn)穩(wěn)定匹配的效果。

4 雙邊匹配理論在電煤價格生成中的應用展望

在我國電煤價格并軌這一大背景下，煤電雙方自主定價、自主交易銜接，面對大量的交易信息，雙方如何做出合理的交易選擇，如何探尋可參考的電煤交易價格，是煤電企業(yè)和政府所關心的問題，而煤電企業(yè)的交易選擇的過程正是一個雙邊匹配決策的過程。煤炭企業(yè)和發(fā)電企業(yè)是匹配的雙方，電煤為匹配交易對象。設發(fā)電企業(yè)為B={b1,b2, …,bm}，bi為B中第i個企業(yè)；煤炭企業(yè)為S={s1,s2,…,sn}，sj為S中第j個企業(yè)。發(fā)電企業(yè)bi對集合S中的煤炭企業(yè)具有滿意偏好，煤炭企業(yè)sj對集合B中的發(fā)電企業(yè)同樣具有滿意偏好，雙方主體根據(jù)滿意偏好信息，構建雙方各自對對方的偏好排序，依據(jù)一定的穩(wěn)定匹配算法，找到雙方的交易匹配結果μ={(b1,sp1), (b2,sp2), (b3,sp3), …, (bm,spn)}，其中{p1,p2, …,pn}為1-n的一個自然數(shù)排列。煤電雙方的交易匹配問題如圖1所示，發(fā)電企業(yè)bi和煤炭企業(yè)sj之間的連線表示有限的兩個權值，這兩個權值分別代表bi對sj的匹配度和sj對bi的匹配度。發(fā)電企業(yè)和煤炭企業(yè)雙方盡量找到自己最希望與之交易的對象，并且達成穩(wěn)定的匹配。煤電企業(yè)雙邊匹配決策問題見圖1。

圖1 煤電企業(yè)雙邊匹配決策問題

本文展望將雙邊匹配理論應用到電煤價格的生成過程中。電煤價格生成基于煤電企業(yè)的穩(wěn)定匹配交易過程，而煤電企業(yè)雙方匹配交易過程包括匹配屬性選取、匹配度計算、匹配模型構建、優(yōu)化匹配量求解等。基于微觀企業(yè)的交易意愿以及微觀企業(yè)對自身交易信息的披露，考慮煤電企業(yè)雙方在交易過程中涉及的匹配交易指標屬性，結合煤電企業(yè)交易合同條款、各大有關煤電門戶網(wǎng)站以及區(qū)域煤炭交易中心的信息披露，選擇如下9個匹配交易指標，煤質匹配指標：發(fā)熱量、全水分、硫分、揮發(fā)分、灰分；合同匹配指標：價格、供需量、付款時間、交貨期。對于煤炭企業(yè)和發(fā)電企業(yè)，煤質的5個匹配指標屬性值是技術部門負責設置的，技術部門把煤質的技術指標和參數(shù)設置上報給決策部門。與合同相關的4個匹配指標屬性值是由銷售部門負責設置的，銷售部門把合同相關的指標設置好后上報給決策部門。對于煤電企業(yè)的9個匹配交易指標，不同企業(yè)對不同的匹配指標屬性有不同的要求。根據(jù)匹配信息的模糊性以及各匹配指標不同的特點，將匹配指標細分為效益型、成本型和區(qū)間型這三類屬性，煤電雙方對匹配指標進行不同的屬性值設置。而電煤屬性匹配度是煤電企業(yè)雙方進行交易選擇的依據(jù)，是匹配模型中的重要一環(huán)，依據(jù)匹配度計算雙方匹配交易的可能性，然后建立煤電匹配問題的數(shù)學模型。以買賣雙方匹配度下匹配交易滿意度最大化為目標，既考慮匹配發(fā)生條件的約束，又要考慮匹配交易量的約束，根據(jù)匹配模型求解優(yōu)化匹配對和相應的匹配交易量，從而推導出電煤市場均衡價格。

在匹配交易平臺下，煤電企業(yè)根據(jù)各自的交易意愿，主動釋放或披露交易信息，這一過程影響著微觀主體的交易選擇，也影響著匹配模型解，最終反映到電煤均衡價格上來。另外，對于不同的市場環(huán)境和內(nèi)外部情景，如電煤供求關系發(fā)生變化、電煤進出口環(huán)境發(fā)生變化、國家對電煤相關政策發(fā)生變化等，反應最為敏感的是微觀交易主體，煤電企業(yè)為了保證自身的利益，在不同的情境下會謹慎調(diào)整交易信息和交易選擇，這又會及時反映到電煤均衡價格上。雙邊匹配理論在煤電企業(yè)匹配交易和電煤價格生成過程中有很好的應用前景，可以設置電煤供求關系變化、電煤進出口情況變化、資源稅改革、環(huán)境(碳排放)約束等情景，確立影響電煤價格的主導因素，進一步對其進行情景參數(shù)設計，對比煤、電企業(yè)的匹配交易選擇和交易匹配量，對比不同情境下的電煤均衡價格，從而發(fā)現(xiàn)長效合理的電煤價格生成機制?；陔p邊匹配理論和匹配交易模型，對煤電企業(yè)決策和宏觀政策運行進行模擬仿真，為煤電企業(yè)經(jīng)營和宏觀政策設計提供有效的決策支持，促進煤電中長期穩(wěn)定匹配交易關系的建立，減少交易成本、提高交易效率。

