基于主体进化博弈分析的既有建筑节能改造市场发展对策研究

王 星，郭汉丁，陶 凯，王毅林

(天津城建大学 经济与管理学院，天津 300384)

经济与管理

基于主体进化博弈分析的既有建筑节能改造市场发展对策研究

王 星，郭汉丁，陶 凯，王毅林

(天津城建大学 经济与管理学院，天津 300384)

从探寻我国既有建筑节能改造市场化发展障碍角度出发，在分析既有建筑节能改造市场发展情境的基础上，以市场供需主体行为作为切入点，分析建筑节能服务企业与业主进化稳定策略形成的动态演化过程．利用演化博弈理论的复制动态方法，剖析各参数对进化稳定策略的影响，明确了影响市场供需主体合作共赢的关键因素，进而从政府、建筑节能服务企业、业主三方角度，提出了促进既有建筑节能改造市场发展的对策与建议．

既有建筑节能改造；市场发展；供需主体；演化博弈行为

既有建筑节能改造市场是节能服务产业的重要组成部分，促进既有建筑节能改造市场良性运行是实现我国低碳经济发展，建设低碳城市的必由之路．然而，在市场发展的过程中，大部分具有节能需求的业主对既有建筑节能改造市场的运作模式抱有怀疑态度[1]，导致合同能源管理模式在引入建筑节能领域后，并未能迅速带动我国既有建筑节能改造市场的迅速发展．导致这种现象的原因有很多，有市场机制不健全、公众节能意识不足、政策体系不完善等，但既有建筑节能改造市场供需主体利益需求的差异性与矛盾性，导致了市场发展缓慢的最根本原因是供需主体行为策略的不均衡．一方面，作为市场需求主体的业主，由于节能收益不确定以及市场交易成本较高等原因对与建筑节能服务公司合作持观望态度，从而抑制了市场需求；另一方面，作为市场供给主体的建筑节能服务公司，其在改造的过程中为追寻自身利益而存在投机行为，导致市场运行不良．因此，本文尝试从既有建筑节能改造市场供需主体间的进化博弈角度切入，通过求解双方群体在有限理性下的进化稳定策略，揭示阻碍市场运作模式推广以及市场供需主体动力乏失的深层原因，进而提出促进既有建筑节能改造市场发展的对策建议，以期改善我国既有建筑节能服务水平与市场需求不匹配的现状．

1 既有建筑节能改造市场发展情境

1.1 市场发展理论情境

市场主体是市场发展的内在力量，其行为策略选择决定着市场的整体运行效果，国内外学者基于市场内在特性，从主体行为和博弈关系角度对既有建筑节能改造市场发展困厄及对策进行分析．

1.1.1 基于经济外部性的政府市场培育行为研究

既有建筑节能改造市场的经济外部性决定了其发展必然离不开政府的支持，政府作为既有建筑节能改造市场的培育主体[2]，通过政策激励和行政监督等方式引导、激励、协调市场各主体的行为，可促进市场良性运行，如图1所示．

图1 既有建筑节能改造市场发展主体作用机理

Ryghaug等(2008)认为信贷优惠、财政补贴、税收减免等经济激励政策是消除既有建筑节能改造市场经济外部性的有效方式[3]；Bertoldi等(2011)指出政府应提高信息传递效率，为 ESCO提供项目、融资机会和服务信息，以保证 ESCO的服务质量，打消业主疑虑[4]；石峰、王要武等(2014)认为政府动态政策的实施是其培育市场的有效行为[5]．此外，还有学者提出“胡萝卜＋大棒”型的管理性措施，政府培育行为逐渐成为解决既有建筑节能改造市场外部性问题的研究热点．

1.1.2 基于信息不对称性的供需主体行为策略分析

市场信息不对称性使得供需主体之间的行为策略选择受道德风险和逆向选择等问题的影响．瞿焱、陈政(2012)通过节能量保证型合同的服务外包契约设计，分析业主在仅存在道德风险和道德风险与逆向选择并存时的行为策略选择[6]；韩青苗(2007)、续振艳等(2009)认为建筑节能服务市场的信息不对称性是影响市场供需主体积极性的关键因素，在分析供需主体行为博弈的基础上，指出协同机制、信号传递与信号甄别等是消除建筑节能服务市场存在的信息不对称性的有效方式[7-8]．信息不对称下的市场主体行为成为影响市场发展的重要因素．

