多方博弈視角下既有建筑節(jié)能改造市場主體行為策略

伍紅民， 郭漢丁， 李柏桐

(天津城建大學(xué) a. 經(jīng)濟與管理學(xué)院； b. 生態(tài)宜居城市與可持續(xù)建設(shè)管理研究中心， 天津 300384)

隨著全國的能源供求矛盾不斷升級，正處于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力攻關(guān)期的中國對能源的利用效率提出了更高的要求。既有建筑節(jié)能改造作為提高能源利用效率的重要途徑之一，是推動我國綠色發(fā)展、加快生態(tài)文明體制改革和建設(shè)美麗中國的關(guān)鍵所在。既有建筑節(jié)能改造涉及多方利益主體，推動節(jié)能改造事業(yè)健康發(fā)展有賴于多主體協(xié)同驅(qū)動下市場機制有效運行。但由于既有建筑節(jié)能改造本身的復(fù)雜性，以及改造主體間信息整合能力與知識水平的差異性，導(dǎo)致既有建筑節(jié)能改造市場存在嚴重的信息不對稱特性；在信息不對稱環(huán)境下，節(jié)能服務(wù)企業(yè)(Energy Service Company，ESCO)憑借其自身專業(yè)知識水平以及市場信息整合能力上的優(yōu)勢，往往為謀取自身利益最大化而采取投機行為，導(dǎo)致業(yè)主的相關(guān)權(quán)益難以得到保障，而政府又由于信息的滯后或缺乏難以有效限制此種逐利行為對市場產(chǎn)生的不良影響。因此，從利益實現(xiàn)機制出發(fā)，探究既有建筑節(jié)能改造市場主體博弈過程中行為策略的演變規(guī)律，對于強化各方主體在既有建筑節(jié)能改造上的理性選擇具有重要意義。

目前，國內(nèi)外學(xué)者為推動既有建筑節(jié)能改造市場發(fā)展，探究市場主體行為策略已成為學(xué)術(shù)界的研究熱點，主要體現(xiàn)在激勵機制設(shè)計、影響因素分析以及行為動機演變規(guī)律探析等三個方面。在激勵機制設(shè)計方面，Khashe等[1]通過虛擬仿真實驗指出，在信息不對稱的既有建筑節(jié)能改造過程中，通過財政補貼能有效促進業(yè)主行為策略向積極方向演進。Azar等[2]從改造主體行為動機分析入手，運用主成份分析和多元線性回歸相結(jié)合的方法實證研究指出，改造主體的節(jié)能意識和積極性并不能直接轉(zhuǎn)化為行動，只有當主體的改造需求與利益相契合時才能驅(qū)動主體進行節(jié)能改造。王艷艷等[3～6]通過建立非信息對稱的ESCO激勵機制模型研究指出，ESCO風(fēng)險規(guī)避度越大，成本系數(shù)越高，風(fēng)險分擔越小，需要激勵強度越大。在影響因素分析方面，趙倩倩等[7]指出，節(jié)能服務(wù)市場供需主體的行為策略是影響市場發(fā)展的關(guān)鍵，其中政府在建筑節(jié)能服務(wù)不同時期實施不同政策對ESCO和業(yè)主行為的積極性具有重要影響。凌陽明月等[8]從項目利益分配的角度研究指出，在應(yīng)用合同能源管理進行既有公共建筑節(jié)能改造中，如何確定利益分配方式是影響合作雙方行為的關(guān)鍵因素。Harputlugil等[9]基于業(yè)主行為分析結(jié)果指出，業(yè)主行為的積極與否將直接決定既有建筑節(jié)能改造的效果，而其中影響業(yè)主行為的因素不僅僅只有節(jié)能改造利益，同時也受潛在的教育水平制約。在行為動機演變規(guī)律探析方面，劉曉君等[10]指出，業(yè)主和ESCO是既有居住建筑節(jié)能改造能否順利開展的核心，但是市場信息不對稱的情況下，ESCO和業(yè)主會因為追求自身利益的最大化而向?qū)Ψ诫[瞞自己的部分行為。鄧建英等[11～13]認為，在既有建筑節(jié)能改造的過程中，政府和ESCO具有委托代理的關(guān)系，但由于市場信息不對稱的普遍性和委托代理雙方利益的不一致性，導(dǎo)致ESCO在節(jié)能改造過程中道德風(fēng)險行為屢見不鮮?？v觀國內(nèi)外理論研究現(xiàn)狀，雖然國內(nèi)外學(xué)者就既有建筑節(jié)能改造主體行為策略從激勵機制、影響因素以及演變規(guī)律等多個視角進行了有益探索，但目前相關(guān)理論多局限于兩方博弈或單一主體行為策略的研究，而在一定程度上忽視了多方主體之間相互關(guān)聯(lián)關(guān)系對于主體行為策略的影響?；诖?，本文基于多方博弈視角，將既有建筑節(jié)能改造市場三大核心主體——ESCO、政府和業(yè)主作為博弈過程的參與人，構(gòu)建三方博弈模型，運用演化博弈動態(tài)思想來探究ESCO、政府和業(yè)主在既有建筑節(jié)能改造過程中行為策略的演變規(guī)律，進而提出相關(guān)對策建議，以期在豐富既有建筑節(jié)能改造市場主體行為策略理論研究的同時，為推動既有建筑節(jié)能改造市場健康發(fā)展提供理論支撐。

