園區循環經濟推動過程中企業合作的演化博弈

萬里洋, 綦振法, 張　峰

(山東理工大學 商學院， 山東 淄博 255012)

園區循環經濟推動過程中企業合作的演化博弈

萬里洋, 綦振法, 張峰

(山東理工大學 商學院， 山東 淄博 255012)

摘要：針對園區生產經營過程中涉及的企業眾多，權責關系錯綜復雜，企業間的能源、資源投入和利用收益沖突問題，運用演化博弈論的方法，建立園區內部企業間合作關系的演化博弈模型，對推動循環經濟的過程中各利益企業的動態演變過程進行分析，討論了依靠園區企業合作發展循環經濟中，企業合作產生的超額經濟效益、能源及資源循環服務能力、合作所需初始成本、企業貼現因子等影響系統演化行為的參數變動和控制方法，并依據模型分析提出建議.

關鍵詞：園區循環經濟； 企業合作； 演化博弈

園區是產業發展的聚集區.但是目前很多園區受到土地、資源、環境等因素的制約，可持續發展面臨挑戰，迫切需要加快轉變傳統發展方式，為經濟持續快速發展提供有效支持.通過推進園區循環經濟的發展，用循環理念改造存量、構建增量，有效引導園區調整產業結構，推進產業集聚發展，培育戰略新興產業和新的經濟增長點，促進園區邁入創新驅動、自主增長的發展軌道，實現經濟快速發展、資源高效利用、生態環境改善的有機統一，是轉變高開采、高消耗、高排放、低利用的“三高一低”的線性經濟傳統發展模式的重要途徑[1].

發展循環經濟是一項涉及面廣、綜合性很強的系統工程[2].為促使園區經濟快速發展與生態環境保護雙重目標的均衡實現，需要在園區內部構建起有效的保障機制，該機制一方面要滿足利益的需求，另一方面也要實現利益的協調.相異利益主體間的行為及其對結果的作用程度是博弈論的側重之處，進而展開合理的預測及探尋最優的均衡點，而園區循環經濟的成功推動是博弈規則，即滿足其經濟發展需求的結果與博弈所得到的均衡相對等[3].只有在充分考慮循環經濟在園區推動過程中牽涉到的利益主體，探討實施后的利益主體博弈的協調的基礎上，才能保障循環經濟在園區得以成功實施.因此，博弈論可成為滿足園區不同利益主體間均衡及生態環境保護利益表達需求的科學分析工具.

本文以園區循環經濟推動過程中企業間的利益關系作為研究對象，以演化博弈理論作為指導思想，通過將園區中各企業的利益協調視為動態學習的演化系統，對循環經濟在園區推動過程中的各主體利益關系的演化過程，及影響其演化穩定的因素進行分析，突出此過程的宏觀性、動態性，為園區及相關政府部門制定落實循環經濟政策時，協調各利益主體間關系提供理論參考.

1園區循環經濟推動及利益主體合作關系

循環經濟是在能源及資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中把傳統的線性增長經濟，轉變為依靠生態型能源、資源循環來發展的經濟[4].推動循環經濟在園區中的施行不僅可以提高園區資源利用率，優化生態環境，而且有助于園區產業鏈的延伸，提升園區競爭力，從而實現園區的可持續發展.經過十幾年的努力，國內循環經濟試點園區和國家生態工業示范園區的試點工作取得了顯著成效：園區的資源利用率和供給的可持續性不斷提高，資源消耗和廢棄物排放減少，單位產值的能耗、物耗、水耗大幅度降低.

基于循環經濟的工業園區是一個包括自然、工業企業和社會的地域綜合體，是依據循環經濟理論和工業生態學原理設計的一種新型工業組織形態[5].園區內作為利益主體各企業在推動園區循環經濟的過程中扮演著重要角色.園區企業通過內部的清潔生產減少廢棄物的產生，及各企業“原料鏈”間的相互合作，把“非產品輸出”轉為原料輸入，實現能源、資源在企業間充分利用；與自然生態系統一樣，園區內各企業間具有復雜工業系統結構，其合作交流可帶來資源、信息、技術、人員等流通，抵御外部環境對園區內各系統的干擾與破壞，保持全區系統的穩定有序.循環經濟工業園區既追求成員企業自身的經濟效益，又追求工業園整體的經濟效益與環境效益.這就需要整個園區系統的整體性和成員企業間相一致的合作關系的同時，必須考慮到園區內各類別企業的產業關聯度以及實現園區內原材料、能源、資源的最優化循環利用.

