基于主體進化博弈分析的既有建筑節能改造市場發展對策研究

王 星，郭漢丁，陶 凱，王毅林

(天津城建大學 經濟與管理學院，天津 300384)

經濟與管理

基于主體進化博弈分析的既有建筑節能改造市場發展對策研究

王 星，郭漢丁，陶 凱，王毅林

(天津城建大學 經濟與管理學院，天津 300384)

從探尋我國既有建筑節能改造市場化發展障礙角度出發，在分析既有建筑節能改造市場發展情境的基礎上，以市場供需主體行為作為切入點，分析建筑節能服務企業與業主進化穩定策略形成的動態演化過程．利用演化博弈理論的復制動態方法，剖析各參數對進化穩定策略的影響，明確了影響市場供需主體合作共贏的關鍵因素，進而從政府、建筑節能服務企業、業主三方角度，提出了促進既有建筑節能改造市場發展的對策與建議．

既有建筑節能改造；市場發展；供需主體；演化博弈行為

既有建筑節能改造市場是節能服務產業的重要組成部分，促進既有建筑節能改造市場良性運行是實現我國低碳經濟發展，建設低碳城市的必由之路．然而，在市場發展的過程中，大部分具有節能需求的業主對既有建筑節能改造市場的運作模式抱有懷疑態度[1]，導致合同能源管理模式在引入建筑節能領域后，并未能迅速帶動我國既有建筑節能改造市場的迅速發展．導致這種現象的原因有很多，有市場機制不健全、公眾節能意識不足、政策體系不完善等，但既有建筑節能改造市場供需主體利益需求的差異性與矛盾性，導致了市場發展緩慢的最根本原因是供需主體行為策略的不均衡．一方面，作為市場需求主體的業主，由于節能收益不確定以及市場交易成本較高等原因對與建筑節能服務公司合作持觀望態度，從而抑制了市場需求；另一方面，作為市場供給主體的建筑節能服務公司，其在改造的過程中為追尋自身利益而存在投機行為，導致市場運行不良．因此，本文嘗試從既有建筑節能改造市場供需主體間的進化博弈角度切入，通過求解雙方群體在有限理性下的進化穩定策略，揭示阻礙市場運作模式推廣以及市場供需主體動力乏失的深層原因，進而提出促進既有建筑節能改造市場發展的對策建議，以期改善我國既有建筑節能服務水平與市場需求不匹配的現狀．

1 既有建筑節能改造市場發展情境

1.1 市場發展理論情境

市場主體是市場發展的內在力量，其行為策略選擇決定著市場的整體運行效果，國內外學者基于市場內在特性，從主體行為和博弈關系角度對既有建筑節能改造市場發展困厄及對策進行分析．

1.1.1 基于經濟外部性的政府市場培育行為研究

既有建筑節能改造市場的經濟外部性決定了其發展必然離不開政府的支持，政府作為既有建筑節能改造市場的培育主體[2]，通過政策激勵和行政監督等方式引導、激勵、協調市場各主體的行為，可促進市場良性運行，如圖1所示．

圖1 既有建筑節能改造市場發展主體作用機理

Ryghaug等(2008)認為信貸優惠、財政補貼、稅收減免等經濟激勵政策是消除既有建筑節能改造市場經濟外部性的有效方式[3]；Bertoldi等(2011)指出政府應提高信息傳遞效率，為 ESCO提供項目、融資機會和服務信息，以保證 ESCO的服務質量，打消業主疑慮[4]；石峰、王要武等(2014)認為政府動態政策的實施是其培育市場的有效行為[5]．此外，還有學者提出“胡蘿卜＋大棒”型的管理性措施，政府培育行為逐漸成為解決既有建筑節能改造市場外部性問題的研究熱點．

