基于政府與礦企協同監管演化博弈研究

鄭萬波　董錦曉　史耀軒　吳憾　冉啟華

摘 要：運用基于傳統博弈理論的有限理性模式下礦山企業和政府之間的演化博弈方法，研究礦山企業的安全投資策略與政府的安全監管策略之間的關系，并驗證模型結果的有效性，以加強政府監管力度，提高政府監察機構效率，提高政府幫扶資金，降低礦山企業監管成本。研究發現，礦山企業與政府監察機構在礦山監察過程中，選擇合作監察的概率會隨著整體成本投入的增加而減少；礦山企業與政府監察機構在違約下的投入成本越高，選擇合作的概率越大；礦山企業與政府監察機構通過礦山監察所獲得的額外收益越高，選擇合作的概率越大；礦山監察情況下，政府監察機構對礦山監察設備購入規模越大，雙方選擇合作的概率越大；非合作情況下，政府監察機構對礦山監察設備購入規模越大，雙方選擇合作的概率越小；礦山企業與政府監察機構放棄礦山監察所產生的違約金越高，雙方選擇合作的概率越大。結果表明，運用有限理性下的演化博弈方法可以得到礦山企業在多種合作意愿下的成本追加與投入，以及在礦山監察情境下的礦山安全服務企業能夠額外獲得多少收益會影響礦山企業與政府監察機構的合作意向。

關鍵詞：協同監管；演化博弈；礦山企業；政府監管；穩定點

中圖分類號：O 342 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2023）02-0180-09

Research on Evolutionary Game of Cooperative Supervision between Government and Mining Enterprises

ZHENG Wanbo1，DONG Jinxiao1，SHI Yaoxuan1，WU Han3，RAN Qihua3

（1.College of Science，Kunming University of Technology，Kunming 650500，China；

2.Data Science Research Center of Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China；

3.Yunnan Weishidun Technology Co.，Ltd.，Kunming 650500，China）

Abstract：Using the evolutionary game method between mining enterprises and the government under the incomplete rational model based on the traditional game theory，this paper studies the relationship between the safety investment strategy of mining enterprises and the safety supervision strategy of the government，verifies the effectiveness of the model results so as to strengthen government supervision，improves the efficiency of government supervision institutions，improve government support funds，and reduce the cost of mining enterprise supervision.It is found that the probability of cooperative supervision between mining enterprises and government supervision agencies in the process of mine supervision decreases with the increase of overall cost input；The higher the input cost of mining enterprises and government supervision institutions under default，the greater the probability of cooperation；The higher the additional income obtained by mining enterprises and government supervision agencies through mine supervision，the greater the probability of cooperation；In the case of mine supervision，the larger the government supervision organization purchases the mine supervision equipment，the greater the probability that both parties will choose to cooperate；In case of non cooperation，the larger the government supervision organization purchases the mine supervision equipment，the smaller the probability that both parties choose to cooperate；The higher the liquidated damages caused by the abandonment of mine supervision by mining enterprises and government supervision institutions，the greater the probability that both parties will choose to cooperate.The results indicate that the evolutionary game method under incomplete rationality can be used to study the cost addition and investment of mining enterprises under a variety of cooperation intentions，and how much additional income the mining safety service enterprises can obtain under the mine supervision situation can affect the cooperation intentions of mining enterprises and government supervision institutions.

Key words：collaborative supervision；Evolutionary game；Mining enterprises；Government regulation；Stable point

0 引言

煤炭和礦物的大量開采，造成了環境嚴重污染和各種極端環境問題，且伴隨著全球氣候變化和中國碳中和戰略的實施。對煤礦和其他礦山的監管問題已經引起了政府的高度重視，政府-礦企監管一體化有利于礦山安全協作和在源頭上控制碳源。在新型經濟、低碳經濟環境下，加強礦山安全監管是“建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系”戰略的一個重要舉措。強化礦山安全建設，建立監管一體化平臺，需要國家、礦山企業、區域平臺共同完成。政府監管機構出臺了許多限制礦山企業的政策，并且提高了監管聯動機制的效率。但在高額的回報下，礦山企業偷挖、超預期排放污染物現象經常發生。現階段，政府監管是進行礦山企業監管的主要手段，考慮經濟效率和雙方博弈的情況，政府監管部門并不能隨時對礦山企業進行全面監控。