2演化博弈模型

演化博弈理論整合了理性經濟學與演化生物學的思想，是本文進行園區循環經濟推動過程企業合作關系研究的重要方法[6].相比傳統的靜態均衡博弈理論，它是一種將博弈理論研究與動態演化路徑探討相結合的理論方法.Darwin的生物進化論是該方法的源點，通過對生物學中物種的進化機理進行繼承與發展，以有限理性個體作為出發點，將群體行為變遷作為研究對象，從有限理性的博弈假設視角，通過完成對物種進化歷程及選擇的闡述，使生物行為的變遷博弈路徑得到解釋.博弈方的最優均衡點不能夠出現于每一次的博弈中，導致博弈方不斷的模仿及改進過去的最優戰略，而長期的此行為促使博弈方采取一種較為穩定的策略，該策略近似于生物的進化穩定策略，當群體組織都采取此演化穩定策略(EvolutionaryStableStrategy，ESS)時，系統則趨于穩定，即博弈方實現了相對和諧的博弈均衡.因此，演化博弈理論注重的是學習調整的結果，符合園區循環經濟推動過程中企業選擇行為的特性，而博弈均衡效果與園區循環經濟推動過程的選擇行為密切相關.所以，演化博弈理論對于園區循環經濟推動過程中企業間的關系分析具有適用性及合理性.

ESS和RD(ReplicatorDynamics，復制動態)是演化博弈理論的核心概念[7].其中，ESS是物種群體對變異策略的侵入進行抵抗的狀態.通常，自然選擇壓力下的變異策略侵入行為無法擾亂此狀態.對于ESS，定義如下：

若策略是一個ESS，當且僅當：

3園區循環經濟推動過程的演化博弈

園區循環經濟推動過程中，內部企業在能源緊缺和環境惡化情況下，盡可能使自己擁有最大的資源利用權，即收益最大化；資源、能源循環利用意識相對缺乏，對于生態環境保護及污染治理的責任，則出現互相推諉現象；導致國內工業園區運行方式落后，能源、資源利用效率底下，產業結構不合理，價值鏈構建不合理的發展現狀.大自然所提供的服務是建立在資源、能源有限的基礎之上的，園區各企業對資源、能源的利用是否具有可持續發展的意識，對于工業園區循環經濟發展至關重要.園區循環經濟的推動是建立在園區內部企業相互合作的基礎之上，能否形成企業間密切合作關系是成功推動循環經濟發展的關鍵.在循環經濟推動的過程中，企業間進行策略博弈，其選擇方式主要有“合作”與“不合作”兩種，利用“物競天擇，適者生存”原則演化發展.園區內部企業參照與模仿其它企業的策略選擇情況，結合自身在種群中的相對適用水平，對所要采取的策略進行調整與選擇.

表1博弈雙方的支付矩陣

AgentkAgentj合作不合作合作wj+Δεj,wk+Δεkwj-ejqj,wk不合作wj,wk-ekqkwj,wk

表1所示支付矩陣中，wi分別指企業N選擇不合作時取得的正常收益，wi=φit-1Δεi，φi表示企業的貼現因子，且0b≤φi<1；Δεj，Δεk分別表示博弈雙方采取合作策略時取得的超額利潤：

Δεj=rjqk-ejqj

(1)

Δεk=rkqj-ekqk

(2)

Δε=Δεj+Δεk

(3)

其中，式(1)和(2)中，qi表示企業i可提供的能源、資源循環服務能力；ri表示收益系數，指企業i對資源的循環利用率；rjqk和rkqj分別為博弈雙方采取合作策略時取得的超額收益；ei表示風險系數，指園區企業i選擇合作策略時所引起的風險水平；eiqi表示企業i選擇合作策略時需要支付的初始成本.公式(3)中，Δε為經濟效益總和，且假設各個企業選擇合作策略時，取得的超額收益比初始成本要大，即Δεj、Δεk，Δε>0.

假設Agentj采取合作的策略比例為x，則采取不合作的策略比例為1-x；假設Agentk采取合作的策略比例為y，則采取不合作的策略比例為1-y.

