考慮環(huán)境NGO的電子廢棄物線上線下回收三方合作博弈

蘭迎迎，張 華，馬 超

（1.武漢科技大學(xué)冶金裝備及其控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430081；2.武漢科技大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)與制造工程湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430081；3.武漢科技大學(xué)綠色制造工程研究院，湖北 武漢 430081；4.武漢科技大學(xué)精密制造研究所，湖北 武漢 430081）

0 引言

近年來，電子廢棄物因回收不規(guī)范而引發(fā)的土壤重金屬污染、水體污染、電子垃圾圍城等致害事件頻發(fā)。對此，政府陸續(xù)出臺(tái)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》《再生資源管理辦法》《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》等以規(guī)范回收市場，卻見效甚微。電子廢棄物回收已然成為政府、回收方和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要問題，其引發(fā)的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題也已成為制約中國生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展的重要障礙。

相關(guān)研究表明，因廢棄物分散性大，易受到區(qū)域限制，線下回收點(diǎn)無法獲得充足貨源，而街頭流動(dòng)的小商販卻是電子廢棄物回收的主力軍，其回收數(shù)量約占電子廢棄物回收總量的80%。但其回收不夠規(guī)范，往往將具有剩余價(jià)值的產(chǎn)品經(jīng)簡單拆修或翻新后廉價(jià)轉(zhuǎn)賣至偏遠(yuǎn)地區(qū)或再次交易，甚至把余下部件隨意丟棄，致使環(huán)境污染成了無法評估的灰色地帶[1]，也讓整個(gè)線下回收面臨著缺少廢棄物來源導(dǎo)致的回收難的尷尬局面。伴隨互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了線上回收模式，即由客戶寄出電子廢棄物至回收地址后再經(jīng)過線上回收商進(jìn)行評估，告知客戶回收價(jià)格，最終由客戶決定是進(jìn)行交易還是將其原路返回至客戶手中。線上回收雖然不拘于地區(qū)限制，但無疑耗費(fèi)了人力、物流、時(shí)間等成本，且成交率也無法得到保證，無法從源頭上獲取絕大部分的廢棄物，還有可能造成對環(huán)境的二次甚至多次污染[2]?？傮w而言，回收難、污染嚴(yán)重的根本原因在于電子廢棄物產(chǎn)生的主要源頭是消費(fèi)者，但由于其環(huán)保意識(shí)淡薄，加上回收渠道不便捷等因素，他們會(huì)輕易將廢棄物低價(jià)出手給小商販，更有甚者會(huì)隨便丟棄。因此需要一個(gè)相對便捷、流程化的回收方式，才能從源頭上獲得消費(fèi)者手中的貨源，從而減少對環(huán)境的污染。

回收涉及到的參與主體不僅僅是消費(fèi)者與回收商，還有監(jiān)督管理方。在傳統(tǒng)的治理監(jiān)管中，政府扮演著重要的角色，然而政府部門看重經(jīng)濟(jì)增長，不免存在失職或是失察行為，導(dǎo)致治理失靈，此時(shí)則需要一個(gè)既能彌補(bǔ)這一缺失同時(shí)又具有監(jiān)督作用的主體。《電子電氣設(shè)備廢棄物管理?xiàng)l例》提出，應(yīng)充分利用市場監(jiān)督管理、環(huán)境、工業(yè)信息產(chǎn)業(yè)等部門，按責(zé)任制定相應(yīng)的廢舊電子產(chǎn)品法規(guī)[5]。環(huán)境NGO作為公共利益的代表，是不同于政府的第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)，在環(huán)境污染治理中，其監(jiān)督作用能促進(jìn)各環(huán)境條例的有效實(shí)施，及時(shí)曝光不良行為，減輕對環(huán)境的污染[6-7]。

因此，本文根據(jù)演化博弈相關(guān)理論構(gòu)建由環(huán)境NGO、線上回收商及線下回收商組成的三方演化博弈模型，通過分析三方主體在不同策略下的動(dòng)態(tài)變化，探究環(huán)境NGO是否能作為不同于政府的第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)對回收進(jìn)行監(jiān)督，促進(jìn)回收商之間進(jìn)行合作，激勵(lì)消費(fèi)者選擇對環(huán)境更加有利的回收方式，進(jìn)而減輕環(huán)境壓力，解決回收難的問題。

1 演化博弈模型建立

1.1 演化博弈模型的基本假設(shè)

（1）博弈主體及其行為的策略集合。此次博弈涉及三個(gè)具有有限理性的主體——環(huán)境NGO、線上回收商和線下回收商。

線上回收商的行為策略：S1＝｛M1合作，M2不合作｝，其中“M1”是指線上回收商同意與線下回收商進(jìn)行回收合作，“M2”是指線上回收商不與線下回收商進(jìn)行回收合作。

線下回收商的行為策略：S2＝｛N1 合作，N2 不合作｝，“N1”是指線下回收商同意與線上回收商進(jìn)行回收合作，“N2”是指線下回收商不與線上回收商進(jìn)行回收合作。