目前，我國針對礦山監管處于“國家監察、地方監管、企業負責”的階段。在這種工作格局下，使得政府與企業構成了雙向博弈，且政府和礦山企業主體地位不同，因此在礦山安全投資中雙方主體的利益關系日趨隱蔽化和隱形化。近幾年這種利益關系使得安全監管和監察效果有所弱化，導致一些安全事故的發生。國外對于礦山企業的監管和監察研究，又稱為礦山安全規制研究。其中，在信息不對稱的基礎上，LEWIS-BECK等于1980年指出，在一定管制條件上，政府可以有效避免重大災難[1]。1993年，GRAY等提出煤礦事故的發生率和政府監督作用呈現負相關，主張政府加強監督和監管體系[2]。國內學者在很早以前也開始關注監察監管的問題。2003年，孫慶文等人就驗證了不完全信息下的演化博弈理論[3]。同年，劉震翼等人從煤礦安全監察的角度研究安全投入與安全水平[4]，并提出實現煤礦安全生產方法；2004年，吳昊發現了合作競爭博弈的穩定點[5]。2006年，周敏從產能效率上分析了煤礦安全規制需要完善并建立獨特監察機制[6]。2009年，汪瑩等人提出國有煤炭企業變革合作博弈問題[7]。2010年，李爽分析了中國煤礦事故發生因素，并且根據我國煤礦企業特點進行了安全監管的內外部博弈分析[8]。同年首次確立了立體化環境監管模式[9]，而王先甲和浦徐進先后對合作機制和監管行為進行了分析[10-11]。2014年，劉志堅分析了環境監管行政責任設定缺失原因[12]。2015年，金帥提出使用動態獎懲機制來規制企業違規行為[13]。2016年，劉全龍針對中國礦山現狀開展了中國煤礦安全監察監管系統的獨特分析[14]。2019年，韓瑩提出使用政府監管和隱性措施和企業進行共同合作的演化博弈法[15]。在2021年，任廣乾學者更是討論了政府激勵行為與非國有資本的策略選擇[16]。2021年，李琰提出運用可視化的方法[17]，對礦井情況進行了可視化研究。

綜上可知，大多數研究中均融入了傳統博弈理論假設條件，但其過于苛刻，在一般的博弈分析中通常假定參與的主體與客體必須是完全理性，所做的每一步博弈均是以自己的利益為最大。然而現實生活中并不存在完全理性的假設條件，大多基于現實情況的認知能力和信息獲取能力，以及存在博弈雙方隱形化沖突的問題。與此同時，僅運用復制動態方程這一指標來討論博弈穩定性，存在局限性的問題，一定程度上只能滿足某一短暫狀態下的研究需求。在此基礎上，可以將博弈的主體區別于完全理性，更加趨近于在有限理性的狀況下，在相互照應的機制中反復調整策略達到最終均衡點。

基于此，文中將采用演化博弈理論展開分析。假定政府和礦山企業均為有限理性的情況下，運用演化博弈論研究政府和礦山企業對礦山安全投資的演化過程以及穩定策略，并進一步進行礦山安全投資的演化博弈研究。

1 演化博弈規則介紹與模型構建

1.1 規則介紹

礦山產業協同監管的主體為礦山企業、各級監察機構和其他第三方組織與政府。礦山企業作為政府與企業協同監管的關鍵主體，其監管策略的選擇不僅會受到礦山企業內部運作情況的影響，外部政府的監管環境如各級政府所屬監管機構與政府的參與行為也發揮著重要作用。當礦山企業選擇與監管機構進行協同監管時，將更有利于提升自身的安全能力，在安全技術生態范式中建立自己的主導設計標準，收獲較高的經濟社會收益。政府作為礦山產業的引導者，其政策扶持及規劃制定將影響礦山企業的協同監管動力，政府對區礦山企業的技術研發支持、財政補貼政策以及技術服務的購買與推廣將優化企業與政府礦山監察的生態環境。政府機構作為礦山安全產業礦山監察的重要技術力量，其技術研究水平、技術轉化程度以及對利益分配方式的滿意度將影響安全技術的演進歷程以及協同監管的最終成效。