1 基本假設(shè)與模型構(gòu)建

1.1 模型基本假設(shè)及損益參數(shù)設(shè)定

假設(shè)1：構(gòu)成博弈的局中人共包括ESCO、政府和業(yè)主，且局中人均為有限理性人。

假設(shè)2：在既有建筑節(jié)能改造過程中，局中人均有兩種不同的策略可供選擇。從ESCO的角度來看，ESCO可憑借其市場信息整合能力和專業(yè)知識水平的優(yōu)勢，為謀取超額利潤選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略，也可能因擔心不合格節(jié)能服務(wù)在流入市場后影響企業(yè)信譽及市場份額，或顧忌政府發(fā)現(xiàn)不合格節(jié)能服務(wù)后受到懲罰，而嚴格執(zhí)行相關(guān)標準，即選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略。從政府的角度來看，政府為推動既有建筑節(jié)能改造市場健康發(fā)展選擇“實施調(diào)控”策略，即針對ESCO和業(yè)主實施正負激勵措施來影響其市場行為，例如：針對ESCO的投機主義行為處以罰金、降低企業(yè)資質(zhì)等負激勵措施，而對于ESCO和業(yè)主的積極行為則提供財政補貼、資金獎勵等正激勵措施；反之，政府也可能因為顧忌市場調(diào)控所需成本造成的財政壓力，或市場管制的難度而選擇“不實施調(diào)控”策略。從業(yè)主的角度來看，業(yè)主可能為減少節(jié)能費用支出、提高室內(nèi)舒適度以及獲取政府的財政補貼而選擇“接受節(jié)能改造”策略，也可能顧及ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)對其造成的損失而選擇“不接受節(jié)能改造”策略。

假設(shè)3：ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略的概率為x；政府選擇“實施調(diào)控”策略的概率為y；業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略的概率為z，且0

假設(shè)4：當業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略時，ESCO選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”的凈收益為R1，此時若政府實施調(diào)控，政府對ESCO選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略進行處罰所造成的損失為D1(政府針對ESCO的投機主義行為處以罰金、降低企業(yè)資質(zhì)等負激勵措施)，且由于不合格節(jié)能服務(wù)流入市場后，導(dǎo)致企業(yè)信譽下降、市場份額降低以及合作伙伴流失，ESCO需要為此支付的潛在損失為D2；而當ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略時所需的成本為C1，此時若政府實施調(diào)控，政府對ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略的補貼為R2，同時因ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略會給企業(yè)信譽和品牌帶來潛在收益為R3。反之，當業(yè)主選擇“不接受節(jié)能改造”策略時，ESCO選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”對彼此利益無實質(zhì)影響，雙方初始收益均為0，但由于信息不對稱，若ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略時，由于支付了為使節(jié)能服務(wù)達到合格要求的努力成本，需要支付努力成本C2(C2