5 結語

本文分析了電煤價格生成過程中存在的問題，梳理了雙邊匹配理論的研究進展，將雙邊匹配理論運用到煤電市場上，拓展了雙邊匹配理論的應用領域。雙邊匹配理論旨在為參與交易的雙方尋找穩(wěn)定匹配對象，本文展望了雙邊匹配理論在電煤價格生成過程中的應用。從煤電雙方的交易意愿出發(fā)，考慮到市場勢力、運輸情況、進口情況等約束，推導出微觀主體交易選擇下的電煤均衡價格，為煤電企業(yè)在交易選擇上提供價格指導，為煤電企業(yè)提供電煤價格生成的參與機制。對于區(qū)域性的煤炭交易中心是一個交易功能上補充，使交易中心能夠自動撮合煤電雙方交易，盡可能滿足煤電交易雙方不同的交易要求，推動電煤價格的生成過程透明化、規(guī)范化、系統(tǒng)化。

[1] 姜智敏. 建立中國煤炭價格形成機制的基本思路[J]. 中國煤炭, 2009(10)

[2] 唐衍偉. 中國煤炭資源消費狀況與價格形成機制研究[J]. 資源科學, 2008(4)[3] 丁志華, 趙潔, 周梅華. 基于VEC模型的煤炭價格影響因素研究[J]. 經(jīng)濟問題, 2011(3)

[4] 于立宏, 郁義鴻. 縱向結構特征與電煤價格形成機制[J]. 中國工業(yè)經(jīng)濟, 2010(3)

[5] 牟敦果, 林伯強. 我國經(jīng)濟增長、電力消費和煤炭價格相互影響的時變參數(shù)研究[J]. 金融研究, 2012(6)

[6] 呂濤, 聶銳. 穩(wěn)定我國煤炭價格的長效機制探討[J]. 價格理論與實踐, 2008(9)

[7] Peng H, Zhou M, Wang F. Multiperiod Coordination Models of Coal-Electricity Supply Chain with Double Price Regulations[J]. Discrete Dynamics in Nature and Society, 2015

[8] Joskow P L. Vertical integration and long-term contracts: The case of coal-burning electric generating plants[J]. Journal of Law, Economics & Organization, 1985(1)

[9] Yang C J, Xuan X, Jackson R B. China's coal price disturbances: Observations, explanations, and implications for global energy economies[J]. Energy Policy, 2012(51)

[10] Liu M H, Margaritis D, Zhang Y. Market-driven coal prices and state-administered electricity prices in China[J]. Energy Economics, 2013(40)

[11] 濮洪九, 烏榮康, 劉彩英等. 煤炭價格形成機制研究[A]. 中國煤炭經(jīng)濟研究(2005-2008)[C]. 北京: 煤炭工業(yè)出版社, 2009

[12] 張華明，趙國浩. 煤炭價格形成機制存在的問題及對策分析[J]. 資源科學, 2010(11)

[13] Gale D, Shapley L. College admissions and the stability of marriage [J]. American Mathematical Monthly, 1962(1)

[14] Roth A E. Common and conflicting interests in two-sided matching markets [J]. European Economic Review, 1985(1)

[15] Balinski M, Ratier G. Graphs and marriage [J]. American Mathematical Monthly, 1998 (5)

[16] Alderson B, Olivia M C. Stable marriage and genetic algorithms: a fertile union [J]. Journal of Heuristics, 1999(1)

[17] Gale D. The two-sided matching problem, origin, development and current issues [J]. International Game Theory Review, 2001 (2)

[18] 張振華, 汪定偉. 電子中介中交易匹配研究[J]. 控制與決策, 2005 (8)

[19] 張振華, 賈淑娟等. 基于穩(wěn)定匹配的電子中介穩(wěn)定研究[J]. 控制與決策, 2008(4)

[20] 蔣忠中, 樊治平, 汪定偉. 電子中介中具有模糊信息且需求不可分的多屬性商品交易匹配問題[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 2011 (12)

[21] 盛瑩, 蔣忠中, 樊治平. 電子中介中具有模糊信息的多屬性商品交易匹配方法研究[J]. 運籌與管理, 2011 (6)

[22] 蔣忠中, 樊治平, 汪定偉, 陳曉紅. 具模糊信息的多數(shù)量多屬性電子交易匹配問題[J]. 管理科學學報, 2014 (5)

(責任編輯 張大鵬)

Application prospects of two-sided matching theory on generation of electrical coal price in e-commerce environment

Shi Ruyi1, Nie Rui1, Wang Di2, Li Chongmao1

(1.School of Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China； 2.Jiangsu Universities International Energy Policy Research Center, Xuzhou, Jiangsu 221116, China)

The generation of electrical coal price and the stable transaction of coal and electricity companies are becoming research focuses after the unification of electrical coal price in 2013. This paper analyzes the problems of electrical coal price generation, reviews the research progress of two-sided matching theory, and applies the two-sided matching theory to the generation process of electrical coal price. And application prospects are made as follows: proceeding from transaction intentions of coal and electricity companies, the equilibrium price of electrical coal is explored under the stable matching transaction of both sides, which offers coal and electricity companies the participation mechanism of electrical coal price generation to make the generation process of electrical coal price transparent, standardized and systematic; and provides the effective decision support for coal company management and macro policy design to the establishment of stable transaction coal and electricity companies in middle and long term.

electrical coal price, two-sided matching theory, application prospects

國家自然科學基金(71403267，71473250，71273259)，教育部人文社科研究項目(14YJCZH144)，中國博士后科學基金資助項目(2014M551683)，江蘇高校國際能源政策研究中心資助項目

時如義，聶銳，王迪等.雙邊匹配理論在電子商務環(huán)境下電煤價格生成中的應用展望[J].中國煤炭，2017，43(3): 10-13，20. Shi Ruyi, Nie Rui, Wang Di, et al. Application prospects of two-sided matching theory on generation of electrical coal price in e-commerce environment [J].China Coal，2017，43(3): 10-13，20.

TD-9

A

時如義(1987-)，男，江蘇銅山人，博士研究生，從事煤電價格、煤電交易方面的研究。