綜上所述，礦山企業、監察機構和政府作為礦山安全技術升級的三大核心主體，彼此相互關聯，各個主體擁有不同的優勢資源、利益目標和行為選擇權力，彼此的策略選擇將會對整個礦山產業的協同監管水平產生影響。

1.2 基本假設

政府與礦企2個演化博弈主體均為有限理性的群體。政府的策略集為（合作，違約），礦山企業的策略集為（合作，違約）。

假設1：礦山監管與礦山安全技術的進步及其安全監察系統的產業化與現代化進程需要監管部門與礦山企業共同參與與合作，在礦山安全監察過程中，演化博弈中的2個主體會基于自身的信息掌握程度調整自身主體對礦山安全的監察策略，直至趨近穩定點。在礦山企業與政府監察機構的演化博弈過程中，假設礦山企業選擇共同監察策略集的概率為x（0≤x≤1），政府選擇協同監察策略集的概率為y（0≤y≤1）。

假設2：礦山企業與政府監察機構的協同演化策略均取決于有限理性，政府與礦山企業的對礦山體系的協同監管具有信息不完全對稱性的特性，并且礦山企業和政府均處于演化博弈的第一階段；演化博弈的過程雙主體所作的決策僅在決策系統閉環中；演化博弈的整體過程中忽視其他影響因素。

假設3：假定礦山企業和政府監察機構非合作情況下，礦山企業與政府監察機構的監察效益為Uj（j=1，2），投入的監察與時間成本為Ii（j=1，2）；假定礦山企業和政府監察機構合作情況下，雙方進行協同監察會有額外的收益Ej（j=1，2），假定礦山企業和政府在協同監察中有任意一方不履行監察義務即違約，在此狀態下雙方主體即政府監察機構和礦山企業都將沒有合作收益；在礦山監察過程中，礦山企業和政府監察機構會產生基本設備使用、人力勞作和信息咨詢等方面的成本，將礦山企業與政府監察機構的全部投入成本記為Cj（j=1，2）。

假設4：在礦山協同監察的過程中，礦山企業將與政府監察機構指定共同合作，如果在協同監察過程中存在中止監管的行為，則違規的一方要支付另一方違約金Lj（j=1，2）。假設5：為了提升礦山的監察效率，上級政府會根據情況針對積極參與協同監察的企業與政府監察機構按照一定比例的成本進行資金反饋，上級政府的財政反饋強度設定為b，則政府針對礦山監察資金為bCi。政府除了對礦山企業進行資金獎勵和補助外，還會通過各種方式提升礦山監察技術與設備，在政府監察機構與礦山企業非合作情況下政府監察機構從礦山企業的監察設備購入支出為G*gov，合作情況下政府的監察設備購入支出為Ggov（Ggov＞G*gov）；r為政府監察機構與礦山企業的監察利益分配系數r（0＜r＜1），礦山企業從政府監察機構的監察系統獲取的收益為rGgov，政府監察機構為（1-r）Ggov。

2 演化博弈分析

2.1 支付矩陣的構建

結合上文的基本假設和相關參數的設定，可以得到以政府為主體礦山監察的演化博弈支付矩陣，見表1。

2）政府監察設備購入對礦山監察關系演化的影響參數值設置為C1=5，C2=4，E1=1.5，E2=4，r=1/3，C*gov=1.2，L=2，I1=7，I2=2，演化初始狀態（x，y）=（0.2，0.5），根據約束條件求出Ggov≤7，因此G分別為2、3、4、5、6，根據Ggov=0.7的變動對礦山企業與政府監察機構影響的仿真結果如圖2所示。