1.1.3 基于动力乏失性的市场发展对策研究

既有建筑节能改造市场的内在特性影响市场主体参与改造的积极性，针市场发展动力乏失的现象，蒋 旻(2012)从治理理论视角分析了推进建筑节能动力系统存在的问题，提出了建筑节能多方动力耦合机制，并指出政府是市场发展的核心推动者[9]；侯静等(2014)提出了由政府购买节能量的既有公共建筑节能改造市场化途径，并从市场主体行为角度提出市场发展的对策建议[10]．既有建筑节能改造市场的发展应依赖于政府的主导及市场供需主体的共同努力[11]．

1.2 市场发展实践情境

在市场需求与政府推动的双重作用下，我国节能服务产业迅速发展，截止至2013年，我国提供建筑节能服务的企业已经增长至 4,852家，2014年产值达2,650.37亿元，从业人数约43万人[12]，如表1所示．在国家建筑节能“十二五”规划中，更将拉动需求、激活市场、培育市场主体服务能力作为既有建筑节能改造市场发展的主要目标．

尽管从产业规模来看，政府实施的建筑节能服务市场政策成效显著，但从市场运行效果上来看，仍存在诸多亟待解决的问题．

表1 我国建筑节能服务产业发展规模

(1)政府亟需丰富市场主体培育行为．我国节能工作于1986年首先围绕新建建筑节能展开，对于既有建筑节能改造工作的重视相对较晚，虽然政府已经颁布多项激励政策，但激励手段仍以经济激励政策为主，市场培育手段较为单一，存在一次性经济激励政策结束后，已形成的市场又迅速回落的现象．此外，政府政策和制度的实施仍以激励性为主，对于能效认证和市场准入等监督行为有待完善．因此，在市场需求日益增长的情况下，政府亟需丰富市场主体培育行为．

(2)供需主体目标差异下的不合作行为．目前，市场上的 ESCO的总体服务水平良莠不齐，业主积极性不高，供需主体之间的合作意愿受主体利益目标冲突的影响．一方面，一些中小型 ESCO为追寻利益目标，在改造服务的过程中存在使用低质节能材料和“偷懒”的投机行为，严重影响了行业形象和市场声誉；另一方面，业主在节能服务市场交易的过程中，对于改造的投资意愿不强，其在衡量自身付出成本和节能量收益目标的过程中，对于与ESCO合作存在疑虑，这就导致市场供需主体之间由于各自利益目标的差异而存在不合作行为，二者之间的博弈阻碍了市场良性发展．

(3)市场辅助主体协动作用未能充分发挥．既有建筑节能改造市场发展过程中，作为市场辅助主体的高校、科研院所、第三方能效检测与认证机构等咨询单位以及银行等金融机构的参与度不高．市场中尚未建立权威的第三方能效检测与认证机构，市场供需主体在交易过程中常因节能量测算产生分歧；金融机构对 ESCO融资行为抱有怀疑态度，不愿为其贷款；尚未建立产学研平台助推市场的发展，市场辅助主体的力量并未得到充分发挥．

2 既有建筑节能改造市场供需主体演化博弈模型

进化博弈论打破了传统理论的局限，成为现代博弈论最重要的研究领域之一，是进化生态学和非合作博弈论的结合，在有限理性分析的基础上，更强调动态分析，对研究人类进化行为选择策略的均衡，以及如何向均衡状态调整、收敛的过程与性质具有重要意义[13]．博弈行为类似于生物进化过程，运用演化博弈理论来分析市场主体的行为策略更为贴切．

基于市场发展理论与实践情境的分析，研究市场主体行为博弈策略的影响因素显得尤为必要．在市场发展过程中，政府作为引导培育和监督主体，通过宏观政策的调控为市场主体的发展提供政策环境，而作为市场供需主体的业主群体和 ESCO群体的行为选择是影响市场运行效果的核心要素．因此，本文重点研究在政府激励政策下，市场供需群体双方的博弈行为，对辅助主体和其他社会主体的行为策略不做重点分析，即演化博弈模型研究范畴界定为政府、业主和ESCO．

