基于博弈論的物流企業(yè)排污監(jiān)管制度設計

張恒康，吳繼忠 ZHANG Hengkang,WU Jizhong

（上海理工大學 管理學院，上海 200093）

0 引 言

污染物排放是我國工業(yè)化進程中必然的問題，直接影響我國公民的健康生活和經濟社會的發(fā)展。近幾年公布的《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》（具體數(shù)據(jù)見表1），盡管每年公告中各項指標都有所改善，但當前的大氣、淡水、土地等環(huán)境污染狀況依然相當嚴重，造成此種狀況的原因很多，比如人口的增長，生產生活的方式等。保護環(huán)境，是每一個人、每一個企業(yè)、每一個國家應盡的職責。

表1 中國2017～2020年環(huán)境指標 單位：%

目前，關于企業(yè)污染防治機制的研究主要集中以下二個方向：一個重點是在現(xiàn)有的污染防治策略下治理投資、生產成本和效益等實證研究。例如，田剛等研究中指出了研發(fā)強隊和外國商人的直接投入對環(huán)境污染和減排效益有積極影響，但產業(yè)化程度、國有率也對物流企業(yè)環(huán)境污染和減排效益有積極影響。而葛顯龍等則利用了構建具有載重和工作時限制約的開放式環(huán)境污染路徑問題的模型，來尋找在經濟發(fā)展成本和環(huán)境要求中間的平衡點。另外一個重點是關于企業(yè)污染防治中，各個相關主體內部的相互作用與博弈。如柏方云等提出地方政府與中央在環(huán)境污染管理過程中有不同的目標和戰(zhàn)略選擇，因此需要形成市場機制與目標責任制相結合的機制體系，來推動各地政府積極實現(xiàn)環(huán)境污染目標和減排指標。而潘峰等構建了地方政府與環(huán)境污染物流企業(yè)、地方政府與中央的演化博弈過程模式，結果顯示，在各地政府政績考評系統(tǒng)中環(huán)保質量指標的權重系數(shù)和經濟社會發(fā)展指數(shù)的權重系數(shù)等會對各地政府的環(huán)保嚴格規(guī)制戰(zhàn)略產生深遠影響。

從主觀上考慮，物流企業(yè)作為單獨的經濟實體，違法排污行為是有規(guī)劃的理性活動，為了尋求物流企業(yè)利潤最大化。本文將在混合博弈的基礎上，研究監(jiān)管部門與物流企業(yè)之間的博弈行為，并探討物流企業(yè)選擇何種排污行為會獲得預期收益，從而建立合理的監(jiān)管機制，以期減少物流企業(yè)違法排污行為，為推進污染防治工作提供理論依據(jù)。

1 基本假設與博弈分析

為了方便研究，本文做出三個假設條件：

假設一：物流企業(yè)的部分收益來自于違法排污與依法治理的成本差。

假設二：監(jiān)管部門的監(jiān)管與否是影響物流企業(yè)選擇排污行為的主要原因。

假設三：處罰金是影響物流企業(yè)選擇排污行為的關鍵因素。

根據(jù)這三種假設條件，建立物流企業(yè)與監(jiān)管部門之間的博弈模型（如表2所示）。

表2 物流企業(yè)與監(jiān)管部門博弈模型

由表2所示，如果物流企業(yè)違法排污，而監(jiān)管部門卻不進行懲罰，則監(jiān)管部門會面臨著來自于社會輿論的巨大壓力、形象上的負面影響，在此處的最大損失是a，但物流企業(yè)卻會得到因違法排污所產生的利潤r；按照相關法律規(guī)定，如果物流企業(yè)違法排污，由監(jiān)管部門進行監(jiān)管并懲治，如果監(jiān)管部門花費了一定的人力物力時間等成本c，并沒收了物流企業(yè)因違法排污所產生的額外收入r，并處以相應的經濟懲罰w，物流企業(yè)便損失了利潤r也繳納一定的經濟罰金w。如果物流企業(yè)依法治理污染，監(jiān)管部門也不予監(jiān)管，那么監(jiān)管部門將獲得額外時間帶來的收益b，而物流企業(yè)正常運行，并沒有產生成本差，因而收益為0。