1.1.2 基于信息不對稱性的供需主體行為策略分析

市場信息不對稱性使得供需主體之間的行為策略選擇受道德風險和逆向選擇等問題的影響．瞿焱、陳政(2012)通過節能量保證型合同的服務外包契約設計，分析業主在僅存在道德風險和道德風險與逆向選擇并存時的行為策略選擇[6]；韓青苗(2007)、續振艷等(2009)認為建筑節能服務市場的信息不對稱性是影響市場供需主體積極性的關鍵因素，在分析供需主體行為博弈的基礎上，指出協同機制、信號傳遞與信號甄別等是消除建筑節能服務市場存在的信息不對稱性的有效方式[7-8]．信息不對稱下的市場主體行為成為影響市場發展的重要因素．

1.1.3 基于動力乏失性的市場發展對策研究

既有建筑節能改造市場的內在特性影響市場主體參與改造的積極性，針市場發展動力乏失的現象，蔣 旻(2012)從治理理論視角分析了推進建筑節能動力系統存在的問題，提出了建筑節能多方動力耦合機制，并指出政府是市場發展的核心推動者[9]；侯靜等(2014)提出了由政府購買節能量的既有公共建筑節能改造市場化途徑，并從市場主體行為角度提出市場發展的對策建議[10]．既有建筑節能改造市場的發展應依賴于政府的主導及市場供需主體的共同努力[11]．

1.2 市場發展實踐情境

在市場需求與政府推動的雙重作用下，我國節能服務產業迅速發展，截止至2013年，我國提供建筑節能服務的企業已經增長至 4,852家，2014年產值達2,650.37億元，從業人數約43萬人[12]，如表1所示．在國家建筑節能“十二五”規劃中，更將拉動需求、激活市場、培育市場主體服務能力作為既有建筑節能改造市場發展的主要目標．

盡管從產業規模來看，政府實施的建筑節能服務市場政策成效顯著，但從市場運行效果上來看，仍存在諸多亟待解決的問題．

表1 我國建筑節能服務產業發展規模

(1)政府亟需豐富市場主體培育行為．我國節能工作于1986年首先圍繞新建建筑節能展開，對于既有建筑節能改造工作的重視相對較晚，雖然政府已經頒布多項激勵政策，但激勵手段仍以經濟激勵政策為主，市場培育手段較為單一，存在一次性經濟激勵政策結束后，已形成的市場又迅速回落的現象．此外，政府政策和制度的實施仍以激勵性為主，對于能效認證和市場準入等監督行為有待完善．因此，在市場需求日益增長的情況下，政府亟需豐富市場主體培育行為．

(2)供需主體目標差異下的不合作行為．目前，市場上的 ESCO的總體服務水平良莠不齊，業主積極性不高，供需主體之間的合作意愿受主體利益目標沖突的影響．一方面，一些中小型 ESCO為追尋利益目標，在改造服務的過程中存在使用低質節能材料和“偷懶”的投機行為，嚴重影響了行業形象和市場聲譽；另一方面，業主在節能服務市場交易的過程中，對于改造的投資意愿不強，其在衡量自身付出成本和節能量收益目標的過程中，對于與ESCO合作存在疑慮，這就導致市場供需主體之間由于各自利益目標的差異而存在不合作行為，二者之間的博弈阻礙了市場良性發展．

(3)市場輔助主體協動作用未能充分發揮．既有建筑節能改造市場發展過程中，作為市場輔助主體的高校、科研院所、第三方能效檢測與認證機構等咨詢單位以及銀行等金融機構的參與度不高．市場中尚未建立權威的第三方能效檢測與認證機構，市場供需主體在交易過程中常因節能量測算產生分歧；金融機構對 ESCO融資行為抱有懷疑態度，不愿為其貸款；尚未建立產學研平臺助推市場的發展，市場輔助主體的力量并未得到充分發揮．

2 既有建筑節能改造市場供需主體演化博弈模型

進化博弈論打破了傳統理論的局限，成為現代博弈論最重要的研究領域之一，是進化生態學和非合作博弈論的結合，在有限理性分析的基礎上，更強調動態分析，對研究人類進化行為選擇策略的均衡，以及如何向均衡狀態調整、收斂的過程與性質具有重要意義[13]．博弈行為類似于生物進化過程，運用演化博弈理論來分析市場主體的行為策略更為貼切．

