綜合管廊PPP項目使用者付費與財政補貼聯動調整研究

羅福周，王冠楠

(西安建筑科技大學 管理學院，陜西 西安 710055)

1 研究背景與研究現狀

1.1 研究背景

目前我國正處在城鎮化快速發展的時期，快速增長的城市人口給城市基礎設施特別是提供城市供水、供電、通訊等服務的市政管線造成了巨大的壓力.作為保障城市平穩運行的“生命線”，城市地下綜合管廊的建設日益受到重視.根據2016年的城市建設統計公報，我國的綜合管廊建設還處在從一線城市向二三線城市推廣建設的階段，綜合管廊項目的總體投資較少，人均管廊保有量水平較低.由于目前我國城市基礎設施建設資金缺口較大、投入融資渠道較為單一，過度依賴政府財政資金的問題還沒有解決.因此在城市地下綜合管廊的建設、運營中采用政府與社會資本合作的PPP模式，可以有效地解決管廊建設運營投入不足的問題.然而在運用政府與社會資本合作推廣綜合管廊的建設、運營過程中又出現了許多問題：綜合管廊的盈利能力較弱，目前普遍未實現商業化運營.在管廊的經濟利益方面現有的綜合管廊PPP項目的收費與決策機制還不成熟，補貼模式亦不甚完善.而地方政府最為注重的管廊的社會與環境效益往往不為社會資本所重視.因此在以PPP模式建設綜合管廊的項目中往往需要政府方對負責管廊建設運營的社會資本方進行經濟收益的補貼.在綜合管廊PPP項目中，地方政府、社會資本、入廊管線單位三方往往就在管廊PPP項目的使用者付費、財政補貼以及項目的特許經營期等因素，任意因素的調整變動都會影響其他因素的決策，其之間的聯動調整關系是綜合管廊PPP項目決策過程中需要考慮的重中之重.

1.2 相關理論與研究現狀綜述

對于PPP項目特許期、使用者付費和財政補貼方面的研究是當下PPP領域研究的熱點.馮珂[1]通過對選取的1997年～2013年我國具有代表性的31個PPP項目的特許協議的動態調整情況進行調查研究，發現我國各類PPP項目的動態調整機制發展的總體趨勢處在不斷完善的過程之中.其中政府補貼、價格調整、收益分配越為完善、成熟的PPP項目，其總體運行狀態越趨于良好，各參與方的滿意程度也較高.相反，項目則容易在運營過程中出現虧損、盈利過高、利益糾紛、強制退出等損害項目效益以及某一參與方利益的情況.在PPP項目特許價格和特許期的調整方面：宋金波[2]從PPP項目風險的分擔入手，以項目的凈現值率為判別標準，構建了項目特許期調整模型.高華[3]以污水處理PPP項目為例，構建了長期合作過程中特許價格的動態調整模型.張璞[4]同樣以污水處理PPP項目為例，將社會福利函數這一概念引入特許定價機制中.呂俊娜[5]運用博弈理論和不可逆投資模型，求出滿足軌道交通PPP項目各投資方利益的特許期均衡解，即最優補貼模式.

在PPP項目的特許期和特許價格的研究方面：宋金波[6]主要關注項目的公路項目的需求量即交通量，運用逆向歸納法求出消費者高需求狀態下的最優特許期與特許價格.譚志加[7]從政府方和社會資本方兩個角度利用雙目標規劃研究了高速公路PPP項目合同容量、通行費率以及政府補貼的聯合決策問題.在一般公益性PPP項目方面，Hanaoka[8]運用蒙特卡羅模擬與討價還價博弈理論，分析了PPP項目中風險因素對于特許期以及特許價格決策的影響.Carbonara[9]考慮影響PPP項目的不確定性，從公平分攤風險的角度對特許期和特許價格進行決策.在PPP項目的財政補貼研究方面：王卓甫[10]則以公益性PPP項目為例，設計出政府方與社會資本之間的Stackelberg博弈模型，運用逆推法計算出最優特許經營期與年補貼成本.曹啟龍[11]通過研究PPP項目的運營補貼中基于收益、成本和利潤的三種補貼方式，分析政府視角下的最優的補貼激勵模式.在綜合管廊PPP項目的相關研究方面，韋海民[12]設計了一種激勵管線單位入廊的定價機制.王淑英[13]運用系統動力學分析了財政補貼等各影響因素對項目收益凈現值的影響.Fan Wang[14]通過對物流基礎設施PPP項目的調整進行研究，發現了項目的特許期與政府的財政補貼存在一定程度上的替代效應，并且據此設計一種滿足雙方利益訴求的激勵機制.