假定物流企業(yè)違法排污的概率是α，依法治理的概率則為1-（ ）α ，監(jiān)管部門予以處罰的概率是β，監(jiān)管部門不進行處罰的概率是（1- β）。物流企業(yè)違法排污的混合策略為σ=（α,1-α ），監(jiān)管部門的混合策略為σ=（β,1-β ）。

1.1 物流企業(yè)排污行為的期望效用函數(shù)

即監(jiān)管部門處罰物流企業(yè)的概率β<β，物流企業(yè)會選擇違法排污行為，這樣可以獲得更多的利潤；反之，如果監(jiān)管部門處罰的概率β>β，物流企業(yè)會選擇依法治理污染的行為，否則物流企業(yè)會面臨更多的經濟損失。

1.2 監(jiān)管部門的期望效用函數(shù)

如果物流企業(yè)違法排污的概率大于α，則監(jiān)管部門的最優(yōu)行為選擇是懲治，反之，如果違法排污的概率小于α，監(jiān)管部門會選擇不懲治。

納什均衡要求每方的混合策略是給定了雙方在混合策略下的最優(yōu)化選項，所以在違法排污的物流企業(yè)和監(jiān)管部門博弈決策模式中，α和β是唯一的混合策略納什均衡。這個納什均衡的解表明，根據(jù)物流企業(yè)違法排污的發(fā)生概率與懲罰程度w，違法排污與治理污染期間的利潤差r有關。由于w的增加,α繼而下降，因此物流企業(yè)違法排污的預期利潤變得更少，而當監(jiān)管部門懲罰力度加大時，物流企業(yè)會減少甚至停止違法排污。由此可見，在物流企業(yè)和監(jiān)管部門之間的博弈模型中，懲罰機制具有非常大的價值，對此，我們需要作更深入的探究。

2 物流企業(yè)排污監(jiān)管制度設計

2.1 物流企業(yè)排污監(jiān)管制度孫氏圖。孫氏圖，是由孫紹榮博士所發(fā)明的一個專門用于說明制度構造過程的符號圖形，由于孫氏圖對制度構造過程的說明很簡單明確，并且能夠讓整個制度設計過程看起來像工程設計一樣的簡單，可以清晰地對各種管理結構進行分類。本章重點闡述了在行為管理中的懲罰機制，一個用以限制并消除人們不良行為的機制。懲罰機制在人類社會中也具有相當?shù)钠毡樾?，且使用范圍相當廣闊。二元行為懲罰機制的共同特征是，作為管理對象的個人有且只有一個時，就有二種相對離散的行為，即有一個二元行為集。如圖1所示二元的行為，分別是b為物流企業(yè)依法治理污染的行為，b為物流企業(yè)違法排污的行為。

圖1 治理違法排污懲罰制度的孫氏圖

在懲罰制度中，只要物流企業(yè)選擇依法治理污染，就必然會獲得一定回報r?？梢姡谠摲N制度下，依法治理污染的這種正常行為b與報酬r之間存在著某種必然的聯(lián)系。而由于正常行為b與報酬r之間存在該種必然的聯(lián)系，在該種制度下對正常行為b也不需要觀測，而c是依法治理污染的行為成本。

因為物流企業(yè)個體的正常行為集是二元的，所以假如物流企業(yè)個體不能選擇正常行為b，那么所選擇的正常行為就必然是不良行為b，即違法排污。但如果在這種制度下無法觀測b，便無法確定b有沒有發(fā)生，也就無法通過用b能否出現(xiàn)來推測b能否出現(xiàn)。這樣，就需要對b進行觀測。對違法排污行為b設定了一個二元觀測器p，當違法行為出現(xiàn)時，如果觀測器p能以p的機率觀察到b，那么監(jiān)管部門將會做出一定的處罰，懲罰數(shù)額也設定為s，同時，因為觀測器p性能并無法完全有效發(fā)揮，所以在違法行為b出現(xiàn)時，如果觀測器p還會有以p=1-p的機率誤判，即沒觀察到行為b，那么這時物流企業(yè)便會獲得相應的獎勵r，其中r=r。當物流企業(yè)違法排污時，其行為成本一般都很低，甚至有些時候是零成本，因此物流企業(yè)選擇違法排污行為的成本c

