考慮環境NGO的電子廢棄物線上線下回收三方合作博弈

蘭迎迎，張 華，馬 超

（1.武漢科技大學冶金裝備及其控制教育部重點實驗室，湖北 武漢 430081；2.武漢科技大學機械傳動與制造工程湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430081；3.武漢科技大學綠色制造工程研究院，湖北 武漢 430081；4.武漢科技大學精密制造研究所，湖北 武漢 430081）

0 引言

近年來，電子廢棄物因回收不規范而引發的土壤重金屬污染、水體污染、電子垃圾圍城等致害事件頻發。對此，政府陸續出臺《循環經濟促進法》《再生資源管理辦法》《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》等以規范回收市場，卻見效甚微。電子廢棄物回收已然成為政府、回收方和學術界關注的重要問題，其引發的資源浪費和環境污染問題也已成為制約中國生態文明建設和綠色發展的重要障礙。

相關研究表明，因廢棄物分散性大，易受到區域限制，線下回收點無法獲得充足貨源，而街頭流動的小商販卻是電子廢棄物回收的主力軍，其回收數量約占電子廢棄物回收總量的80%。但其回收不夠規范，往往將具有剩余價值的產品經簡單拆修或翻新后廉價轉賣至偏遠地區或再次交易，甚至把余下部件隨意丟棄，致使環境污染成了無法評估的灰色地帶[1]，也讓整個線下回收面臨著缺少廢棄物來源導致的回收難的尷尬局面。伴隨互聯網的迅猛發展，出現了線上回收模式，即由客戶寄出電子廢棄物至回收地址后再經過線上回收商進行評估，告知客戶回收價格，最終由客戶決定是進行交易還是將其原路返回至客戶手中。線上回收雖然不拘于地區限制，但無疑耗費了人力、物流、時間等成本，且成交率也無法得到保證，無法從源頭上獲取絕大部分的廢棄物，還有可能造成對環境的二次甚至多次污染[2]。總體而言，回收難、污染嚴重的根本原因在于電子廢棄物產生的主要源頭是消費者，但由于其環保意識淡薄，加上回收渠道不便捷等因素，他們會輕易將廢棄物低價出手給小商販，更有甚者會隨便丟棄。因此需要一個相對便捷、流程化的回收方式，才能從源頭上獲得消費者手中的貨源，從而減少對環境的污染。

回收涉及到的參與主體不僅僅是消費者與回收商，還有監督管理方。在傳統的治理監管中，政府扮演著重要的角色，然而政府部門看重經濟增長，不免存在失職或是失察行為，導致治理失靈，此時則需要一個既能彌補這一缺失同時又具有監督作用的主體。《電子電氣設備廢棄物管理條例》提出，應充分利用市場監督管理、環境、工業信息產業等部門，按責任制定相應的廢舊電子產品法規[5]。環境NGO作為公共利益的代表，是不同于政府的第三方監管機構，在環境污染治理中，其監督作用能促進各環境條例的有效實施，及時曝光不良行為，減輕對環境的污染[6-7]。

因此，本文根據演化博弈相關理論構建由環境NGO、線上回收商及線下回收商組成的三方演化博弈模型，通過分析三方主體在不同策略下的動態變化，探究環境NGO是否能作為不同于政府的第三方監管機構對回收進行監督，促進回收商之間進行合作，激勵消費者選擇對環境更加有利的回收方式，進而減輕環境壓力，解決回收難的問題。

1 演化博弈模型建立

1.1 演化博弈模型的基本假設

（1）博弈主體及其行為的策略集合。此次博弈涉及三個具有有限理性的主體——環境NGO、線上回收商和線下回收商。

線上回收商的行為策略：S1＝｛M1合作，M2不合作｝，其中“M1”是指線上回收商同意與線下回收商進行回收合作，“M2”是指線上回收商不與線下回收商進行回收合作。

線下回收商的行為策略：S2＝｛N1 合作，N2 不合作｝，“N1”是指線下回收商同意與線上回收商進行回收合作，“N2”是指線下回收商不與線上回收商進行回收合作。

環境NGO 的行為策略：S3＝｛K1 監督，K2 不監督｝，“K1”是指環境NGO對線上與線下回收商的回收合作進行監督；“K2”是指環境NGO不對線上回收商與線下回收商的回收合作行使監督權[8-9]。

