基于博弈論的物流企業排污監管制度設計

張恒康，吳繼忠 ZHANG Hengkang,WU Jizhong

（上海理工大學 管理學院，上海 200093）

0 引 言

污染物排放是我國工業化進程中必然的問題，直接影響我國公民的健康生活和經濟社會的發展。近幾年公布的《中國生態環境狀況公報》（具體數據見表1），盡管每年公告中各項指標都有所改善，但當前的大氣、淡水、土地等環境污染狀況依然相當嚴重，造成此種狀況的原因很多，比如人口的增長，生產生活的方式等。保護環境，是每一個人、每一個企業、每一個國家應盡的職責。

表1 中國2017～2020年環境指標 單位：%

目前，關于企業污染防治機制的研究主要集中以下二個方向：一個重點是在現有的污染防治策略下治理投資、生產成本和效益等實證研究。例如，田剛等研究中指出了研發強隊和外國商人的直接投入對環境污染和減排效益有積極影響，但產業化程度、國有率也對物流企業環境污染和減排效益有積極影響。而葛顯龍等則利用了構建具有載重和工作時限制約的開放式環境污染路徑問題的模型，來尋找在經濟發展成本和環境要求中間的平衡點。另外一個重點是關于企業污染防治中，各個相關主體內部的相互作用與博弈。如柏方云等提出地方政府與中央在環境污染管理過程中有不同的目標和戰略選擇，因此需要形成市場機制與目標責任制相結合的機制體系，來推動各地政府積極實現環境污染目標和減排指標。而潘峰等構建了地方政府與環境污染物流企業、地方政府與中央的演化博弈過程模式，結果顯示，在各地政府政績考評系統中環保質量指標的權重系數和經濟社會發展指數的權重系數等會對各地政府的環保嚴格規制戰略產生深遠影響。

從主觀上考慮，物流企業作為單獨的經濟實體，違法排污行為是有規劃的理性活動，為了尋求物流企業利潤最大化。本文將在混合博弈的基礎上，研究監管部門與物流企業之間的博弈行為，并探討物流企業選擇何種排污行為會獲得預期收益，從而建立合理的監管機制，以期減少物流企業違法排污行為，為推進污染防治工作提供理論依據。

1 基本假設與博弈分析

為了方便研究，本文做出三個假設條件：

假設一：物流企業的部分收益來自于違法排污與依法治理的成本差。

假設二：監管部門的監管與否是影響物流企業選擇排污行為的主要原因。

假設三：處罰金是影響物流企業選擇排污行為的關鍵因素。

根據這三種假設條件，建立物流企業與監管部門之間的博弈模型（如表2所示）。

表2 物流企業與監管部門博弈模型

由表2所示，如果物流企業違法排污，而監管部門卻不進行懲罰，則監管部門會面臨著來自于社會輿論的巨大壓力、形象上的負面影響，在此處的最大損失是a，但物流企業卻會得到因違法排污所產生的利潤r；按照相關法律規定，如果物流企業違法排污，由監管部門進行監管并懲治，如果監管部門花費了一定的人力物力時間等成本c，并沒收了物流企業因違法排污所產生的額外收入r，并處以相應的經濟懲罰w，物流企業便損失了利潤r也繳納一定的經濟罰金w。如果物流企業依法治理污染，監管部門也不予監管，那么監管部門將獲得額外時間帶來的收益b，而物流企業正常運行，并沒有產生成本差，因而收益為0。

假定物流企業違法排污的概率是α，依法治理的概率則為1-（ ）α ，監管部門予以處罰的概率是β，監管部門不進行處罰的概率是（1- β）。物流企業違法排污的混合策略為σ=（α,1-α ），監管部門的混合策略為σ=（β,1-β ）。

1.1 物流企業排污行為的期望效用函數

即監管部門處罰物流企業的概率β<β，物流企業會選擇違法排污行為，這樣可以獲得更多的利潤；反之，如果監管部門處罰的概率β>β，物流企業會選擇依法治理污染的行為，否則物流企業會面臨更多的經濟損失。

1.2 監管部門的期望效用函數

如果物流企業違法排污的概率大于α，則監管部門的最優行為選擇是懲治，反之，如果違法排污的概率小于α，監管部門會選擇不懲治。

納什均衡要求每方的混合策略是給定了雙方在混合策略下的最優化選項，所以在違法排污的物流企業和監管部門博弈決策模式中，α和β是唯一的混合策略納什均衡。這個納什均衡的解表明，根據物流企業違法排污的發生概率與懲罰程度w，違法排污與治理污染期間的利潤差r有關。由于w的增加,α繼而下降，因此物流企業違法排污的預期利潤變得更少，而當監管部門懲罰力度加大時，物流企業會減少甚至停止違法排污。由此可見，在物流企業和監管部門之間的博弈模型中，懲罰機制具有非常大的價值，對此，我們需要作更深入的探究。