基于市場發展理論與實踐情境的分析，研究市場主體行為博弈策略的影響因素顯得尤為必要．在市場發展過程中，政府作為引導培育和監督主體，通過宏觀政策的調控為市場主體的發展提供政策環境，而作為市場供需主體的業主群體和 ESCO群體的行為選擇是影響市場運行效果的核心要素．因此，本文重點研究在政府激勵政策下，市場供需群體雙方的博弈行為，對輔助主體和其他社會主體的行為策略不做重點分析，即演化博弈模型研究范疇界定為政府、業主和ESCO．

2.1 模型基本假設及支付矩陣構建

假設1：既有建筑節能改造市場供給主體ESCO為參與博弈的局中人 1，需求主體業主為參與博弈的局中人 2，且將供需群體均視為有限理性群體．在既有建筑節能改造市場中，業主可供選擇的策略為“自行改造”或“與 ESCO合作”；ESCO可供選擇的策略為“提供高質改造服務”或“提供低質改造服務”．

假設 2：政府出臺相應的激勵政策促進市場發展，對于選擇“與 ESCO合作”進行節能改造的業主提供財政補貼，對于“提供高質改造服務”的ESCO給予一定的資金獎勵．

假設 3：設 ESCO選擇“提供高質改造服務”的行為策略概率為y，選擇“提供低質改造服務”的行為策略概率為1-y；相應的，既有建筑業主選擇“與 ESCO合作”行為策略的概率為x，選擇“自行改造”策略的概率為1- x．

由以上基本假設，可構建既有建筑業主與ESCO的支付函數，如表2所示．

表2 既有建筑業主與ESCO之間博弈的支付函數

其中各參數的含義如下：

I1——政府對選擇“與 ESCO合作”的既有建筑業主給予的財政補貼；

I2——政府對在合作過程中，選擇“提供高質改造服務”的ESCO的獎勵；

Ri(i=1,2)——在 ESCO提供高質改造服務時，雙方的收益；

ri(i=1,2)——在 ESCO提供低質改造服務時，雙方的收益，ri＜ Ri；

L——ESCO因提供低質改造服務，所獲得的投機收益；

R——業主與 ESCO均積極合作而產生的收益增加值；

θi(i=1,2)——因業主與 ESCO均積極合作而產生增值收益的分享比例；

C1——業主在合作中所付出的努力成本；

C2——ESCO為達到提供優質服務能力和資質所投入的成本；

Wi(i=1,2)——雙方均積極努力合作時所需支付的信息成本、溝通成本等；

T1——業主因自行改造而要承擔的風險以及所放棄的政府補貼等損失；

T2——ESCO因提供低質改造服務而失去的市場聲譽等損失．

2.2 進化博弈模型適應度分析

根據收益矩陣分析，既有建筑業主群體選擇“與 ESCO合作”的適應度和選擇“自行改造”的適應度以及業主群體的平均適應度分別記為UC1，US1和U1，且

同樣，ESCO群體選擇“提供高質改造服務”的適應度和選擇“提供低質改造服務”的適應度以及 ESCO群體的平均適應度分別記為UC2，US2和 U2，且

2.3 復制動態方程及穩定點求解分析

根據演化博弈的基本原理，可得業主群體和ESCO群體的復制動態方程如下

由于策略平衡點只有當F(x)=0，F(y)=0時存在，因此求得該博弈系統存在 5個平衡點，分別為：O(0，0)、A(0，1)、B(0，1)、C(1，1)、D(x*，y*)，其中

