基于隨機Petri網(wǎng)的鄰避沖突演化過程模型及情景仿真分析
——以垃圾焚燒發(fā)電廠為例

全雄偉, 左高山

(1.中南大學 商學院,湖南 長沙 410083; 2.中南大學 公共管理學院,湖南 長沙 410083)

0 引言

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，城市人口規(guī)模迅速增長，由此也催生了一大批公共基礎設施的建設需求，以解決因城鎮(zhèn)化發(fā)展及人口增長所產(chǎn)生的各種生活問題。而在這些公共基礎設施的選址與建設當中，有相當一部分的設施存有一個共同的特征，那就是這類設施能夠帶來整體的社會福利，但是卻會產(chǎn)生一定的負外部性[1]，也就是說這些設施提供的產(chǎn)品或服務，對于整個區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展會帶來積極的作用，但同時也會對其附近的居民造成損害，產(chǎn)生令人不適的負面影響[2]，如垃圾焚燒發(fā)電廠、垃圾中轉站、變電站、大型化工廠等。盡管人們普遍認識到這類公共基礎設施的必要性，但尋找這些設施的建設地點卻變得極為困難[3]，除了嚴格的工程標準之外，很重要的一個障礙就是受到來自當?shù)鼐用竦姆磳Γ@一現(xiàn)象也被稱之為“鄰避”現(xiàn)象[4]，而居民所極力反對的這一類設施也被統(tǒng)稱為“鄰避設施”。當前我國已進入“環(huán)境敏感期”[5]，對“鄰避設施”進行抵制而形成的沖突事件也日漸增多[6]，甚至有學者認為我國已進入“鄰避時代”[7]?？梢哉f，對于這一類設施選址的真正問題也許并不在于周邊居民會對該類設施持何種態(tài)度，而是政府是否可以采取有效措施來緩解存在的或即將產(chǎn)生的反對意見。因此，科學地識別與理解該類沖突事件的主要影響因素及其演化過程，以有效應對與減少沖突可能給社會造成的不良影響就具有重要的現(xiàn)實意義。

關于鄰避沖突演化過程的影響因素研究，Leroy & Nadler[8]的研究表明，許多鄰避沖突都與錯誤的選址決策程序有關。Nieves et al[9]分析認為公平問題一直是選址沖突發(fā)生的驅動力。其外，還有大量的研究表明，公眾之所以會反對設施的建設，主要的原因在于當?shù)鼐用駥τ谶@類設施的風險感知以及對負責機構的信任[10,11]。我國學者張樂和童星[12]分別從個體層面和群體層面分析了鄰避行動及其產(chǎn)生的原因，結果表明不同類型的鄰避行動有著迥異的生成機制。楊槿和朱竑[13]以番禺垃圾焚燒發(fā)電廠選址為例，從空間距離和居民社會經(jīng)濟特征對鄰避沖突的影響因素進行了研究。李珍珍和馬奔[14]從公民參與缺失、生活環(huán)境風險、資產(chǎn)風險以及心理因素出發(fā)對引發(fā)鄰避沖突的原因進行了研究。高軍波等[15]認為鄰避主義的產(chǎn)生并非僅僅出自私心，還在于對房產(chǎn)價值、個人安全以及社區(qū)寧適性受到威脅的擔擾，其成因可概括為心理因素、經(jīng)濟因素、信任危機以及公平公正問題。劉智勇等[16]從公眾風險認知視角對鄰避沖突產(chǎn)生的原因進行了研究，結果表明公眾對鄰避風險的認知與實際風險存在偏差，這種偏差及對應的風險行為選擇是鄰避沖突事件發(fā)生的重要原因。晏永剛等[17]從行為主體視角對我國鄰避沖突的影響因素進行分析，結果表明影響沖突產(chǎn)生的因素是多方面的。

綜上所述，當前的研究成果使我們對于鄰避沖突演化過程的成因有了一定的認識，但也不難發(fā)現(xiàn)，當前的研究缺乏對整個沖突演化過程的結構和動態(tài)行為的把握，無法從整體上理解與掌握鄰避沖突演化發(fā)展的規(guī)律。其次，當前的研究也未能對鄰避沖突演化過程中的影響因素的不同角色差異及其對事件演化過程的影響機理進行深入的分析，同時也沒有考慮到影響因素的狀態(tài)變動及其不確定性，即影響因素可能存在的隨機性和動態(tài)性?；诖?，本研究將借鑒扎根理論的思想及結構化描述方法對鄰避沖突演化過程的影響因素進行提煉與歸納，并構造出鄰避沖突演化過程的系統(tǒng)圖，在此基礎上構建基于隨機Perti網(wǎng)的鄰避沖突演化過程的隨機模型和等價馬爾科夫鏈模型，最后通過對鄰避沖突演化過程的不同演化狀態(tài)進行情景模擬仿真，分析其中的擾動狀態(tài)及其變化規(guī)律，為政府有效應對該類沖突提供科學的依據(jù)。

