基于博弈論的鋰電池航空運輸安全監管分析

文軍 紀超

摘? 要 運用博弈論構建政府監管部門與鋰電池航空運輸企業間的博弈模型，分析了二者之間的博弈關系，并給出了鋰電池航空運輸安全監管博弈模型混合策略納什均衡的求解與分析。提出政府應持續加強監管力度，加大對鋰電池航空運輸企業發生安全事故的處罰力度，完善鋰電池航空運輸安全監管體系建設，加強各種激勵措施等建議。

關鍵詞：[HTK]航空運輸? 安全監管? 博弈? 納什均衡

民航“十三五”規劃強調，要健全安全法規標準體系、創新安全管理機制、加強監管隊伍建設、改進監管模式和手段以確保航空持續安全＼[1＼]。近年來，作為特種貨物運輸的鋰電池航空運輸需求日益旺盛，一旦發生安全事故將會對人民生命財產安全、社會經濟造成不可挽回的損失＼[2＼]。深入探究政府監管部門與鋰電池航空運輸企業間復雜的博弈關系，建立博弈模型并通過對納什均衡的求解與分析，提出和完善合理的監管策略和監管體系，對確保航空運輸持續安全具有重要的意義。

一、鋰電池航空運輸安全監管體系

鋰電池航空運輸安全監管體系由中國民用航空局及下設運輸司、民航各地區管理局及下設運輸處、民航各地方監管局及下設運輸處以及中國民航危險品運輸管理中心組成＼[3＼]。在具體工作落實中，民航局以委托人的身份委托地區管理局對鋰電池航空運輸進行監管，地區管理局及地方監管局在這里充當代理人的角色對其轄區內的鋰電池航空運輸進行監管＼[4＼]。分析鋰電池航空運輸企業與政府之間的博弈關系，解決兩者之間博弈均衡問題，需要理清其內在的博弈機理＼[6＼]，合理構建安全監管博弈模型，科學地分析模型結構及均衡解，以便探討各影響因素對博弈參與人策略選擇的影響方式及意義。

二、鋰電池航空運輸安全監管博弈模型

（一）模型的假設與構建

假設模型中有兩個參與人：一個是政府，代表社會福利最大化，另一個鋰電池航空運輸企業，追求企業自身利益最大化。模型設定政府與企業為監管與被監管關系，內部委托代理關系忽略不計，即政府實施監管的行動準則為社會福利最大化，監管鋰電池航空運輸企業在運輸鋰電池的過程中的操作規范，以期規避可能出現的安全事故;企業為追求利益最大化可能存在違規操作，可能導致鋰電池航空運輸安全事故。

假設模型中企業可選擇的策略集合為[BF]A1=安全運輸，不安全運輸[BFQ]，政府可選擇的策略集合[BF]A2=監管，不監管[BFQ]。并且假設模型中參與人雙方獲取的信息是完全信息，即雙方互相了解彼此的行動準則。此時構建鋰電池航空運輸安全監管中政府與鋰電池航空運輸企業的博弈模型，如圖1所示。

假設政府選擇對企業進行安全運輸的監管概率為[BF]θ[BFQ]，不監管的概率為[BF]1-θ[BFQ];企業進行安全運輸的概率為[BF]λ[BFQ]，不安全運輸的概率為[BF]1-λ[BFQ]。

政府監管的支付假設如下：政府對鋰電池航空運輸企業進行安全監管的成本為[BF]C[BFQ]，政府能從安全運輸中獲益為[BF]L[BFQ]，政府在企業安全運輸時執行監管的收益即為[BF]L-C[BFQ]。如果企業發生鋰電池航空運輸安全事故，政府善后工作須付出的成本為[BF]H[BFQ]。本模型中假定鋰電池航空運輸企業沒有進行安全運輸必然導致安全事故發生＼[5＼]。

企業的支付假設為：企業為保障安全運輸的安全投入為[BF]a[BFQ]，當企業進行安全運輸時的收入為[BF]W[BFQ]。當企業沒有進行安全運輸時，其收入為[BF]G[BFQ]，顯然[BF]G>W[BFQ]，此時若企業被政府監管查到不安全運輸將會受到罰款，政府對企業的罰款為[BF]T[BFQ]。

基于上述假設，可構建鋰電池航空運輸安全監管博弈收益矩陣，如表1所示。

在上述博弈模型中，假定[BF]CL+H+T[BFQ]的可能性不大，因為即使[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]很小，政府可以加大處罰力度[BF]T[BFQ]，從而使得[BF]C

（二）博弈模型的求解

鋰電池航空運輸安全監管博弈模型屬于混合策略納什均衡，在實際的運輸過程中企業為追求收益最大化會減少安全成本的投入、進行違章運輸，這便和政府監管部門形成了嚴格競爭的博弈關系。如果政府選擇對企業進行監管，企業便會選擇安全運輸;若企業安全運輸，政府就會選擇不監管;如果政府選擇不監管，企業便會選擇不安全運輸;若企業不安全運輸，政府便會選擇對其進行監管，如此循環。

