裝配式建筑技術創新激勵演化博弈研究

張岱祺 賈偉強

(南昌航空大學經濟管理學院,江西 南昌 330063)

引言

裝配式建筑是指將制造業的生產方式引入建筑業，把建筑結構與內裝拆分為不同的構件進行預先制造，再運送至施工現場進行裝配的建造方式。與傳統現澆式建筑相比，裝配式建筑具有縮短工期、提高建筑質量、降低環境污染，克服勞動力稀缺等優點。由于淘汰低端產能供給，提升中高端產能供給，開展供給側改革是我國未來很長一段時期經濟工作的重點，而發展裝配式建筑是響應國家可持續發展戰略，促進建筑業向節能減排改革的重要舉措[1]。為牢固樹立和貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，應大力推動裝配式建筑產業發展。

裝配式建筑是目前建筑業實現可持續發展的重要切入點，2016年《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》明確提出，大力發展裝配式混凝土建筑和鋼結構建筑，在具備條件的地方倡導發展現代木結構建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。2016年住建部《建筑產業現代化發展綱要》進一步提出了裝配式建筑發展目標，到2020年，裝配式建筑占新建建筑的比例在20%以上，且到2025年應實現比例達50%以上的目標。

實踐中，到2020年，我國新開工裝配式建筑占新建建筑面積的比例約為20.5%，完成了《“十三五”裝配式建筑行動方案》，但目前裝配式建筑的裝配率仍較低，多數裝配式建筑僅達到住建部所要求的不得低于50%的標準線，這是由于裝配式建筑產業發展對裝配式建筑構件制造企業提出了較高的技術要求，但目前裝配式建筑產業仍處于發展初期，構件制造企業相關技術還不成熟，仍存在模數體系失調[2]、設計深度不足[3]、構件生產專業程度較低[4]等問題。因此，如何激勵裝配式建筑構件制造企業加強技術創新，進而提高我國裝配式建筑的產業化發展水平[5]，是目前亟需解決的重要問題。本文運用演化博弈理論，構建了政府與構件制造企業關于裝配式建筑技術創新激勵的演化博弈模型，以期通過分析雙方行為決策的演化過程，為政府制定合理的政策提供依據，進一步推動裝配式建筑產業的發展。

1 政府與構件制造企業的演化博弈模型構建

1.1 模型描述

目前，裝配式建筑產業仍處于發展初期，由于構件制造企業進行技術創新面臨著風險與資金壓力，且進行技術創新具有明顯的經濟外部性，則追求自身利益最大化的構件制造企業對于裝配式建筑技術創新的積極性不高[6]。因此，為了調動構件制造企業對于技術創新的積極性，進而推動裝配式建筑產業的發展，政府對于構件制造企業技術創新的激勵就顯得尤為重要，而在實踐中，政府與構件制造企業之間的行為策略絕非一成不變，是政府與構件制造企業之間反復博弈，最終達到穩定狀態的過程。

1.2 模型假設

1.2.1 假設1

政府與構件制造企業作為演化博弈主體，在行為策略的選擇上均為有效理性的。

1.2.2 假設2

政府在技術創新激勵過程中，以最大化社會、環境效益進行激勵決策，存在2種行為策略選擇“激勵”與“不激勵”，對應的概率分別為x與1-x，其中0≤x≤1。

1.2.3 假設3

構件制造企業在技術創新激勵過程中，以最大化自身效益進行創新決策，存在2種行為策略選擇“創新”與“不創新”，對應的概率分別為y與1-y，其中0≤y≤0。

1.2.4 假設4

構件制造企業不進行技術創新下政府的基本收益為A1；構件制造企業進行技術創新下政府的額外收益為A2，指技術創新推動裝配式建筑發展所帶來的社會與環境收益；政府的激勵政策成本為C1，包括專項調研、政策研究、媒體推廣、訪談等所需的成本；政府為構件制造企業創新提供補貼S，對不創新的構件制造企業收取稅金T。

1.2.5 假設5

構件制造企業不進行技術創新可獲得的基本收益為B1；構件制造企業進行技術創新下政府的額外收益為B2,指技術創新成功所帶來的收益，包括生產水平提高、社會聲譽提升以及市場占有率增加等帶來的收益；構件制造企業進行技術創新所需成本為C2；但構件制造企業選擇技術創新可能面臨著創新失敗，則企業創新失敗概率為δ(0<δ<1)。