根據 Friedman(1991)提出的方法，通過對復制動態方程(7)和(8)的雅克比(Jacobian)矩陣進行局部穩定性分析，分析結果如下．

利用雅克比矩陣對應的行列式得到系統的局部穩定性分析見表3．

表3 局部穩定性分析

通過分析可以得出 O(0，0)和 C(1，1)為進化穩定策略ESS，它們分別對應業主群體和 ESCO群體選擇{自行改造，提供低質改造服務}和{與 ESCO合作，提供高質改造服務}的策略組合．除以上穩定策略外，系統仍有2個不穩定點A(0，1)，B(1，0)和一個鞍點D(x*，y*)，由以上分析可得系統的復制動態相位如圖2所示．

圖2 ESCO與既有建筑業主行為策略演化博弈過程相位

圖2 描述了既有建筑業主群體和ESCO群體策略的動態進化過程，折線ADB為系統收斂于不同狀態時的臨界線，折線右上方的 ADBC區域將收斂于C(1，1)點，市場供需主體選擇對市場發展有利的策略；折線左下方的 ADBO區域將收斂于 O(0，0)，市場供需主體將選擇導致市場動力乏失的策略．因此，系統長期均衡結果可能是雙方均積極推動市場良性運行，也可能是雙方均不積極主動，演化路徑的最終狀態由支付矩陣中各參數變化決定，市場演化方向收斂于哪一均衡點與系統的初始狀態有關．現實中，既有建筑節能改造市場長期存在積極主動的供需群體和消極被動的供需群體，這與市場實際情況相符．

既有建筑節能改造市場化運作是我國節能服務產業發展的重要推動力[14]，因此，C(1，1)才是系統期望的進化方向，即市場供需主體選擇{與 ESCO合作，提供高質改造服務}的策略．由圖2知系統向C演化的方向取決于鞍點 D的位置，也就是說，當x*，y*均減小時，ADBC區域的面積才會增大，系統收斂于 C點的概率也將變大，市場將趨于良性發展態勢．

由式(9)、(10)可以得出，增大 I1、I2、R1、R2、T1、T2，減少W1、W2、C1、C2、r1、r2、L均可使得x*，y*減小．

從參數的含義來看，政府需增大對選擇“與ESCO合作”的既有建筑業主的財政補貼額度，加大對選擇“提供高質改造服務”ESCO的獎勵力度，制定市場運行制度和規則，降低市場交易成本，這些均可使系統向良性狀態演化；ESCO提升其節能改造技術能力，降低服務成本，提升節能效益也可使得市場向良性狀態演化；業主群體積極與ESCO合作，減少由供需雙方信息不對稱引起的交易成本，均可促進市場良性運行．

3 促進既有建筑節能改造市場發展的對策建議

基于上文市場主體進化博弈結果分析，既有建筑節能改造市場的發展不僅需要政府完善的政策制度支撐，還需市場供需主體的積極配合，是政府、建筑服務企業與業主三方協調與合作的結果．政府搭建平臺、ESCO增強能力、業主更新觀念是促進市場健康發展的基本策略．

(1)政府應制定激勵與約束機制，為市場發展塑造良好的政策環境．目前，我國還未建立完善的既有建筑節能改造法律法規體系，尤其缺少對合同能源管理模式運作過程中雙方利益分配、合同規范以及運作流程的法律規定．首先，政府應健全政策法規體系，明確市場供需雙方的權利和義務，降低雙方交易和信息成本，打消既有建筑業主參與市場交易行為的疑慮；其次，應加大對采用合同能源管理模式進行改造的既有建筑業主的補貼力度，支持其運用市場化的模式進行改造項目的運作；再次，建立規范的質量檢測與認證制度，成立專業的第三方建筑節能改造服務質量檢測與認證機構，可以為市場供需主體提供科學的、具有說服力的節能衡量標準[15]，對于提供低質量節能改造服務的 ESCO實施相應的懲罰措施．另外，應建立既有建筑節能改造市場準入制度，對 ESCO進行資質審查與認證，同時制定嚴格的市場準入程序，從源頭上提升既有建筑節能改造市場運行質量與效率．