1.3 研究現狀評述

從以上的相關研究成果可以看出，現有的PPP項目的特許期、特許價格與財政補貼方面的研究多集中在完全依靠政府補貼運營的純公益性PPP項目或實現商業運營的PPP項目，且大多也只著眼于項目的風險及定價影響因素方面.缺少對于綜合管廊這種具有管線單位的使用者付費收益，但盈利能力又相對較差，需要政府部門給予一定的財政補貼的準公共性PPP項目作為主體的調整研究.在PPP項目的合理利潤率決策方面，既有的研究也大多未考慮項目所在地的實際情況，而將行業無風險收益率與通貨膨脹率簡單地相加，缺少客觀、科學的決策模型.而綜合管廊PPP項目中，管線單位方支付的入廊費與日常維護建設費、政府方支付的財政補貼之間存在一定的替代效應，某一方的調整會引起另一方的變動，且此兩者均會影響到綜合管廊PPP項目的收益以及社會資本方合理利潤的取得情況.因此需要探究項目的使用者付費與財政補貼之間的聯動調整關系，完善聯動調整機制，優化調整各方利益實現情況.

2 綜合管廊PPP項目使用者付費與財政補貼聯動調整模型構建

2.1 綜合管廊PPP項目多目標規劃參與主體分析

綜合管廊PPP項目的使用者付費與財政補貼聯動調整是一個多目標規劃任務，其中主要的三個參與主體，政府方、社會資本方以及入廊管線單位方的利益訴求各不相同：地方政府由于自身財政債務方面的壓力，希望管廊的使用者付費盡可能地滿足管廊日常的運營成本以及社會資本的期望收益，支付給項目公司的補貼標準盡可能的低，追求的是財政補貼的最小化；項目公司在選取聯動調整方案時，參與管廊建設運營的社會資本方追求的是經濟利益的最大化；而各入廊管線單位作為管廊的使用方，注重的是使用者付費，即管廊特許價格盡可能低廉.由于管廊運營部門對各入廊管線單位征收的使用者付費最終會以價格的形式轉嫁到使用管線服務的社會公眾的身上，故入廊管線單位與社會公眾的利益基本一致.因此，該項目追求的多目標規劃可簡單表示為

其中，Ps為政府每年支付的財政補貼，可代表政府方的利益；W為項目的凈現值，可代表社會資本的收益訴求；P為管廊向各入廊管線單位征收的使用者付費，代表各入廊管線單位的利益.

此三方利益的優先級也不相同，由于在目前已建成運營的綜合管廊項目中，入廊費用和日常維護建設費的收取存在一定的困難，多由地方政府支付財政補貼，給地方政府帶來不小的財政壓力，所以綜合管廊作為可以提供優質的公共服務、提升地方政府形象、拉動相關產業發展的大型市政工程，滿足政府方的支付能力維持項目的日常運營是首要的目標，優先級最高.同時是否滿足社會資本的收益需求直接關系著項目日常運維的效果以及PPP項目的合作能否繼續，所以社會資本的收益需求的優先級次之.綜合管廊的使用功能是保障入廊管線的安全、便捷的運營與管理.雖然各入廊管線單位的盈利與支付能力存在一定的差異，但本文將入廊管線單位視為一個整體的利益相關方，針對不同的入廊管線分別定價不是本文研究的重點，故將入廊管線單位的目標優先級放在最后.綜上所述，并咨詢綜合管廊PPP項目方面的研究專家，將該項目的多目標規劃權重設定為：財政補貼權重為0.5，凈現值權重為0.3，使用者付費權重為0.2.

2.2 綜合管廊PPP項目各參與主體多目標規劃模型構建

在2.1的基礎上進一步擴展，考慮各方利益訴求與財政補貼、使用者付費和特許經營期的約束條件，并采用max-min加權隸屬度函數評價方法，該多目標規劃模型可表示為

(1)

(2)

其中，財政補貼與使用者付費可視為成本型指標，項目收益凈現值可視為效益型指標；x、f和z分別為該方案該指標下的隸屬度函數、加權隸屬度函數和最優方案指標的隸屬度函數，wi為各評價指標權重；Cs為項目建設成本，R為項目擬定年合理利潤率，r為項目折現率，Cr為項目運營成本P1和P2分別為入廊費用與日常維護建設費用；T為特許經營期，T1為項目的運營期，T0為社會資本償清銀行貸款的年限，而Tw≥0為在該合理利潤率與補貼水平下，項目的收益凈現值取得非負的最小年限.PT項目所在地當年公共預算支出，一般認為政府方對PPP項目支付的財政補貼不宜超過其10%.