1.3 模型構建

基于模型描述與模型假設可得，政府與構件制造企業的演化博弈支付矩陣如表1所示。

2 演化博弈模型穩定性分析

2.1 政府演化策略分析

表1 政府與構件企業博弈支付矩陣

政府選擇激勵的復制動態方程：

當-C1+T>0時，存在以下2種情形：

2.2 構件制造企業演化策略分析

構件制造企業選擇創新的復制動態方程：

由于S+T>0，則對C2-δB2進行討論。

2.3 政府和構件制造企業混合策略的演化均衡分析

根據Friedman[7]提出的方法，即演化系統均衡點的穩定性，可以通過分析雅可比矩陣的局部穩定性得出，則雅可比矩陣J：

均衡點滿足雅克比行列式detJ>0且跡trJ<0時，系統將趨于局部穩定狀態，即視為局部演化穩定策略。

由表2可知，均衡點(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)均不具有穩定性，由于中心點(x*,y*)雅克比行列式detJ>0但跡trJ=0，需進一步通過雅可比矩陣J′的特征值討論中心點的穩定性，則雅可比矩陣J′：

表2 系統穩定性分析

則，雅可比矩陣J′的特征值λ：

可知，雅可比矩陣J′的特征值λ均為實部為0的純虛數，根據Taylor[8]等的研究可知，(x*,y*)不是演化穩定策略，政府與構件制造企業的策略選擇軌跡是圍繞點(x*,y*)的曲線，但無法穩定到(x*,y*)。

因此，政府與構件制造企業關于裝配式建筑技術創新激勵的演化博弈不能存在演化穩定策略，在博弈中任何一個微小變化都有可能對博弈雙方的策略選擇產生較大影響。為此，進一步分析，當改變博弈的初始狀態，系統會向哪個均衡點演化最終取得演化穩定策略。

①當-C1+T<0，且C2-δB2>S+T時，演化博弈策略為(0,0)；

②當-C1+T<0，且0

③當-C1+T<0，且C2-δB2<0時，演化博弈策略為(0,1)；

④當-C1+T>0，且C2-δB2<0時，演化博弈策略為(0,1)；

⑤當-C1+T>0，且C2-δB2>S+T時，演化博弈策略為(1,0)；

⑥當-C1+T>0，且0

由①與②可知，當政府對不創新的構件制造企業征收的稅收小于其激勵政策成本，且構件制造企業進行技術創新的收益較低時，政府與構件制造企業的演化穩定策略為{不激勵，不創新}，這是由于政府激勵政策沒有起到實際的激勵作用，反而增加政府的財政壓力，因此，最終將導致政府停止激勵，構件制造企業也不創新。

由③與④可知，當技術創新失敗率較低，且構件制造企業考慮創新風險下的額外效益大于其技術創新所需成本時，構件制造企業愿意主動進行技術創新，而無需政府的激勵政策予以推動，政府與構件制造企業的演化穩定策略為{不激勵，創新}。這是由于無論政府選擇激勵與否，構件制造企業都將選擇創新，因此，政府也將選擇不激勵。

由⑤可知，當政府對不創新的構件制造企業征收的稅收大于其激勵政策成本，而給予進行創新的構件制造企業的補貼較少時，政府與構件制造企業的演化穩定策略為{激勵，不創新}，這是由于政府的創新補貼不足以抵擋構件制造企業進行技術創新而面臨的經濟與風險壓力。因此，在政府采取激勵政策下，構件制造企業仍不愿意創新，而政府采取激勵政策征收的稅金高于所付出的成本，則政府將選擇繼續激勵。但這種情形屬于政府激勵政策不完善，違背了激勵政策的初衷，這樣的政策將導致構件制造企業對政府的信任程度的降低。

由⑥可知，在不考慮政府激勵政策下，構件制造企業進行技術創新的收益低于不創新的收益，而在政府激勵政策下，將增加構件制造企業進行技術創新的收益，博弈中政府與開發商不存在演化穩定策略，這是由于政府與構件制造企業的行為相互作用并反復試探。因此，這是政府激勵構件制造企業創新的關鍵期，政府應把握時機，合理的激勵政策將有效引導構件制造企業進行技術創新。

從長期來看，有效的政府激勵政策將有利于激勵構件制造企業進行技術創新，而缺乏有效性的激勵政策不僅無法發揮激勵的作用，反而可能導致致構件制造企業對政府的信任程度的降低，不利于裝配式建筑的發展。

3 結論與建議

通過對政府與構件制造企業的演化均衡策略分析與研究，發現政府在促進裝配式建筑預制構件企業進行技術創新的初期具有不可替代的作用，政府合理的激勵力度將有利于激勵構件制造企業進行技術創新，促進裝配式建筑的發展。

政府對構件制造企業進行技術創新激勵時，應根據構件制造企業發展與需求采取激勵策略，通過模型分析可知，缺乏有效性的激勵政策不僅可能導致財政壓力的增大，甚至會對政府公信力產生負面影響。政府在激勵構件制造企業創新的關鍵期，可以先通過加大激勵力度對構件制造企業形成強刺激，在實現構件制造企業創新比例增加后，再逐步降低激勵力度，避免構件制造企業形成政策依賴，也可相應降低政府財政壓力，進而推動裝配式建筑的穩步發展。