2.1 模型基本假设及支付矩阵构建

假设1：既有建筑节能改造市场供给主体ESCO为参与博弈的局中人 1，需求主体业主为参与博弈的局中人 2，且将供需群体均视为有限理性群体．在既有建筑节能改造市场中，业主可供选择的策略为“自行改造”或“与 ESCO合作”；ESCO可供选择的策略为“提供高质改造服务”或“提供低质改造服务”．

假设 2：政府出台相应的激励政策促进市场发展，对于选择“与 ESCO合作”进行节能改造的业主提供财政补贴，对于“提供高质改造服务”的ESCO给予一定的资金奖励．

假设 3：设 ESCO选择“提供高质改造服务”的行为策略概率为y，选择“提供低质改造服务”的行为策略概率为1-y；相应的，既有建筑业主选择“与 ESCO合作”行为策略的概率为x，选择“自行改造”策略的概率为1- x．

由以上基本假设，可构建既有建筑业主与ESCO的支付函数，如表2所示．

表2 既有建筑业主与ESCO之间博弈的支付函数

其中各参数的含义如下：

I1——政府对选择“与 ESCO合作”的既有建筑业主给予的财政补贴；

I2——政府对在合作过程中，选择“提供高质改造服务”的ESCO的奖励；

Ri(i=1,2)——在 ESCO提供高质改造服务时，双方的收益；

ri(i=1,2)——在 ESCO提供低质改造服务时，双方的收益，ri＜ Ri；

L——ESCO因提供低质改造服务，所获得的投机收益；

R——业主与 ESCO均积极合作而产生的收益增加值；

θi(i=1,2)——因业主与 ESCO均积极合作而产生增值收益的分享比例；

C1——业主在合作中所付出的努力成本；

C2——ESCO为达到提供优质服务能力和资质所投入的成本；

Wi(i=1,2)——双方均积极努力合作时所需支付的信息成本、沟通成本等；

T1——业主因自行改造而要承担的风险以及所放弃的政府补贴等损失；

T2——ESCO因提供低质改造服务而失去的市场声誉等损失．

2.2 进化博弈模型适应度分析

根据收益矩阵分析，既有建筑业主群体选择“与 ESCO合作”的适应度和选择“自行改造”的适应度以及业主群体的平均适应度分别记为UC1，US1和U1，且

同样，ESCO群体选择“提供高质改造服务”的适应度和选择“提供低质改造服务”的适应度以及 ESCO群体的平均适应度分别记为UC2，US2和 U2，且

2.3 复制动态方程及稳定点求解分析

根据演化博弈的基本原理，可得业主群体和ESCO群体的复制动态方程如下

由于策略平衡点只有当F(x)=0，F(y)=0时存在，因此求得该博弈系统存在 5个平衡点，分别为：O(0，0)、A(0，1)、B(0，1)、C(1，1)、D(x*，y*)，其中

根据 Friedman(1991)提出的方法，通过对复制动态方程(7)和(8)的雅克比(Jacobian)矩阵进行局部稳定性分析，分析结果如下．

利用雅克比矩阵对应的行列式得到系统的局部稳定性分析见表3．

表3 局部稳定性分析

通过分析可以得出 O(0，0)和 C(1，1)为进化稳定策略ESS，它们分别对应业主群体和 ESCO群体选择{自行改造，提供低质改造服务}和{与 ESCO合作，提供高质改造服务}的策略组合．除以上稳定策略外，系统仍有2个不稳定点A(0，1)，B(1，0)和一个鞍点D(x*，y*)，由以上分析可得系统的复制动态相位如图2所示．

图2 ESCO与既有建筑业主行为策略演化博弈过程相位

图2 描述了既有建筑业主群体和ESCO群体策略的动态进化过程，折线ADB为系统收敛于不同状态时的临界线，折线右上方的 ADBC区域将收敛于C(1，1)点，市场供需主体选择对市场发展有利的策略；折线左下方的 ADBO区域将收敛于 O(0，0)，市场供需主体将选择导致市场动力乏失的策略．因此，系统长期均衡结果可能是双方均积极推动市场良性运行，也可能是双方均不积极主动，演化路径的最终状态由支付矩阵中各参数变化决定，市场演化方向收敛于哪一均衡点与系统的初始状态有关．现实中，既有建筑节能改造市场长期存在积极主动的供需群体和消极被动的供需群体，这与市场实际情况相符．