1 鄰避沖突演化過程的影響因素分析

扎根理論最早是由Glaser & Strauss于1968年提出，其是一種通過收集深入情境的相關資料和數(shù)據(jù)，然后再對收集到的情境資料進行抽象化，進而提煉并歸納出相關的概念和范疇，并在此基礎上構建理論的質性研究方法[18]。其次，為保證研究結論的可信度，從案例中構建理論至少需要四個以上的案例[19]。因此，本研究通過網(wǎng)絡收集包括2009年廣州番禺反垃圾焚燒發(fā)電廠事件(A)、2009年北京阿蘇衛(wèi)反垃圾焚燒發(fā)電廠事件(B)、2014年浙江余杭反垃圾焚燒發(fā)電廠事件(C)及2014年廣東惠州反垃圾焚燒發(fā)電廠事件(D)四個案例的原始資料，然后借鑒扎根理論的分析思路，對所搜集到的原始資料進行分析，提煉并歸納出我國鄰避沖突演化過程的主要影響因素。經(jīng)過對原始資料的分析，本研究最終提煉出A1～A74、B1～B37、C1～C19及D1～D15共145個相關的概念，最終進一步歸納為風險感知等11個高一級的范疇[20]，即為該鄰避沖突演化過程的主要影響因素，具體如表1所示。

表1 鄰避沖突演化過程影響因素

通過以上的分析可知，鄰避沖突演化過程是一個受多因素影響的復雜過程，考慮到各影響因素在鄰避沖突演化過程中的不同作用，本研究將借鑒結構化描述方法[21]，對鄰避沖突演化過程的影響因素進行角色劃分，從而得到鄰避沖突演化過程的結構模型，即：鄰避沖突演化過程={{核心因素}，{關鍵因素}，{環(huán)境因素}}。因此，通過對以上4個案例的進一步梳理和分析，并結合上述11個主要影響因素，得到鄰避沖突演化過程的結構模型：鄰避沖突演化過程={{風險感知}，{政府信任、經(jīng)驗認知、政府決策方式、權益訴求、風險溝通}，{政府規(guī)劃、城鎮(zhèn)化發(fā)展、組織策劃、信息傳播、謠言傳聞}}。最后，通過參考Turner[22]關于災害演化過程的七階段模型，本研究將鄰避沖突演化過程劃分為五個階段，分別是：孵化階段、誘發(fā)階段、發(fā)展階段、爆發(fā)階段及消退階段，并由此構建鄰避沖突演化過程的系統(tǒng)圖，具體如圖1所示。

2 基于隨機Petri網(wǎng)的鄰避沖突演化過程模型構建

鄰避沖突演化過程是一個受多因素影響的復雜系統(tǒng)，而Petri網(wǎng)正是一種非常適合復雜系統(tǒng)仿真建模與分析的圖形化工具[23]，因此，本文將基于隨機Petri網(wǎng)的基本理論思想，構建我國鄰避沖突演化過程的隨機Petri網(wǎng)模型。

2.1 隨機Petri網(wǎng)的基本概念

Petri網(wǎng)的概念最早是由Carl Adam Petri于1962年在他的博士論文中提出來的，它綜合了數(shù)據(jù)流、控制流與狀態(tài)變遷，Petri網(wǎng)中的變遷就是系統(tǒng)內部狀態(tài)之間的轉化過程，而庫所就是轉化前后系統(tǒng)所處的狀態(tài)。Molly等人提出了將變遷與隨機的指數(shù)實施延時相聯(lián)系的思想，給Petri網(wǎng)的每個變遷關聯(lián)一個實施速率，得到的模型就是隨機Petri網(wǎng)(Stochastic Petri Net，簡稱SPN)[24]。Petri網(wǎng)一般被定義為包含6個元素的有向圖[25]：PN=(P，T，F(xiàn)；λ，W，M)，其中:

(1)P={p1，p2，…，pn}是庫所的有限集合，n>0為庫所的個數(shù)；

(2)T={t1，t2，…，tm}是變遷的有限集合，m>0為變遷的個數(shù)，滿足P∩T=?(規(guī)定了庫所和變遷是兩類不同的元素)，P∪T≠?(表示網(wǎng)中至少要有一個元素)；

(3)F為有向弧的集合，F(xiàn)?(P×T)∪(T×P)，即F包括了輸入弧與輸出弧，其建立了從庫所到變遷、從變遷到庫所的單方向聯(lián)系，并且規(guī)定同類元素之間不能直接聯(lián)系；

(4)λ={λ1，λ2，…，λm}是與時間變遷相關聯(lián)的平均點火(實施)速率，時間變遷服從負指數(shù)分布，而λ為該指數(shù)分布函數(shù)的參數(shù)，其倒數(shù)為變遷的平均實施延時；