假設(shè)5：當業(yè)主選擇“不接受節(jié)能改造”策略時，不論ESCO選擇何種策略，業(yè)主選擇“不接受節(jié)能改造”策略的收益均為0；當業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略且ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略，但政府未實施調(diào)控時的綜合收益為P1，主要包括能源費用支出的減少、室內(nèi)舒適度提升等；當業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”且政府實施調(diào)控時，業(yè)主可獲得政府的補貼為P2；但此時若ESCO選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”時，業(yè)主需要支付由于購買不合格節(jié)能服務(wù)所造成的成本及節(jié)能收益減少所帶來的損失為D3。

假設(shè)6：當政府選擇“實施調(diào)控”策略時，除了D1，R2，P2外，還需支付的監(jiān)管成本為C3；當ESCO選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略時，不論政府是否實施調(diào)控，政府均需支付市場治理的成本為D4；當政府選擇“不實施調(diào)控”策略時，ESCO選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略且業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略對市場發(fā)展帶來有利影響的定量化指標為U。

1.2 收益矩陣構(gòu)建

根據(jù)上述基本假設(shè)和損益參數(shù)設(shè)定，我們可建立ESCO、政府和業(yè)主三方博弈的模型，用表1所示的收益矩陣表示，其博弈策略組合共有8種：(合格，調(diào)控，接受)，(合格，調(diào)控，不接受)，(合格，不調(diào)控，接受)，(合格，不調(diào)控，不接受)，(不合格，調(diào)控，接受)，(不合格，調(diào)控，不接受)，(不合格，不調(diào)控，接受)，(不合格，不調(diào)控，不接受)。矩陣收益結(jié)果排序為ESCO、政府和業(yè)主。

表1 ESCO、政府和業(yè)主的三方博弈策略組合及收益矩陣

2 模型求解

2.1 ESCO的復(fù)制動態(tài)分析

G=yz(R1-C1+R2+R3)+y(1-z)(-C2)+

(1-y)z(R1-C1+R3)+(1-y)(1-z)(-C2)

(1)

G′=yz(R1-D1-D2)+(1-y)z(R1-D2)

(2)

(3)

由式(1)～(3)構(gòu)造ESCO博弈方的復(fù)制動態(tài)方程為：

(4)

根據(jù)微分方程的穩(wěn)定性定理與演化穩(wěn)定策略的性質(zhì)，演化穩(wěn)定策略的必要條件是dF(x)/dx<0[14]。

若y=[C2+z(C1-C2-D2-R3)]/[z(R2+D1)]，則F(x)≡0，即對于所有x均為穩(wěn)定狀態(tài)。

若y≠[C2+z(C1-C2-D2-R3)]/[z(R2+D1)]，令F(x)=0可得，x=0，x=1為x的兩個穩(wěn)定狀態(tài)。由于z(R2+D1)>0，此時存在以下兩種情況：

綜上可知，ESCO在不同情況下演化博弈的動態(tài)趨勢如圖1所示。

圖1 ESCO演化博弈的動態(tài)趨勢

2.2 政府的復(fù)制動態(tài)分析

W=xz(U-R2-P2-C3)+x(1-z)(-C3)+

(1-x)z(D1-P2-C3-D4)+(1-x)(1-z)(-C3)

(5)

W′=xzU+(1-x)z(-D4)

(6)

(7)

由式(5)～(7)構(gòu)建政府博弈的復(fù)制動態(tài)方程為：

(8)