2.3 綜合管廊PPP項目收益系統動力學模型構建

由于綜合管廊項目的經營模式具有一定的特殊性，即為管線單位提供入廊服務并向其征收固定費用.項目的產出難以用單位計量，且使用者付費和產出的服務之間難以構建量化關系，在現實中多采用固定的年使用者付費和年財政補貼相結合的回報模式.PPP項目財政補貼的計算公式，項目每年的財政補貼為社會資本方承擔的年均建設成本、運營維護成本和合理利潤，扣除使用者付費.

由綜合管廊PPP項目收益各影響因素之間相互作用關系，通過Vensim PLE軟件繪制因果關系圖如圖1所示.在因果關系圖的基礎之上，考慮財政補貼的影響因素，繪制綜合管廊PPP項目的存量流量圖，如圖2所示.該圖在反映各因素之間變動的邏輯關系的基礎上進而體現內部作用與反饋過程.可以通過給參數輸入、編輯公式、建立函數關系等方式實現定量計算.

3 實證分析

3.1 項目概述

D市的地下綜合管廊項目干支線總長度為 4.08 km，該項目擬采用BOT模式運作，項目合作期預計為15～35 a，其中建設期預計為2 a.據財務測算，該項目的收益不足以滿足社會資本方的合理利潤，故政府方會在運營期開始第一年對社會資本方采用財政補貼的模式.本項目的主要經濟參數如表1所示：

圖1 綜合管廊PPP項目收益系統動力學因果關系圖

圖2 綜合管廊PPP項目收益系統動力學模擬存量流量圖

表1 D市綜合管廊PPP項目概況表

3.2 項目的合理利潤率預測

合理利潤率對于PPP項目的使用者付費與財政補貼的聯動調整至關重要.由于使用者付費的主動調整會影響到政府方支付的可行性缺口補貼，因此可以通過合理利潤率的調整來實現對占可行性缺口補貼中絕大部分的可用性付費的主動調整，進而影響到社會資本方的經濟收益與入廊管線單位方的支付水平.在現實的PPP項目中，項目所在地的經濟發展水平、居民消費水平等因素都會對PPP項目的年合理利潤率決策產生影響.本文根據項目所在地的統計年鑒以及統計公報，選取項目所在地D市2010年至2017年的居民消費價格指數、地方公共財政預算支出、全年全社會固定資產投資等8個影響PPP項目年合理利潤率的因素來進行決策，各因素的取值如表2所示.同時為了避免主觀的打分法會影響預測的客觀性與準確性，本文選擇BP神經網絡的方法進行模擬預測，運用Matlab軟件進行模擬計算，則年合理利潤率預測值為7.25%，具體代碼為：

>> ?P=[5.85 6.1 6.65 6.4 6 5.25 4.9 4.9;231.5 269.46 285.4 307 330 352.7 381.27 419.77;104.4 109.8 113.7 116.5 118.7 120.7 123.5 125.2;14 302 16 079 18 056 19 978 21 836 23 014 24 654 26 774;25 31.34 40.7 46.5 51.15 62.41 64.43 70.2;5 6.2 7.4 9.3 11.1 12.78 13.1 14.6;30 43.5 46.1 58.3 61 64.75 68.3 71.94;127.9 145.56 182.7 224.9 260.1 280.74 326.3 360.9];

?T=[7.55 7.99 8.16 8.1 7.89 7.13 7.02];

?[p1,minp,maxp,t1,mint,maxt]=premnmx(P,T);

?net=newff(minmax(P),[8,6,1],{'tansig','tansig','purelin'},'trainlm');

?net.trainParam.epochs=5 000;

?net.trainParam.goal=0.000 000 1;

?[net,tr]=train(net,p1,t1);

TRAINLM, Epoch 0/5000, MSE 0.533351/1e-007, Gradient 18.9079/1e-010

TRAINLM,Epoch24/5000,MSE 8.81926e-008/1e-007, Gradient 0.002 292 2/1e-010

TRAINLM, Performance goal met.