(5)W:F→N+為弧函數(shù)(或權函數(shù))，N+=(1，2，3，…)；

(6)M:P→N為Petri網(wǎng)的標識，它是一個向量，其第i個元素表示第i個庫所中的托肯(Token)或標記數(shù)目，M(Pi)表示M標識下庫所Pi的托肯(Token)或標記數(shù)。

2.2 鄰避沖突演化過程隨機Petri網(wǎng)的建模方法

隨機Petri網(wǎng)的建模方法一般為：給出系統(tǒng)的SPN模型、構造同構馬爾科夫鏈和基于穩(wěn)定狀態(tài)概率計算系統(tǒng)性能[26]。對應鄰避沖突演化過程的SPN模型分析的具體步驟如下：

步驟1構建SPN模型，并將指數(shù)分布時延與相應的變遷關聯(lián)；

步驟2得到可達圖R(m)，將圖中的每一條弧都給定該弧所對應的變遷激發(fā)率，從而構造同構馬爾科夫鏈，并將所有標識或狀態(tài)記為M0，M1，M2，…，Mn，n為狀態(tài)總數(shù)。

步驟3對馬爾科夫鏈進行分析，根據(jù)馬爾科夫過程，可得下列線性方程組:

(1)

其中矩陣A=(aij)n×n(i=0，1，2，…，n-1；j=0，1，2，…，n-1)稱為變遷的激發(fā)率矩陣。通過求解上述線性方程組可得到相應的穩(wěn)態(tài)概率，記為P=(P(M0)，P(M1)，P(M2)，…，P(Mn))。

步驟4根據(jù)穩(wěn)態(tài)概率對系統(tǒng)性能進行分析，并對其進行評估和改進。

2.3 鄰避沖突演化過程的SPN模型構建

3 鄰避沖突演化過程模型的情景仿真分析

通過對線性方程組(1)式的求解，可以得到鄰避沖突演化過程模型處于可能的狀態(tài)的穩(wěn)定概率，從這些穩(wěn)態(tài)概率中，可以找出如何改變某些環(huán)節(jié)來提高整個系統(tǒng)的運行效率，這對于提高鄰避沖突事件的處理決策效率具有一定的指導意義。因此，假定模型中的變遷平均實施速率分別為：λ1=4，λ2=2，λ3=2，λ4=5，λ5=5，λ6=5，λ7=2，λ8=5，λ9=5，λ10=3，λ11=3，λ12=3，λ13=4，λ14=3，λ15=1，λ16=1，λ17=2。

情景1政府單邊決策信息傳播擴散(λ2)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ2，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的演化情況，具體如圖2所示。從圖2可以看出，當λ2由1變動到20的過程中，即當政府單邊決策信息傳播擴散速度加快，時間縮短時，周邊居民對政府不信任的概率P(M7)、周邊居民風險感知的概率P(M8)、周邊居民抵制抗議的概率P(M9)及事件升級的概率P(M10)呈明顯的上升趨勢。這說明政府采取單邊決策的方式會讓公眾產(chǎn)生政府存在“暗箱操作”的疑慮，而隨著決策信息的快速傳播擴散，進而容易引起周邊居民較為強烈的負面情緒反應。

情景2意見領袖組織策劃(λ7)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ7，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖3所示。從圖3可以看出，當λ7由1變動到20的過程中，即當意見領袖組織策劃的頻率增加時，周邊居民進行抵制抗議的概率P(M9)和事件升級的概率P(M10)呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。這說明意見領袖進行組織策劃的頻率越高，周邊居民也更容易被鼓動參與抵制抗議的行動。

情景3負面信息傳播擴散(λ5、λ6)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ5，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖4所示。通過變動λ6，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖5所示。從圖4可以看出，當λ5由1變動到20的過程中，即關于政府的負面信息傳播擴散速度加快，頻率增加時，周邊居民對政府負面經(jīng)驗認知的概率P(M5)及對政府不信任的概率P(M7)呈明顯的上升趨勢。從圖5可以看出，當λ6由1變動到20的過程中，即關于設施的負面信息傳播擴散速度加快，頻率增加時，周邊居民對設施負面經(jīng)驗認知的概率P(M6)、風險感知的概率P(M8)及抵制抗議的概率P(M9)呈明顯的上升趨勢。這說明當負面信息傳播擴散的速度加快，頻率增加時，如果政府不能及時進行控制，將容易導致周邊居民負面經(jīng)驗認知的形成與累積，這種負面經(jīng)驗認知，特別是關于設施的負面經(jīng)驗認知會引起周邊居民不良的情緒反應，激發(fā)周邊居民對于政府的不信任感及風險感知，進而引發(fā)周邊居民的抵制抗議行為。