（2）行為策略采取的概率。假設線上采取合作的概率為x，則不合作的概率1-x；線下回收商采取合作的概率為y，則不合作的概率為1-y；環境NGO 采取監督的概率為z，則不監督的概率1-z。其中，0 ≤x≤1，0 ≤y≤1,0 ≤z≤1。

（3）演化博弈模型中相關參數及其含義見表1。

表1 三方演化博弈參數說明

1.2 三方演化博弈模型的建立

由三方主體的行為策略集可得最終的博弈組合有八種，即（M1，N1，K1）、（M1，N1，K2）、（M1，N2，K1）、（M1，N2，K2）、（M2，N1，K1）、（M2，N1，K2）、（M2，N2，K1）、（M2，N2，K2）。根據表1可知，當策略為（M1，N1，K1）時，線上回收商和線下回收商采取合作時的收益分別為E1、E2,此時所付出的成本分別為C1、C2，線上與線下接受監督的額外效益為R1、R2,環境NGO的監督成本C3，分別得到政府和民眾的資助S1和S2[10]。同理，其他策略下的收益見表2。

表2 三方行為策略組合及其收益矩陣

2 演化博弈模型分析

根據演化博弈理論分別構造三方主體行為策略的復制動態方程，假設線上選擇合作的期望收益為V11、不合作的期望收益為V12，平均期望收益為V1[11]，那么就有：

代入對應參量后的V12為：

由V11和V12易得：

則其復制動態方程為：

同理，假設線下選擇合作的期望收益為V21，選擇不合作的期望收益為V22，平均期望為V2,則有：

由V21和V22易得：

則其復制動態方程為：

假設環境NGO進行監督的期望收益為V31，不監督的期望收益為V32,平均期望為V3,則有：

由V31和V32易得：

則其復制動態方程為：

由演化博弈求均衡點的方法，令各主體的復制動態方程等于0，即F(x)=F(y)=F(z)=0，可以得到該復制動態系統的8個均衡點。分別為D1(0，0，0)、D2(1，0，0)、D3(0，1，0)、D4(0，0，1)、D5(1，1，0)、D6(1，0，1)、D7(0，1，1)、D8(1，1，1)。

根據李雅普諾夫穩定性理論對三方博弈主體的復制動態方程求偏導，構建雅可比矩陣，其特征值見表3[12]。

表3 各均衡點特征值

當表3中所示的特征值均小于0時，此時為演化博弈的漸進穩定點。由表3可知(0,0,1)，(0,1,0)，(0,1,1)，(1,0,1)，(1,1,1)為可能的漸進穩定點，表示環境NGO參與監督有利于促進線上與線下進行合作。令E1=0.3，E2=0.8，E11=0.3，E22=0.35，C1=0.2，C11=0.25，C2=0.5，C22=0.15，C3=0.3，R1=R2=0.05,P1=P2=0.1,S1=0.4,S2=0.2。

通過matlab仿真可得：當環境NGO參與監管時，演化博弈的結果收斂于點(1,1,1)，如圖1所示，即環境NGO參與回收監管，能有效地促進線上線下積極參與回收合作，有利于解決回收難的問題，進而減少環境污染。

3 結語

本文針對我國目前電子廢棄物回收中存在的問題，構建了線上回收商、線下回收商和環境NGO的三方演化博弈模型，先求解演化博弈模型和進行穩定分析，然后用Matlab軟件對結果進行仿真。結果顯示，環境NGO參與電子廢棄物的回收監管能有效發揮其作用，彌補政府監管部門出現失靈的情況，同時對回收主體加以約束，有效促進線上線下積極合作，還有利于增強全社會的環保意識，促進回收商與消費者積極參與環境保護活動。此研究結果可以為相關管理部門提供決策參考，同時也有利于提高資源利用效率，實現社會的可持續發展。