若x=[z(D1-P2)-C3]/[z(R2+D1)]時，F(xiàn)(y)≡0，意味著對所有y均為穩(wěn)定狀態(tài)。

若x≠[z(D1-P2)-C3]/[z(R2+D1)]時，令F(y)=0可得y=0，y=1為y的兩個穩(wěn)定狀態(tài)。但是由于z(R2+D1)>0，故存在以下兩種情況：

根據(jù)上述分析，政府在不同情況下演化博弈的動態(tài)趨勢如圖2所示。

x=[z(D1-P2)-C3]/[z(R2+D1)] x>[z(D1-P2)-C3]/[z(R2+D1)] x<[z(D1-P2)-C3]/[z(R2+D1)] 圖2 政府演化博弈的動態(tài)趨勢

2.3 業(yè)主的復(fù)制動態(tài)分析

Q=yx(P1+P2)+(1-y)xP1+y(1-x)(P1+P2-D3)+(1-y)(1-x)(P1-D3)

(9)

Q′=yx0+(1-y)x0+y(1-x)0+(1-y)(1-x)0

(10)

(11)

由式(9)～(11)，構(gòu)造業(yè)主博弈的復(fù)制動態(tài)方程為：

(12)

若y=[(1-x)D3-P1)]/P2時，F(xiàn)(z)≡0，故對所有z均為穩(wěn)定狀態(tài)。

若y≠[(1-x)D3-P1]/P2時，令F(z)=0可得，z=0，z=1為z的兩個穩(wěn)定狀態(tài)。由于P2>0，故存在以下兩種情況：

基于上述分析，可得業(yè)主在不同情況下演化博弈的動態(tài)趨勢如圖3所示。

y=[(1-x)D3-P1]/P2 y>[(1-x)D3-P1]/P2 y<[(1-x)D3-P1]/P2 圖3 業(yè)主演化博弈的動態(tài)趨勢

2.4 演化博弈均衡的演化穩(wěn)定策略(ESS)分析

根據(jù)曾德宏關(guān)于多群體演化博弈的漸進穩(wěn)定性分析研究成果，在三群體2×2×2非對稱演化博弈復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)中，演化博弈均衡的漸進穩(wěn)定性具有如下8個定理(見表2)。其中博弈方分別記為H，I，J，H的策略集為K1=(H1，H2)；I的策略集為K2=(I1，I2)；J的策略集為K3=(J1，J2)。三群體2×2×2非對稱演化博弈的收益矩陣如表3，4所示。

表2 多群體演化博弈均衡穩(wěn)定性判定定理

注：e，f，l分別代表各主體的收益結(jié)果

表3 J選擇策略J1的收益矩陣

表4 J選擇策略J2的收益矩陣

根據(jù)演化博弈理論可知，若演化博弈均衡X是漸進穩(wěn)定狀態(tài)，則X一定是嚴格納什均衡，而嚴格納什均衡又是純策略納什均衡[15]。因此，對于ESCO、政府和業(yè)主三方博弈的復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)只需討論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)等8個局部漸進平衡點的漸進穩(wěn)定性即可，其他點均為非漸進穩(wěn)定狀態(tài)。基于此，根據(jù)表1可構(gòu)建在業(yè)主不同策略下ESCO、政府和業(yè)主的三方博弈收益矩陣(見表5，6)。