表3 物流企業(yè)排污行為的制度參數(shù)表

2.2 制度參數(shù)的有效條件。為了讓物流企業(yè)選擇合法的治理污染行為，制度有效的條件是正常行為的效用大于違法排污行為的效用，即u>u，因而有r-c>（1- p）r+ps-c整理得：

也就是說，監(jiān)管部門的監(jiān)管力度必須要滿足這些條件，否則現(xiàn)存制度意味著失控，而理性的物流企業(yè)為了追逐利潤，會選擇違法排污。因此在對違法排污活動的處罰機制中，監(jiān)管部門的監(jiān)管概率是十分重要的，而如果經常對違法排污行為不予理會，會使物流企業(yè)的違法排污行為越來越肆無忌憚。

對式（1）進行變形得：

2.3 仿真分析。為了使監(jiān)管制度更加客觀直接，依據(jù)現(xiàn)實情況，對制度參數(shù)中的各個元素進行賦值即制度參數(shù)表，如表4所示。各個元素的數(shù)值變化會影響監(jiān)管部門的監(jiān)管概率及物流企業(yè)的行為效應。若想減少物流企業(yè)違法排污行為，就要分析制度參數(shù)表中的關鍵元素，通過Matlab仿真分析，對關鍵元素的數(shù)值進行調整，觀察其對物流企業(yè)行為效用的影響。

表4 物流企業(yè)排污行為的制度參數(shù)表

首先，確定b的抑制器即懲罰力度對物流企業(yè)選擇排污行為的影響，固定監(jiān)管概率為0.6，其他參數(shù)值為表4中設定的參數(shù)，通過Matlab仿真分析得出結果如圖2所示，分析結果可知，在監(jiān)管部門進行監(jiān)管時物流企業(yè)的行為效用隨著懲罰力度的增加而減少，而當監(jiān)管部門監(jiān)管概率為0.6且懲罰力度大于500萬時，物流企業(yè)才會更傾向選擇依法治理的行為。

圖2 懲罰力度影響二元行為效用

其次，將監(jiān)管部門對違法排污行為的懲罰力度設定為900萬，其他參數(shù)不變，以此探究觀測概率對物流企業(yè)行為的影響。仿真結果如圖3所示，隨著觀測概率的不斷增加，物流企業(yè)違法排污行為的效用不斷下降，且當觀測概率大于0.55時，違法排污的效用小于依法治理污染的效用。因此，提高監(jiān)管力度，加大懲罰金額對改善物流企業(yè)依法治理污染起到關鍵作用。

圖3 觀測概率影響二元行為效用

3 物流企業(yè)排污監(jiān)管制度治理建議

3.1 加大監(jiān)管力度和懲罰力度。首先，監(jiān)管部門必須明確對物流企業(yè)排污行為監(jiān)管的主體地位，建立健全違法排污行為制度和政策，制定相關的監(jiān)管實施細則，提升監(jiān)管的頻次，扼殺不法物流企業(yè)的僥幸心理。其次，加大懲罰力度，對物流企業(yè)違法排污行為實施零容忍和高罰金的制度，提高監(jiān)管部門的威嚴，以此減少并防止違法排污行為的滋生。

3.2 引導公民監(jiān)督，拓展檢舉途徑。監(jiān)管物流企業(yè)排污行為，僅靠監(jiān)管部門是不夠的，必須構建多方監(jiān)管機制，呼吁社會公眾和媒體參與進來，拓寬監(jiān)督和舉報途徑、完善舉報處理程序并制定合理的舉報獎勵政策，利用大眾和媒體的力量對物流企業(yè)排污行為進行監(jiān)督。

4 結束語

本文首先在混合博弈的基礎上，綜合分析了物流企業(yè)與監(jiān)管部門的博弈行為，從而得出了二者的納什均衡，并以監(jiān)管部門的監(jiān)管成本與實施處罰后的經濟利益作為主要考量，而這也是監(jiān)管部門的監(jiān)管行為積極與否的主要因素，從而得出了二者的納什均衡。通過行為管理中孫氏圖的處罰機制和Matlab仿真分析的結合進行深入研究，剖析了物流企業(yè)的行為方式選擇，確定了對制度有效性的監(jiān)管強度與處罰大小范圍，并對監(jiān)管部門的監(jiān)管方式提供了相應的建議，以此減少物流企業(yè)違法排污行為。