Agentj采取合作策略時，收益為

(4)

Agentj采取不合作策略時，收益為

(5)

則Agentj平均收益：

(6)

同理，取得Agentk平均收益為

(7)

建立兩類企業的RD方程：

(8)

(9)

其中，式(8)和(9)描述了園區循環經濟推動需求下的企業合作演化系統的群體動態.在式(8)中，當且僅當x=0,1或y=ejqj/rjqk時，Agentj類群體中選擇共享策略的Agentj所占的比例具有穩定性.同理，在式(9)中，當且僅當y=0,1或x=ekqk/rkqj時，Agentk類群體中，選擇共享策略的Agentk所占的比例穩定[9].根據式(8)和(9)構建的系統，可知其雅可比矩陣為

圖1　系統動態演化示意圖

根據穩定與不穩定的劃分，此演化系統的局部均衡點分別包括兩個穩定均衡點、兩個不穩定均衡點，及一個鞍點.其中，穩定點分別為O點和F點，屬于ESS范疇，且與園區內部所有企業都選擇合作策略及都選擇不合作策略兩種方式相對應.兩個不穩定點分別為E點和G點，鞍點為D點.

按照圖1對工業園區循環經濟推行過程中兩個企業Agentj和Agentk博弈的動態過程的描述，可知系統收斂于相異狀態下的臨界線是由E和G兩個不穩定均衡點及鞍點D所連接而成，具體表現為若處于折現右上方的EDGF部分，系統將收斂于所有企業合作的模式，同理，處于EDGO部分，即折現的左下方時，系統收斂于所有企業不合作的模式.考慮到系統演化的長期性，系統在某一段時間內可能出現一類企業合作與不合作共同存在的現象.

4模型分析

根據對演化博弈模型的分析，園區循環經濟推動系統的長期均衡結果為完全合作或完全不合作，且博弈支付矩陣對其所選擇的路徑及所到達的狀態水平產生較大影響.在國家循環經濟優惠政策引導機制下，系統博弈發生的初始狀態將影響均衡點收斂情況.所以，整個博弈發生的過程中，演化系統會向哪個均衡點進行收斂，則受到參與博弈雙方的收益函數中某些參數的初始值及其變化情況的影響[11].基于此，以下對影響園區循環經濟推動系統的具體參數變動及控制理論進行探析.

(1)企業合作產生的經濟效益Δε.根據圖1演示可知，隨著企業的收益系數ri值的增大，且通過合作導致的經濟效益越大時，折線上方的EDGF部分的面積值則會變大，即園區循環經濟推動系統收斂于均衡點F的概率增加，園區內選擇合作策略的企業數量會逐漸增多.

(2)風險系數ei與初始成本eiqi.風險系數主要由各企業對能源、資源的循環利用的重要性認識程度所決定，若是在循環經濟推行過程中，各個企業的責任感較強，具有強烈的相互合作的意愿，企業能夠快速地找到資源有效利用和工業廢棄物循環利用的途徑，說明企業合作的風險系數較低ei，則每個企業因選擇合作策略而需要付出的初始成本eiqi較低.同理，根據演化圖可知，隨著采取合作策略而所需要付出的初始成本eiqi越小，處于折線上方的EDGF部分面積逐漸變大，系統收斂于F點的概率將會變大，園區中的企業選擇合作策略的趨勢越強.

(3)能源、資源循環服務能力qi.企業通過實施循環經濟所得到的收益與企業所擁有的能源、資源量相關，企業可支配的能源、資源量越多，其內部推動循環經濟發展潛能越高.假設各個企業的能源、資源循環服務能力差異比較大，即qj/qk1，令h=qj/qk，根據演化圖可知，四邊形EDGF的面積，則，因為h1，當h值足夠大時，<0，據此可知，若園區中企業的能源、資源循環服務能力差異越大時，四邊形EDGF的面積就越小，系統收斂于F點的概率就越小，即園區中企業選擇合作策略的可能性就越小；若能源、資源循環服務能力的差距越小時，四邊形EDGF的面積就越大，系統收斂與F點的概率就越大，即園區中各企業最終選擇合作策略就越有可能.

(4)企業貼現因子φi.企業未來選擇合作策略可能會取得超額利潤，而貼現因子則可被視為企業對這超額利潤的依賴度.若φi值越大時，表明博弈雙方所取得的效用受未來獲取利益的正向影響越大；若φi值越小時，表明博弈雙方對當前利益的重視程度大于未來的可獲取利益；若φj≠φk時，表明博弈雙方對將來可獲取的利潤的重視程度及依賴度不同.根據演化圖1可發現，若eiqi、Δε值保持不變時，φi的值越大，博弈雙方對將來由于合作而產生可取得的收益越是重視，折線上方的EDGF面積越大，系統對F點的收斂可能性就越大，反之，企業對當前的利益越是看重，選擇的機會主義行為越多，對園區循環經濟的推動產生不利影響.