2 物流企業排污監管制度設計

2.1 物流企業排污監管制度孫氏圖。孫氏圖，是由孫紹榮博士所發明的一個專門用于說明制度構造過程的符號圖形，由于孫氏圖對制度構造過程的說明很簡單明確，并且能夠讓整個制度設計過程看起來像工程設計一樣的簡單，可以清晰地對各種管理結構進行分類。本章重點闡述了在行為管理中的懲罰機制，一個用以限制并消除人們不良行為的機制。懲罰機制在人類社會中也具有相當的普遍性，且使用范圍相當廣闊。二元行為懲罰機制的共同特征是，作為管理對象的個人有且只有一個時，就有二種相對離散的行為，即有一個二元行為集。如圖1所示二元的行為，分別是b為物流企業依法治理污染的行為，b為物流企業違法排污的行為。

圖1 治理違法排污懲罰制度的孫氏圖

在懲罰制度中，只要物流企業選擇依法治理污染，就必然會獲得一定回報r。可見，在該種制度下，依法治理污染的這種正常行為b與報酬r之間存在著某種必然的聯系。而由于正常行為b與報酬r之間存在該種必然的聯系，在該種制度下對正常行為b也不需要觀測，而c是依法治理污染的行為成本。

因為物流企業個體的正常行為集是二元的，所以假如物流企業個體不能選擇正常行為b，那么所選擇的正常行為就必然是不良行為b，即違法排污。但如果在這種制度下無法觀測b，便無法確定b有沒有發生，也就無法通過用b能否出現來推測b能否出現。這樣，就需要對b進行觀測。對違法排污行為b設定了一個二元觀測器p，當違法行為出現時，如果觀測器p能以p的機率觀察到b，那么監管部門將會做出一定的處罰，懲罰數額也設定為s，同時，因為觀測器p性能并無法完全有效發揮，所以在違法行為b出現時，如果觀測器p還會有以p=1-p的機率誤判，即沒觀察到行為b，那么這時物流企業便會獲得相應的獎勵r，其中r=r。當物流企業違法排污時，其行為成本一般都很低，甚至有些時候是零成本，因此物流企業選擇違法排污行為的成本c

表3 物流企業排污行為的制度參數表

2.2 制度參數的有效條件。為了讓物流企業選擇合法的治理污染行為，制度有效的條件是正常行為的效用大于違法排污行為的效用，即u>u，因而有r-c>（1- p）r+ps-c整理得：

也就是說，監管部門的監管力度必須要滿足這些條件，否則現存制度意味著失控，而理性的物流企業為了追逐利潤，會選擇違法排污。因此在對違法排污活動的處罰機制中，監管部門的監管概率是十分重要的，而如果經常對違法排污行為不予理會，會使物流企業的違法排污行為越來越肆無忌憚。

對式（1）進行變形得：

2.3 仿真分析。為了使監管制度更加客觀直接，依據現實情況，對制度參數中的各個元素進行賦值即制度參數表，如表4所示。各個元素的數值變化會影響監管部門的監管概率及物流企業的行為效應。若想減少物流企業違法排污行為，就要分析制度參數表中的關鍵元素，通過Matlab仿真分析，對關鍵元素的數值進行調整，觀察其對物流企業行為效用的影響。

表4 物流企業排污行為的制度參數表

首先，確定b的抑制器即懲罰力度對物流企業選擇排污行為的影響，固定監管概率為0.6，其他參數值為表4中設定的參數，通過Matlab仿真分析得出結果如圖2所示，分析結果可知，在監管部門進行監管時物流企業的行為效用隨著懲罰力度的增加而減少，而當監管部門監管概率為0.6且懲罰力度大于500萬時，物流企業才會更傾向選擇依法治理的行為。

圖2 懲罰力度影響二元行為效用

其次，將監管部門對違法排污行為的懲罰力度設定為900萬，其他參數不變，以此探究觀測概率對物流企業行為的影響。仿真結果如圖3所示，隨著觀測概率的不斷增加，物流企業違法排污行為的效用不斷下降，且當觀測概率大于0.55時，違法排污的效用小于依法治理污染的效用。因此，提高監管力度，加大懲罰金額對改善物流企業依法治理污染起到關鍵作用。

圖3 觀測概率影響二元行為效用

3 物流企業排污監管制度治理建議

3.1 加大監管力度和懲罰力度。首先，監管部門必須明確對物流企業排污行為監管的主體地位，建立健全違法排污行為制度和政策，制定相關的監管實施細則，提升監管的頻次，扼殺不法物流企業的僥幸心理。其次，加大懲罰力度，對物流企業違法排污行為實施零容忍和高罰金的制度，提高監管部門的威嚴，以此減少并防止違法排污行為的滋生。

3.2 引導公民監督，拓展檢舉途徑。監管物流企業排污行為，僅靠監管部門是不夠的，必須構建多方監管機制，呼吁社會公眾和媒體參與進來，拓寬監督和舉報途徑、完善舉報處理程序并制定合理的舉報獎勵政策，利用大眾和媒體的力量對物流企業排污行為進行監督。

4 結束語

本文首先在混合博弈的基礎上，綜合分析了物流企業與監管部門的博弈行為，從而得出了二者的納什均衡，并以監管部門的監管成本與實施處罰后的經濟利益作為主要考量，而這也是監管部門的監管行為積極與否的主要因素，從而得出了二者的納什均衡。通過行為管理中孫氏圖的處罰機制和Matlab仿真分析的結合進行深入研究，剖析了物流企業的行為方式選擇，確定了對制度有效性的監管強度與處罰大小范圍，并對監管部門的監管方式提供了相應的建議，以此減少物流企業違法排污行為。