表5 業(yè)主選擇策略“接受節(jié)能改造”的收益矩陣

表6 業(yè)主選擇策略“不接受節(jié)能改造”的收益矩陣

根據(jù)表5，6所示ESCO、政府和業(yè)主三方博弈的收益矩陣，結(jié)合多群體演化博弈均衡穩(wěn)定性判定定理可知：(1)E1(0，0，0)可能為穩(wěn)定點，由已知條件可知e6l6，所以E2只能是源或鞍點；(3)E3(0，1，0)為非穩(wěn)定點，因為f70時，E4為匯，即ESS；(5)E5(1，1，0)為非穩(wěn)定點，因為e5l5，所以E5只能是源或鞍點；(6)E6(1，0，1)可能為穩(wěn)定點，由已知條件可知，f1l6，所以當R1-C1+R3>R1-D2時，E6為匯，即ESS；(7)E7(0，1，1)可能為穩(wěn)定點，當R1-C1+R2+R3-D4且P1+P2-D3>0時，E7為匯，即ESS；(8)E8(1，1，1)為非穩(wěn)定點，因為f1

3 動態(tài)演化博弈均衡結(jié)果分析

根據(jù)ESCO、政府和業(yè)主的三方博弈模型求解結(jié)果，可以得出ESCO、政府和業(yè)主在進行既有建筑節(jié)能改造過程中，其行為策略演變規(guī)律具有如下幾個方面的特征：

(1)由式(4)～(8)可知：當政府對既有建筑節(jié)能改造市場改造主體進行管制的初始概率小于一定值(y<[C2+z(C1-C2-D2-R3)]/[z(R2+D1)])時，ESCO將趨于選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略，其概率逐漸增加至1；反之，當政府對既有建筑節(jié)能改造市場改造主體進行管制的初始概率大于一定值(y>[C2+z(C1-C2-D2-R3)]/[z(R2+D1)])時，ESCO將趨于選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略。

(2)由式(12)可知：在既有建筑節(jié)能改造實踐中，若政府對業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略的激勵概率小于某一數(shù)值(y<[(1-x)D3-P1]/P2)時，業(yè)主將趨于選擇“不接受節(jié)能改造策略”，其概率逐漸增加至1；反之，若政府對業(yè)主選擇“接受節(jié)能改造”策略的激勵概率大于某一數(shù)值(y>[(1-x)D3-P1]/P2)時，業(yè)主將趨于選擇“接受節(jié)能改造策略”。

(3)當P1-D3<0時，E1(0，0，0)是演化穩(wěn)定策略(ESS)，即當政府趨于不進行市場調(diào)控時，若業(yè)主接受節(jié)能改造，但ESCO提供合格節(jié)能服務(wù)的收益小于ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)所造成的損失，業(yè)主由于在進行既有建筑節(jié)能改造過程中承擔的風(fēng)險過大，業(yè)主將逐漸趨于選擇“不接受節(jié)能改造”策略，而ESCO則因為政府進行市場管制的概率較小，提供不合格節(jié)能服務(wù)不僅能節(jié)省改造成本支出，也不會得到政府的懲罰，故為了追求自身利益最大化而產(chǎn)生道德風(fēng)險，即ESCO將逐漸趨于選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略。

(4)當D2+R30時，E4(0，0，1)是演化穩(wěn)定策略(ESS)，即政府進行市場調(diào)控時，對ESCO選擇“提供不合格節(jié)能”策略的懲罰力度較小，對業(yè)主接受節(jié)能改造的補貼力度較大，且能夠彌補ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)所造成的損失，業(yè)主將會趨于選擇“接受節(jié)能改造”，但政府將因此而導(dǎo)致市場管制成本過高，最終趨于選擇“不實施管制”策略；而ESCO方面，由于政府對于其提供不合格節(jié)能服務(wù)懲罰力度較小，政府進行市場調(diào)控的概率較低，只要當其提供合格節(jié)能服務(wù)的成本大于提供合格節(jié)能服務(wù)的潛在收益與提供不合格節(jié)能服務(wù)的潛在損失之和時，ESCO會因為提供節(jié)能改造成本過高而選擇“提供不合格節(jié)能服務(wù)”策略。