?a=[4.9;419.77;125.2;26774;70.2;14.6;71.94;360.9];

?a=premnmx(a);

?b=sim(net,a);

?c=postmnmx(b,mint,maxt);

?c

c=7.250 096 32.

表2 D市PPP項目年合理利潤率影響因素及取值表

3.3 項目初始方案模擬計算

運用Vensim DSS軟件對該項目初始方案的收益凈現值進行模擬，模擬結果如圖3所示：

圖3 初始方案凈現收益值模擬結果圖

由模擬結果可知此項目初始方案的動態投資回收期約為20.76年，此時的年均財政補貼金額為4 038萬元，在25年的特許期年內的凈現值為11 200萬元，經計算此方案的實際利潤率為10.1%.這說明社會資本方所獲得的經濟收益顯然高于合理水平，這也會損害到政府方、入廊管線單位方以及社會公眾的利益，不利于項目多目標規劃的的實現.由于在綜合管廊PPP項目的系統動力學模型中使用者付費、特許期和年合理利潤率等因素都會影響財政補貼，故需要對其進行聯動調整，進而求出最符合當前特許期的收益模型.

3.4 使用者付費與財政補貼聯動調整分析

在進行系統動力學特許價格與財政補貼聯動調整模擬時，根據1.2中構建的多目標規劃目標函數與約束條件，測算不同的使用者付費、財政補貼和項目收益凈現值在17到33年的特許期長度下的調整方案以及其對應的模擬計算結果如表3所示：

表3 調整方案模擬結果表

分別計算每個調整方案的max-min隸屬度函數，如在財政補貼指標下，調整方案P1的隸屬度為a11=(78 253-25 275)/(78 253-25 275)=1.000.

在凈現值指標下，調整方案P1的隸屬度為a12=(2 518-2 518)/(9 993-2 518)=0.000.

在使用者付費評價指標下，調整方案P1的隸屬度為a13=(63 364-57 870)/(63 364-57 870)=1.000.

根據2.2中構建的多目標評價方法，與之前確定的多目標規劃中的財政補貼、項目收益凈現值和使用者付費評價指標的權重，可得各調整方案在此三個指標下的加權隸屬度函數計算結果如表4所示：

表4 各調整方案加權隸屬度結果表

=0.814

根據2.2中多目標規劃模型的目標函數計算可得，調整方案P6為該評價體系下的最優調整方案.此時項目在22年的特許期內的凈現值為5 190萬元，財政補貼總額為38 440萬元，使用者付費總額為59 580萬元.對比最優調整方案P6與初始方案的收益凈現值、財政補貼和使用者付費結果如圖4、圖5和圖6所示：

圖4 項目收益凈現值模擬結果對比圖

圖5 項目財政補貼模擬結果對比圖

圖6 項目使用者付費模擬結果對比圖

3.5 實證分析結果

由以上三圖可知，相較于初始方案，調整方案P6的年均財政補貼與年均使用者付費分別減少了1 218萬元與614萬元，而項目的收益凈現值減少至5 190萬元，經計算此方案下社會資本方的年合理利潤率為6.71%，略低于預測水平.但是此調整方案的特許經營期為22年，較短的特許期長度也使得社會大眾的利益得到一定程度的保障，緩解了地方政府與管線單位的支付壓力，有利于綜合管廊作為準公益性公共基礎設施的社會效益的實現.故此調整方案對于實際項目的操作有一定的指導意義.

4 政策建議

4.1 制定合理的特許經營期與合理利潤率

特許期和合理利潤率對于項目凈現值與財政補貼的影響是巨大的，決定了項目財務評價與可行性研究的結果.從本研究結果來看制定合理的特許經營期與合理利潤率不僅可以增加社會資本方的收益使其獲得期望的利潤，而且還可以減少每年政府方支付的財政補貼與入廊管線單位支付的使用者付費.

4.2 完善入廊費用和可行性缺口補貼的調整機制

在實際綜合管廊PPP項目中，入廊費用與可行性缺口補貼分別占據了使用者付費與財政補貼的大部分.由于綜合管廊主體建筑的設計使用壽命較長，往往可達到五十年甚至一百年，所以在特許期內會出現不確定性因素影響項目的正常運營收益.而項目的特許期和合理利潤率一經確定不易進行調整，故可在特許運營期內根據實際情況對使用者付費、財政補貼等進行調整以滿足項目各利益相關方的要求.