5結論與建議

工業園區中各企業之間的合作是保證推動循環經濟工作順利進行的關鍵，本文將演化博弈理論應用到園區循環經濟中企業合作機制的研究中.結果表明，工業園區中各個企業的利益均衡形成過程具有逐步演化性、動態性的特征，各企業選擇策略的演化方向與博弈雙方的支付矩陣有密切關聯性，且系統初始狀態對其產生重要影響.此外，合作產生的經濟效益、合作所投入的成本、能源、資源循環服務能力、以及其貼現因子是影響各園區企業合作關系演變的關鍵因素.園區在循環經濟推動過程中應正確引導各個利益主體企業相互合作，遵從企業合作收益的極大化原則，建立良好的生產經營環境以及堅持長遠合作的觀點，園區才能建立科學的循環經濟體制，各企業才能達到真正“共享共贏”的目的.

根據模型分析，對于解決園區循環經濟推動進程中各企業的利益沖突問題，給出以下工作建議：

(1)強化園區企業入駐機制，營造良好環境.

綜合園區效益與循環經濟理念，強化企業進入園區要求，在選擇入駐企業時，園區不僅要考慮其所帶來的經濟效益，還要考慮給整個園區所帶來的環境和社會效益.入園企業必須符合清潔生產的要求，要限制高能耗、高排放、重污染企業進入園區，盡可能將污染因素從源頭上控制，鼓勵入駐企業發展節能、降耗、減污的高新技術并加以推廣應用，為園區循環經濟推行過程中企業間的合作創造良好條件.

(2)發揮政府引導作用，形成企業協作合力.

國家政府機關如各區縣政府需要通過一定的激勵機制和引導措施，促進企業之間的合作，以實現能源、資源循環服務的經濟效益最大化，從而保證園區中企業之間合作關系的建立和維護.通過制度和政策的約束，提高企業在循環經濟推行過程中的責任心，加強各個企業之間的人才培訓、信息溝通、技術共享，進而使企業能夠消除彼此間的防備及合作可能帶來的風險戒心，為盡快形成合作創造條件.

(3)完善政策制度，健全長效合作機制.

完善制定支持園區循環經濟發展政策，在循環經濟推行中應充分考慮各個企業的相互合作可能帶來的收益，注意平衡各個企業擁有的利用能源、資源的權力和廢棄物循環再利用的能力，保證各企業利用能源、資源循環服務收益之間的差異最小，通過多方努力，形成層級合理、各有側重、互為補充、相互配套的支持園區循環經濟發展的政策體系，此外，還應重視園區各企業相互合作可能帶來的長遠利益，堅持能源、資源共享，利益大家共享的原則.注重長遠利益，健全長效合作機制，通過提高企業貼現因子，提高企業在園區中合作的積極性，形成推動園區推動循環經濟過程中企業合作的強大合力.

(4)加速企業合作科技創新，為循環經濟園區發展提供強力支撐.

通過制度創新消除園區推動循環經濟過程中存在的經濟與政策障礙，積極吸引各種人才和科技企業入駐，為企業合作中科技創新提供資源，推進循環經濟中的有償使用制度，建立污染企業治理、受益企業補償機制.其次要大力支持和鼓勵循環經濟技術體系的創新，以優惠政策為導向，幫助園區企業之間緊密合作，把重要產業生態技術、產品研發作為循環經濟園區的重點項目，加速創新科技在循環經濟園區的產業化，為循環經濟園區的發展提供強力支撐.

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(編輯：劉寶江)

Evolutionarygameanalysisonsectioncooperateoftheprocessofpromotingcirculareconomyinthepark

WANLi-yang，QIZhen-fa，ZHANGFeng

(SchoolofBusiness,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255012,China)

Abstract:For the problem of involving in many enterprises, responsibility and right intricate and the issue of conflict between the economic benefits through the energy and resource utilization in the industrial park, we establish the evolutionary game model of the relations of cooperation between enterprises through the evolutionary game theory, analyte the dynamic evolution of the all enterprises in the process of promoting circular economy, and pay attention to some parameter changes and control method which can affect the behavior of system evolution, such as the excess economic benefits in the business cooperation, the energy and resources circulation service ability, the cooperation required initial cost and the corporate discount factor and so on, and then put forward suggestions on related work according to the results of model analysis.

Key words:circular economy of park; business cooperation; evolutionary game

收稿日期：2015-09-16

基金項目：國家自然科學基金項目(71371112)；山東省自然科學基金項目(ZR2012GM020)

作者簡介：萬里洋，男， 396721653@qq.com; 通信作者：綦振法，男，qizhenfa64@163.com

文章編號：1672-6197(2016)05-0018-05

中圖分類號：F423.2

文獻標志碼：A