(5)當R3>D2+C1時，E6(1，0，1)是演化穩(wěn)定策略(ESS)，即當ESCO因選擇提供合格節(jié)能改造服務(wù)給企業(yè)帶來的良好信譽、品牌影響力及市場份額等潛在收益較大時，大于提供合格節(jié)能服務(wù)的成本與提供不合格節(jié)能服務(wù)的潛在損失之和，ESCO最終將會趨于選擇“提供合格節(jié)能服務(wù)”策略，而業(yè)主也因為ESCO在市場建立的良好信譽，對于ESCO提高合格節(jié)能服務(wù)具有較高的信任度，故最終為獲取節(jié)能改造所帶來的綜合收益，將趨于選擇“接受節(jié)能改造”策略；而對于政府而言，在這種ESCO和業(yè)主具有良好合作關(guān)系，其市場行為積極的情況下，政府為減少其財政壓力，最終會趨于不實施市場管制。

(6)當R2+R3+D1+D2C3且P1+P2>D3時，E7(0，1，1)是演化穩(wěn)定策略(ESS)，即當政府進行市場調(diào)控成本較小，能通過對ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)的罰金來彌補其市場管制成本和業(yè)主的補貼時，政府將逐漸趨于選擇“實施調(diào)控”策略，而業(yè)主由于政府補貼力度較大，對于ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)所造成的損失的敏感程度較低，最終會選擇進行節(jié)能改造；而對于ESCO來說，盡管政府進行市場管制的概率較高，但是若提供節(jié)能改造的成本過高(R2+R3+D1+D2

4 結(jié) 論

既有建筑節(jié)能改造市場健康發(fā)展是市場多主體協(xié)同驅(qū)動下市場機制有效運行的結(jié)果。本文為探究既有建筑節(jié)能改造市場主體行為策略的演變規(guī)律，運用演化博弈相關(guān)理論和方法對既有建筑節(jié)能改造過程中的三個核心主體——ESCO、政府和業(yè)主進行建模，通過模型求解及均衡結(jié)果分析得出，ESCO、政府和業(yè)主在進行既有建筑節(jié)能改造過程中，各主體行為策略彼此相互制約相互影響，市場核心三方主體的動態(tài)利益博弈并不會固定地收斂于某一個穩(wěn)定策略集合，其在各自不同的概率范圍內(nèi)的不同行為取向均會造成不同的收益結(jié)果。其中政府的行為策略主要受調(diào)控所需成本影響，且政府針對ESCO和業(yè)主設(shè)置合理的補貼與罰金，能有效調(diào)動ESCO和業(yè)主行為的節(jié)能改造積極性；ESCO行為策略則主要受提供合格節(jié)能服務(wù)時所需成本和所得收益影響，只有當其提供合格節(jié)能服務(wù)的成本小于提供不合格節(jié)能服務(wù)所造成的損失時，ESCO才會選擇提供合格節(jié)能服務(wù)；而業(yè)主方面，其是否接受節(jié)能改造主要取決于政府補貼和ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)對其造成的損失，只有在政府補貼能夠彌補ESCO提供不合格節(jié)能服務(wù)對其造成損失的情況下，業(yè)主的行為策略才會趨于選擇接受節(jié)能改造。因此，在既有建筑節(jié)能改造市場發(fā)展過程中，推動市場健康有序運行必須協(xié)同三方主體，通過政府針對ESCO和業(yè)主設(shè)置合理的補貼與罰金，有效控制不同行為決策下ESCO與業(yè)主的損益水平，引導(dǎo)與調(diào)動ESCO和業(yè)主既有建筑節(jié)能改造行為的積極性是關(guān)鍵。然而，本文對于既有建筑節(jié)能改造市場主體行為策略的研究僅從三個核心主體入手，尚未對既有建筑節(jié)能改造的相關(guān)輔助主體進行分析，且未考慮市場發(fā)展水平對于主體行為策略的影響。因此，后續(xù)研究中還需針對更多要素進行深入研究，以確保研究結(jié)論更加貼近現(xiàn)實，進而提出更加具有針對性和建設(shè)性的對策建議。