(2)ESCO應提升綜合服務能力，以節能服務技術創新提升競爭地位．ESCO應結合企業自身的長期發展目標，不應局限于眼前投機行為所獲得的利益，市場聲譽對于企業未來的發展至關重要．應以我國建筑節能服務產業發展和建筑領域的可持續發展的視野來不斷提升自身綜合能力．一方面，加強技術創新能力，構建“產學研”協同平臺，與設計單位和節能材料研發機構合作，努力提升節能材料和服務的品質，通過不斷實施不同類型節能改造項目和擴大服務規模來降低改造成本，提升企業效益．此外，加強企業間合作，形成良好的市場信息共享氛圍，均是借助外力來彌補企業提供節能改造服務單一性的有效措施；另一方面，ESCO應注重企業內部專業技術人員的服務能力和專業素質培養，通過良性的企業運作模式和管理流程來促進企業良性發展，進而推動既有建筑節能服務供給市場的不斷壯大．

(3)業主應加強節能改造意識，從住房全壽命周期考慮建筑能源消耗．業主是既有建筑節能服務市場的需求主體，對于市場的發展至關重要．一是應站在節約能源、低碳環保和促進生態城市建設的高度來認識既有建筑節能改造市場發展的重要性，積極與 ESCO進行合作，在節能改造的過程中，努力配合 ESCO工作的開展，雙方信息共享，風險共擔，從而實現雙贏的局面[16]；二是應從住房全生命周期的角度考慮能源消耗費用，并考慮與建筑節能服務企業合作，分享節能改造后所帶來的額外收益．此外，還可定期以社區為單位，舉辦節能知識宣傳和節能標兵評選活動，塑造良好的節能氛圍，通過不斷學習國家節能戰略和政策來促進市場隱性需求顯性化．

4 結 語

既有建筑節能改造市場供需主體的行為選擇對市場發展有著十分重要的影響，市場的發展需要政府宏觀政策的調控與市場供需主體協同互動．本文從既有建筑節能改造市場供需主體行為選擇角度切入，通過分析 ESCO與既有建筑業主的行為策略，構建了市場供需雙方群體演化博弈模型，剖析了ESCO與既有建筑業主從初始策略到最終穩定策略的演化博弈過程．模型結果表明：政府適當提升對市場供需主體的激勵力度，加強對 ESCO投機行為的市場監管；ESCO提升自身能力，通過技術創新降低改造成本；業主在與 ESCO合作的過程中積極配合，減少雙方交易成本，均可使市場趨向良性運行態勢．據此，從政府、建筑節能服務公司、業主三方角度提出促進市場健康發展的對策建議．本文僅對政府及市場供需主體行為進行了必要的分析，后續將對其他輔助主體的行為策略選擇進行深入研究，以期為政府豐富市場主體培育行為提供理論參考．

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Research on Countermeasures of the Energy-Saving Reconstruction Market in Existing Buildings Based on the Evolutionary Game Theory

WANG Xing，GUO Handing，TAO Kai，WANG Yilin
(School of Economics and Management，TCU，Tianjin 300384，China)

From exploring development obstacle angle in the energy-saving reconstruction market，based on analyzing the situation of the market development，this paper takes the supply and demand subjects' behaviors as the breakthrough point，analyzes the formation of the dynamic evolution process between the building owners and ESCO．By using the replication dynamic method of evolutionary game theory，through the analysis of the influence of various parameters on the evolutionary stable strategy to identify the key factors which influence the market subjects to win-win cooperation，the paper then puts forward the countermeasures and suggestions of market development for energy-saving reconstruction in existing buildings from the perspectives of government，ESCO and their owners.

energy-saving reconstruction in existing buildings；market development；supply and demand subjects；evolutionary game behavior

F407.9

A

2095-719X(2016)05-0368-06

2015-10-10；

2015-11-12

國家自然科學基金(71171141)；住房和城鄉建設部軟科學研究項目(2013-R1-14)；天津市社科規劃后期資助項目(TJGLHQ1403)

王 星（1991—），女，內蒙古呼倫貝爾人，天津城建大學碩士生．