山東化工產業安全生產演化博弈分析及仿真

安普翠， 程海召

(1.煙臺黃金職業學院,山東 招遠 265401;2.煙臺鞍鋼國際貿易有限公司,山東 煙臺 264000)

化工產業安全生產問題引起全社會的關注，山東省作為化工生產大省，針對化工產業安全生產轉型升級活動正在全面開展和推進，本文通過研究山東省化工產業整治辦法，結合其他學者利用演化博弈研究食品、網絡、煤化工等工業安全生產問題[1-3]的經驗，利用復制動態方程構建山東省化工產業的安全生產演化博弈模型，嘗試著分析地方政府監管方式選擇與化工企業生產策略選擇之間的演化過程，為建立化工產業安全生產監管制度體系提供科學依據。

1 化工產業安全生產演化博弈

1.1 基本假設及得益矩陣

(1)依據現實生產環境，考慮到信息不確定等因素，參與主體地方政府和化工企業均具有有限理性特征。

(2)地方政府可以采取嚴格監管和放松監管兩種策略，記為：Si={嚴格監管，放松監管}，化工企業可以選擇安全生產和違規生產兩種策略：記為Sl={安全生產，違規生產}。

(3)基本假設

假設①：初始狀態下，地方政府策略選擇的占比分別是：嚴格監管策略占比x(0≤y≤1)，放松監管策略占比為1-x；化工企業策略選擇的占比分別是：安全生產策略占比y(0≤y≤1)，違規生產策略占比1-y。

綜上，可以得出政府和企業在不同的策略選擇下的得益矩陣如表1所示。

表1 地方政府和化工企業的行為選擇及得益矩陣

1.2 復制動態方程

由表1可得出地方政府和化工企業策略互動的復制者動態方程[4]：

(1)

其雅可比矩陣為：

(2)

2 化工安全生產演化博弈模型穩定點分析

3)聯合速度控制能夠有效降低車輛制動的熱量集聚和工作溫度，防止制動器的熱衰退和高溫磨損，有效保護車輛制動器，延長剎車片更換里程，降低了人員的工作強度。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D>0，T<0，則 O為ESS穩定點，A點時D<0，T不確定，則A為鞍點，B點時D>0，T>0，則B為不穩定點， C點時D<0，T不確定，則C為鞍點。此情形下，地方政府和化工企業演化仿真見圖1：

圖1 地方政府和化工企業演化仿真演化圖1

結論1：由以上可得，地方政府和化工企業達成了(放松監管，違規生產)的穩定演化均衡結果。根據局部穩定性分析及演化圖1分析可得，地方政府嚴格監管獲得的外界效益沒有監管成本高，即政府大力度的嚴格監管卻得不到社會的支持、居民的配合和上級政府的重視，可能會使得地方政府監管工作積極性下降。而化工企業違規生產即使被曝光也只是受到較少的懲罰，這使得一些化工企業會鋌而走險違規生產。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D<0,T不確定，則O為鞍點， A點時D>0，T<0，則A為ESS穩定點，B點時D>0，T>0，則B為不穩定點， C點時D<0，T不確定，則C為鞍點。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D>0,T>0，則O為不穩定點，A點時，則ESS為 穩定點，B點時D<0,T不確定，則B為鞍點，C點時D<0，T不確定，則C為鞍點。

(2)和(3)得出相同的ESS穩定點，則兩者屬于同一情形，此情形下，地方政府和化工企業演化仿真見圖2：

圖2 地方政府和化工企業演化仿真演化圖2

結論2：由以上可得，地方政府和化工企業達成了(放松監管，安全生產)穩定演化均衡結果。根據局部穩定性及演化圖2分析可得，地方政府對化工企業的安全生產進行監督和指導，但沒有滿足預期的成效，其外界效益小于監管成本。即政府付出較高成本的嚴格監管，制定較高的違規懲罰措施：高額罰款，嚴重者要承擔刑事責任等，此時即使政府因外界效益不理想，而減少監管投入，化工企業也不會鋌而走險違規生產。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D>0，T>0，則O為不穩定點，A點時，則D<0，T不確定，則A為鞍點，B點時D<0，T不確定，則B為鞍點，C點時D>0，T<0，則C為 ESS穩定點。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D>0，T>0不確定，則O為鞍點，A點時D>0，T>0，則 A為不穩定點，B點時D<0，T不確定，則B為鞍點， C點時D>0，T<0，則C為ESS穩定點。

(4)和(5)得出相同的 穩定點，則兩者屬于同一情形，此情形下，地方政府和化工企業演化仿真圖見圖3：

圖3 地方政府和化工企業演化仿真演化圖3

結論3：由以上可得，地方政府和化工企業達成(嚴格監管，安全生產)穩定演化均衡結果。根據局部穩定性及演化圖3分析可得，地方政府在獲得較高的外界效益時，才會全方位開展安全生產監管和指導工作，化工企業違規生產行為就會受到控制。

此時，復制動態方程有四個均衡點，分別為O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四個均衡點處穩定性分別為：O點時D<0，T不確定，則O為鞍點，A點時D<0，T不確定，則 A為鞍點， B點時D<0，T不確定，則B為鞍點，C點時D<0，T不確定，則C為鞍點。D>0，T<0為基礎的均衡條件均沒有被滿足，因此，不存在ESS。

此情形下，地方政府和化工企業沒有達成穩定演化均衡結果。

結論1：化工安全事故本身的復雜性，致使化工安全生產監管有別于食品等工業部門的安全監管。結果表明：因Q和f兩個參數取值范圍的變化，系統出現的演化結果也會有所不同。雙方最終可形成3種穩定策略組合：①地方政府獲得的外界效益不能彌補其嚴格監管成本，且化工企業違規生產所受懲罰較輕時，雙方會達成(放松監管，違規生產)；②地方政府所支付的監管成本遠高于其獲得的外界效益，且化工企業違規生產所受懲罰較重時，雙方會達成(放松監管，安全生產)；③國家高度重視化工產業安全生產背景下，地方政府會嚴格執法，積極監管和指導化工企業生產工作，化工企業因迫于環境壓力會主動配合地方政府工作，雙方此時達成(嚴格監管，安全生產)。在我國地方政府嚴格監管和指導下，化工企業會嚴格按要求生產，不會出現違規生產的現象，所以(嚴格監管，違規生產)不是穩定策略組合。

因此，在化工企業安全生產過程中要明確地方政府的定位，發揮好政府的指導作用，建立政府、社會和企業共同監管體系，同時要加大科技人才、高新技術引進成本的投入，平穩有序的加快化工產業轉型升級。