可知，政府對礦山安全監察設備購入行為可以促使礦山企業與監察機構選擇協同監察戰略，并且隨著政府監察設備購入水平的提升，礦山企業與政府監察機構向礦山監察穩定點的移動速度越來越快。首先，礦山安全技術的價格相對昂貴，需要政府進行集資購入。其次，礦山安全監察技術在初期由于代差原因，技術不夠成熟。最后，政府對礦山安全技術的認知不夠全面，這些因素會對礦山安全產生影響，并且對礦山監察造成阻礙。而政府監察機構對礦山安全服務的購買，即礦山安全監察設備購買有助于設備的技術升級，為礦山安全監察服務企業在市場推廣過程中贏得有利空間。上級政府可以通過其領導作用來扶持和保護礦山企業與監察機構的礦山監察環境。設備購入不足的情況下，如購入設備值為Ggov=2時，演化曲線意愿甚至會出現短暫下降的情況，在（1.237，0.107 4）處出現轉折。

3）礦山企業與監察機構收益系數對礦山監察關系演化的影響參數設置為C1=5，C2=4，E1=1.5，E2=6，Ggov=3，C*gov=1.2，L=2，I1=1，I2=1.7，演化階段（x，y）=（0.2，0.5），根據演化博弈模型求得約束條件求出r≥1/6，取r的值分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6，得出r收益系數的變動會對政府與礦企協同監管演化博弈影響的仿真結果，如圖3所示。收益系數對礦山監察整體穩定性起到至關重要的作用，在不同收益分配系數情況下，礦山企業與政府監察機構對合作意愿趨向性不同，且趨向礦山監察合作策略的時間不同。當礦山企業處于較高的收益分配系數情形時，礦山企業的收益大于原有收益情況下，雖然政府監察機構的收益低于歷史水平，但能夠調動礦山企業自身的積極性，且使自身礦山企業的技術轉化為收益。因此，較高的分配收益有助于礦山企業選擇合作，礦山企業合作策略選擇的收斂速度相對較慢。當礦山企業處于相對較低的收益分配模式時，政府監察機構收益大于礦山企業，作為礦山監察的主體，礦山企業會出于自身發展考慮，在一定程度上趨向于與政府監察機構選擇合作，但速度相對更慢。

4）不同違約金對協同監察演化博弈系統的影響參數設置為C1=5，C2=4，E1=1.5，E2=6，r=2/3，Ggov=2，C*gov=1.4，L=3，I1=1，I2=0.7，系統演化的初始條件為（x，y）=（0.2，0.5），根據系統中的約束條件，可以得到0.35≤L≤1.25，令L分別為下列數值0.4、0.6、0.8、1、1.2，得出違約金的變動對協同監察演化博弈系統影響的仿真結果如圖4所示。

由圖4可知，違約金會驅使礦山企業和政府監察機構向著礦山協同監察方向演化，并且伴隨違約金額度的上升，政府監察機構和礦山企業2個主體選擇礦山協同監察策略的時間變短。違約金雙向交付制度是保護礦山安全生產和礦務人員生命安全的有效手段，且違約金能夠有效的改善政府監察機構和礦山企業合作粘度，使政府監察機構和礦山企業即按照規定的監察系統來履行礦山監察的義務。當政府監察機構和礦山企業意識到違約金制度會嚴重影響主體自身利益時，主體雙方會不約而同的選擇繼續履行礦山監察的策略，選擇違約面對的財產損失越高，對政府監察機構和礦山企業選擇的約束性越強。

5）不同礦企和政府的初始選擇對協同監察演化博弈系統的影響參數設置為C1=5，C2=4，E1=1.5，E2=6，r=2/3，Ggov=2，C*gov=1.4，L=3，I1=1，I2=0.7，b=1.5系統演化的初始條件為（x，y）=（0.2，0.8），（0.4，0.6），（0.6，0.4），（0.8，0.2），根據系統的演化條件，設置不同的演化初始條件，可以得出不同初始值對協同監察演化博弈系統影響的仿真結果如圖5所示。