此時政府監管與不監管的期望收益分別為[BF]πθ[BFQ]、[BF]π1-θ[BFQ]，見式（1）（2）：

[BF]πθ=λ（L-C）+（1-λ）（L-C+T）[BFQ][JY]（1）

[BF]π1-θ=λL+（1-λ）（-H）[BFQ][JY]（2）

同理可得企業安全運輸與不安全運輸的期望收益分別為[BF]πλ[BFQ]、[BF]π1-λ[BFQ]，見式（3）（4）：

[BF]πλ=θ（W-a）+（1-θ）（W-a）[BFQ][JY]（3）

[BF]π1-λ=θ（G-T）+（1-θ）G[BFQ][JY]（4）

令[BF]πθ=π1-θ[BFQ]，[BF]πλ=π1-λ[BFQ]可得出混合戰略納什均衡為[BF]（λ，θ）[BFQ]，見式（5）：

λ=1-CL+T+Hθ=G-W+aT[BFQ][JY]（5）

（三）模型分析與討論

通過對以上博弈模型的均衡分析，可得出以下命題并給予證明。

命題1：當政府從鋰電池航空運輸中受益越大，或者鋰電池航空運輸事故中受到的損失越大，則鋰電池航空運輸企業進行安全運輸的可能性越大。

證明：當政府從鋰電池航空運輸中受益越大，或者鋰電池航空運輸事故中受到的損失越大，即[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]越大，根據混合策略納什均衡，給定[BF]λ[BFQ]，分別求[BF]L[BFQ]和[BF]H[BFQ]的偏導，見式（6）：

[BF][BF]λL=C（L+H+T）2λH=C（L+H+T）2[BFQ][JY]（6）[BFQ]

由[BF]λL>0[BFQ]，[BF]λH>0[BFQ]得[BF]L[BFQ]、[BF]H[BFQ]越大，[BF]λ[BFQ]越大，此時企業進行安全運輸的概率便越大。

命題2：加大對企業不安全運輸的處罰力度，既可以降低政府的監管必要性，又可以使企業進行安全運輸的可能性大大增加。

證明：加大對企業不安全運輸的處罰力度，即[BF]T[BFQ]增大，根據混合策略納什均衡，分別對[BF]T[BFQ]求偏導，見式（7）：

[BF]λT=C（L+H+T）2θT=G-W+aT2[BFQ][JY]（7）

由[BF]λT>0[BFQ]，[BF]θT<0[BFQ]得[BF]T[BFQ]越大，[BF]λ[BFQ]越大而[BF]θ[BFQ]越小，即政府監管的必要性降低，同時企業更可能傾向于安全運輸。

命題3：當企業不安全運輸的收益與安全運輸的收益差額越大，政府越應該加強對企業安全運輸的監管。

證明：企業不安全運輸與安全運輸的收益差越大，即[BF]G-W[BFQ]越大，此時對[BF]（G-W）[BFQ]求偏導，見式（8）：

[BF]θ（G-W）=1T[BFQ][JY]（8）

由[BF]θ（G-W）>0[BFQ]可知，在給定[BF]T[BFQ]時，[BF]G-W[BFQ]越大，[BF]θ[BFQ]越大，此時就越應該加強政府對企業的運輸監管。

命題4：企業在安全運輸上投入的成本越大，則政府越有必要對企業進行監管。

證明：企業在安全運輸上的投入越大，即[BF]a[BFQ]越大，此時對[BF]a[BFQ]求偏導，見式（9）：

[BF]θa=1T[BFQ][JY]（9）

由[BF]θa>0[BFQ]可知，在[BF]T[BFQ]一定時，[BF]a[BFQ]越大，[BF]θ[BFQ]越大，即政府對企業的監管越有必要。

三、結論與建議

（一）強化監管力度，提高處理標準

隨著航空運輸業的高速發展，危險品的需求量日益增長，鋰電池航空運輸總量占危險品運輸總量的絕大部分，一旦發生安全事故將會對社會造成不可挽回的損失。不僅企業要重視安全運輸，政府更應加強對鋰電池航空運輸企業的監管力度，嚴查企業違規操作，及時消除可能存在的安全隱患。同時，只有企業真正意識到違規進行鋰電池航空運輸以及存在安全隱患帶來的嚴重后果，才可能積極主動進行安全運輸，政府需要加大處罰力度，這樣可迫使和引導鋰電池航空運輸企業對事故隱患自查自糾，消除事故隱患。

（二）完善監管體系，引入激勵措施

要完善監管體系，加打執法力度，定期自查與糾正體系內不合理設置，在全面排查鋰電池航空運輸安全事故隱患狀況的基礎上，重點查處事故隱患引發事故概率高的企業。對于這類企業，政府監管部門必須下令限期整改并監督實際工作。此外，政府監管部門應加強各種激勵措施，引導鋰電池航空運輸企業主動增強自身安全投入動力。明確的獎懲機制有利于規避風險、實現雙方共贏，如對于注重安全運輸機制建立與實施的企業，可對其給予適度獎勵措施，這樣既激勵了鋰電池航空運輸企業自發地進行安全投入，也可以使政府監管具有針對性，提高政府監管的效率。

參考文獻：

＼[1＼][ZK（#]中國民航局中國民用航空發展第十三個五年規劃（2016）＼[EB/OL＼]http：//wwwcaacgovcn/XXGK/XXGK/ZCFB/201702/t20170215_42525html，2017-02-15

＼[2＼]郭勤鋰電池航空運輸事故因素分析及預測＼[D＼]天津：中國民航大學，2016

＼[3＼]中國民航局運輸司中國民航局運輸司機構職責＼[EB/OL＼]http：//wwwcaacgovcn/dev/yshs/，2010-03-19

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＼[5＼]文軍航空運輸安全監管的博弈分析＼[J＼]中國安全科學學報，2008（03）

＼[6＼]王桂山，王永剛，杜珺危險品航空安全運輸管理系統的探討＼[J＼]中國安全生產科學技術，2006（05）[ZK）]

〔本文系國家級大學生創新創業訓練計劃項目“基于博弈論的鋰電池航空運輸安全監管博弈分析”（項目編號：S201910624232）階段性成果〕

〔文軍、紀超（通訊作者），中國民用航空飛行學院〕