情景4周邊居民對政府不信任(λ12)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ12，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖6所示。從圖6可以看出，當λ12由1變動到20的過程中，即當周邊居民對政府的不信任持續(xù)增加時，周邊居民風險感知的概率P(M8)、周邊居民進行抵制抗議的概率P(M9)和事件升級的概率P(M10)呈明顯的上升趨勢。這說明周邊居民對政府的不信任會增加他們對相關設施的風險感知，進而引發(fā)周邊居民的抵制抗議行為。

情景5政府妥協(xié)(λ14)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ14，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖7所示。從圖7可以看出，當λ14由1變動到20的過程中，即政府妥協(xié)的速度加快，時間縮短，頻率增加時，居民抵制抗議的概率P(M9)和事件升級的概率P(M10)呈明顯的下降趨勢，此外，整個系統(tǒng)其它狀態(tài)的概率都在上升，其中居民對政府的負面經(jīng)驗認知概率P(M5)、居民對設施的負面經(jīng)驗認知概率P(M6)、居民對政府的不信任概率P(M7)和居民的風險感知概率P(M8)上升得較為明顯。這說明當?shù)胤秸鎸χ苓吘用竦牡种瓶棺h而迅速妥協(xié)時，能有效緩解周邊居民抵制抗議的行為，并大大降低事件升級的可能性。但政府妥協(xié)行為本身卻會向居民傳遞某種負面的信號，這種信號可能會讓居民覺得政府決策過于草率，從而增加居民對于政府的負面經(jīng)驗認知，讓居民覺得政府不值得信任，這將進一步增加居民的風險感知。

情景6政府無效風險溝通(λ15)的變動

假定模型中其他參數(shù)保持不變，通過變動λ15，可以得到鄰避沖突演化過程系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率情況，具體如圖8所示。從圖8可以看出，當λ15由1變動到20的過程中，即當政府無效風險溝通的頻率增加時，事件升級的概率P(M10)呈明顯上升的趨勢，此外，系統(tǒng)內部其它狀態(tài)的概率都在下降，其中周邊居民對政府不信任的概率P(M7)、周邊居民風險感知的概率P(M8)、周邊居民抵制抗議的概率P(M9)及事件平息的概率P(M11)下降的較為明顯。這說明當政府風險溝通不到位時，其導致事件升級的可能性會得到增加，即此時周邊居民可能不再進行如簽名、上訪或拉橫幅等簡單的抗議行為，而是采取更為激進的對抗方式，如大規(guī)模游行、圍堵政府部門，甚至于產(chǎn)生警民沖突，從而導致事件難以平息。但政府風險溝通行為本身卻會向周邊居民傳遞某種積極的信號，這種信號讓周邊居民覺得政府有溝通協(xié)商的意愿，這種意愿會在某種程度上對周邊居民產(chǎn)生顯著的積極影響，能有效減緩周邊居民對于政府的不信任感及風險感知。

4 結論與建議

鄰避沖突的演化過程是一個受多因素影響的復雜過程，本研究以垃圾焚燒發(fā)電廠為例，借鑒扎根理論的思想，歸納了沖突演化過程的11個主要影響因素。在此基礎上，利用隨機Petri網(wǎng)方法對沖突演化過程進行建模，然后再通過情景仿真對沖突演化過程的擾動狀態(tài)及其變化規(guī)律進行分析，結果表明：當政府進行單邊決策時，隨著決策信息的傳播擴散，容易引起周邊居民強烈的負面情緒反應；在意見領袖的組織策劃下，周邊居民更容易被鼓動參與抵制抗議的行動；負面信息，特別是有關設施負面信息的傳播擴散容易引起周邊居民不良的情緒反應及抵制抗議行為；周邊居民對政府的不信任會增加他們對相關設施的風險感知；政府妥協(xié)有利于事件的平息，但其行為本身會向居民傳遞某種負面的信號，從而增加周邊居民對于政府的負面經(jīng)驗認知、對政府的不信任感及風險感知；政府無效風險溝通容易導致事件升級而不利于事件平息，但其溝通行為本身能有效減緩周邊居民對于政府的不信任感及風險感知。因此，政府應建立更為公開、透明和民主的決策機制及信息公開機制，以保證信息公開、透明，及時披露，滿足周邊居民的知情需求，這既有利于減緩周邊居民因信息需求無法及時得到滿足而產(chǎn)生的焦慮感，抑制不實信息及謠言的形成與傳播，又有利于形成群眾監(jiān)督，減少政府“暗箱操作”的空間及周邊居民對政府的不信任。其次，應進一步完善政府風險溝通機制，提升政府風險溝通能力，避免風險溝通成為一種“走過場”的形式，這既有利于樹立政府的正面形象，提升政府的公信力，又有利于減緩周邊居民的風險感知，并減少可能發(fā)生的沖突。