由圖5可知，當初始條件處于（x，y）=（0.2，0.8）與（x，y）=（0.8，0.2）時，整體的演化情況在中段屬平均分布的狀態，另外兩者則處于演化分布分散的狀態。此外，可以看出，無論礦山企業與政府監管最初的合作性如何，最終兩者的演化博弈均處于一點，可以很好地達到演化博弈平衡的狀態，故說明此演化博弈可以在不同情況下達到穩定點。

4 研究結論與管理啟示

4.1 研究結論

依照當前礦山環境，主要探討了影響礦山企業和政府監察機構在進行礦山監察時的相關因素。基于礦山系統研究復雜性設置了多種狀態[19]，如在產學研過程的成本、上級政府激勵、政府監察機構和礦山企業雙向違約金體系和礦山安全系統收益系數等，發現政府的主導性、礦山企業的調節作用顯著地影響礦山安全監察的水平，具體體現在以下3個方面。

1）政府在礦山監察中占據主導。政府監察機構是優化礦山安全產業和提升礦山監察水準并且發展礦山安全產業的主要動力。政府監察機構針對礦山安全技術的購買能夠有效解決礦山安全服務企業初期技術提升的困難，并且能夠提升礦山企業與政府監察機構向礦山合作監察的策略演化。

2）礦山企業在多種合作意愿下的成本追加與投入，以及在礦山監察情境下的礦山安全服務企業能夠額外獲得收益的多少，能夠影響礦山企業與政府監察機構的合作意向，政府監察下的投入的資金與政府非監察下的投入的資金需要在一定范圍內進行調控，并且2種監察狀態會分別影響政府監察機構和礦山企業策略的選擇。礦山監察在不同情境中產生的收益會在一定程度上給政府監察機構和礦山企業帶來良好的預期，并且強化政府監察機構和礦山企業的合作意愿。

3）礦山安全服務企業能夠進行合理的利益分配，且政府監察機構進行有效的懲罰機制是保障礦山監察穩定性的主要手段，以實現礦山監察的合作。在上級政府的監督機制中能夠有效地約束礦山博弈雙方按照約定協同監察策略進行監察合作，保障政府監察機構和礦山企業面對礦山監察策略選擇時的穩定性。

4.2 政策建議

基于政府與礦企協同監管演化博弈的分析結果，為了進一步提高礦山安全水平，從2個方面提出對策建議。

1）政府方面。提高政府在提升礦山安全技術創新與礦山市場中的協同監察的主體作用[20]。政府需要持續構建和完善礦山安全產業和礦山監察發展的政策幫扶，在多個方面擴大政府在礦山監察產業發展的財政投入[21]，并且需要政府優化核心技術開發企業的人員配置，在可以控制范圍內最大限度利用政府政策驅動提升創新主體的積極性。同時，還可以通過政府的服務購買政策與社會引導效應，優化礦山安全產業發展的市場環境，吸引社會力量進行招商引資以及消費者對礦山安全服務的關注。

2）企業方面。優化其他安全技術服務企業在針對礦山安全產業和礦山監察發展中需要高額成本投入才能提高礦山行業整體安全水平。礦山企業應當致力于提升礦山監察和安全服務發展過程中的資源利用率，攻破技術壁壘，并且提高市場資源利用效率，建立面對礦山企業的開放性礦山監察系統；在礦山安全產業平臺中強化礦山企業之間的聯系，以及提高企業與政府監察機構之間的信息合作關系；在礦山安全技術的安全性、魯棒性、實用性和普遍性上，綜合現代技術圍繞數字經濟的未來技術和相關產業開展合作，實現在行業內的資源調度與創新應用。

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（責任編輯：張江）

收稿日期：2022-11-10

基金項目：國家重點研發計劃（2018YFC0807805）；國家自然科學基金地區基金（62162036）

作者簡介：鄭萬波（1981—），男，四川自貢人，副教授，碩士生導師，主要從事礦井物探、地質災害監測預警技術方面的研究工作。