環(huán)境NGO 的行為策略：S3＝｛K1 監(jiān)督，K2 不監(jiān)督｝，“K1”是指環(huán)境NGO對線上與線下回收商的回收合作進(jìn)行監(jiān)督；“K2”是指環(huán)境NGO不對線上回收商與線下回收商的回收合作行使監(jiān)督權(quán)[8-9]。

（2）行為策略采取的概率。假設(shè)線上采取合作的概率為x，則不合作的概率1-x；線下回收商采取合作的概率為y，則不合作的概率為1-y；環(huán)境NGO 采取監(jiān)督的概率為z，則不監(jiān)督的概率1-z。其中，0 ≤x≤1，0 ≤y≤1,0 ≤z≤1。

（3）演化博弈模型中相關(guān)參數(shù)及其含義見表1。

表1 三方演化博弈參數(shù)說明

1.2 三方演化博弈模型的建立

由三方主體的行為策略集可得最終的博弈組合有八種，即（M1，N1，K1）、（M1，N1，K2）、（M1，N2，K1）、（M1，N2，K2）、（M2，N1，K1）、（M2，N1，K2）、（M2，N2，K1）、（M2，N2，K2）。根據(jù)表1可知，當(dāng)策略為（M1，N1，K1）時(shí)，線上回收商和線下回收商采取合作時(shí)的收益分別為E1、E2,此時(shí)所付出的成本分別為C1、C2，線上與線下接受監(jiān)督的額外效益為R1、R2,環(huán)境NGO的監(jiān)督成本C3，分別得到政府和民眾的資助S1和S2[10]。同理，其他策略下的收益見表2。

表2 三方行為策略組合及其收益矩陣

2 演化博弈模型分析

根據(jù)演化博弈理論分別構(gòu)造三方主體行為策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程，假設(shè)線上選擇合作的期望收益為V11、不合作的期望收益為V12，平均期望收益為V1[11]，那么就有：

代入對應(yīng)參量后的V12為：

由V11和V12易得：

則其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

同理，假設(shè)線下選擇合作的期望收益為V21，選擇不合作的期望收益為V22，平均期望為V2,則有：

由V21和V22易得：

則其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

假設(shè)環(huán)境NGO進(jìn)行監(jiān)督的期望收益為V31，不監(jiān)督的期望收益為V32,平均期望為V3,則有：

由V31和V32易得：

則其復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

由演化博弈求均衡點(diǎn)的方法，令各主體的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程等于0，即F(x)=F(y)=F(z)=0，可以得到該復(fù)制動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的8個(gè)均衡點(diǎn)。分別為D1(0，0，0)、D2(1，0，0)、D3(0，1，0)、D4(0，0，1)、D5(1，1，0)、D6(1，0，1)、D7(0，1，1)、D8(1，1，1)。

根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論對三方博弈主體的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求偏導(dǎo)，構(gòu)建雅可比矩陣，其特征值見表3[12]。

表3 各均衡點(diǎn)特征值

當(dāng)表3中所示的特征值均小于0時(shí)，此時(shí)為演化博弈的漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)。由表3可知(0,0,1)，(0,1,0)，(0,1,1)，(1,0,1)，(1,1,1)為可能的漸進(jìn)穩(wěn)定點(diǎn)，表示環(huán)境NGO參與監(jiān)督有利于促進(jìn)線上與線下進(jìn)行合作。令E1=0.3，E2=0.8，E11=0.3，E22=0.35，C1=0.2，C11=0.25，C2=0.5，C22=0.15，C3=0.3，R1=R2=0.05,P1=P2=0.1,S1=0.4,S2=0.2。

通過matlab仿真可得：當(dāng)環(huán)境NGO參與監(jiān)管時(shí)，演化博弈的結(jié)果收斂于點(diǎn)(1,1,1)，如圖1所示，即環(huán)境NGO參與回收監(jiān)管，能有效地促進(jìn)線上線下積極參與回收合作，有利于解決回收難的問題，進(jìn)而減少環(huán)境污染。

3 結(jié)語

本文針對我國目前電子廢棄物回收中存在的問題，構(gòu)建了線上回收商、線下回收商和環(huán)境NGO的三方演化博弈模型，先求解演化博弈模型和進(jìn)行穩(wěn)定分析，然后用Matlab軟件對結(jié)果進(jìn)行仿真。結(jié)果顯示，環(huán)境NGO參與電子廢棄物的回收監(jiān)管能有效發(fā)揮其作用，彌補(bǔ)政府監(jiān)管部門出現(xiàn)失靈的情況，同時(shí)對回收主體加以約束，有效促進(jìn)線上線下積極合作，還有利于增強(qiáng)全社會(huì)的環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)回收商與消費(fèi)者積極參與環(huán)境保護(hù)活動(dòng)。此研究結(jié)果可以為相關(guān)管理部門提供決策參考，同時(shí)也有利于提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。