既有建筑节能改造市场化运作是我国节能服务产业发展的重要推动力[14]，因此，C(1，1)才是系统期望的进化方向，即市场供需主体选择{与 ESCO合作，提供高质改造服务}的策略．由图2知系统向C演化的方向取决于鞍点 D的位置，也就是说，当x*，y*均减小时，ADBC区域的面积才会增大，系统收敛于 C点的概率也将变大，市场将趋于良性发展态势．

由式(9)、(10)可以得出，增大 I1、I2、R1、R2、T1、T2，减少W1、W2、C1、C2、r1、r2、L均可使得x*，y*减小．

从参数的含义来看，政府需增大对选择“与ESCO合作”的既有建筑业主的财政补贴额度，加大对选择“提供高质改造服务”ESCO的奖励力度，制定市场运行制度和规则，降低市场交易成本，这些均可使系统向良性状态演化；ESCO提升其节能改造技术能力，降低服务成本，提升节能效益也可使得市场向良性状态演化；业主群体积极与ESCO合作，减少由供需双方信息不对称引起的交易成本，均可促进市场良性运行．

3 促进既有建筑节能改造市场发展的对策建议

基于上文市场主体进化博弈结果分析，既有建筑节能改造市场的发展不仅需要政府完善的政策制度支撑，还需市场供需主体的积极配合，是政府、建筑服务企业与业主三方协调与合作的结果．政府搭建平台、ESCO增强能力、业主更新观念是促进市场健康发展的基本策略．

(1)政府应制定激励与约束机制，为市场发展塑造良好的政策环境．目前，我国还未建立完善的既有建筑节能改造法律法规体系，尤其缺少对合同能源管理模式运作过程中双方利益分配、合同规范以及运作流程的法律规定．首先，政府应健全政策法规体系，明确市场供需双方的权利和义务，降低双方交易和信息成本，打消既有建筑业主参与市场交易行为的疑虑；其次，应加大对采用合同能源管理模式进行改造的既有建筑业主的补贴力度，支持其运用市场化的模式进行改造项目的运作；再次，建立规范的质量检测与认证制度，成立专业的第三方建筑节能改造服务质量检测与认证机构，可以为市场供需主体提供科学的、具有说服力的节能衡量标准[15]，对于提供低质量节能改造服务的 ESCO实施相应的惩罚措施．另外，应建立既有建筑节能改造市场准入制度，对 ESCO进行资质审查与认证，同时制定严格的市场准入程序，从源头上提升既有建筑节能改造市场运行质量与效率．

(2)ESCO应提升综合服务能力，以节能服务技术创新提升竞争地位．ESCO应结合企业自身的长期发展目标，不应局限于眼前投机行为所获得的利益，市场声誉对于企业未来的发展至关重要．应以我国建筑节能服务产业发展和建筑领域的可持续发展的视野来不断提升自身综合能力．一方面，加强技术创新能力，构建“产学研”协同平台，与设计单位和节能材料研发机构合作，努力提升节能材料和服务的品质，通过不断实施不同类型节能改造项目和扩大服务规模来降低改造成本，提升企业效益．此外，加强企业间合作，形成良好的市场信息共享氛围，均是借助外力来弥补企业提供节能改造服务单一性的有效措施；另一方面，ESCO应注重企业内部专业技术人员的服务能力和专业素质培养，通过良性的企业运作模式和管理流程来促进企业良性发展，进而推动既有建筑节能服务供给市场的不断壮大．

(3)业主应加强节能改造意识，从住房全寿命周期考虑建筑能源消耗．业主是既有建筑节能服务市场的需求主体，对于市场的发展至关重要．一是应站在节约能源、低碳环保和促进生态城市建设的高度来认识既有建筑节能改造市场发展的重要性，积极与 ESCO进行合作，在节能改造的过程中，努力配合 ESCO工作的开展，双方信息共享，风险共担，从而实现双赢的局面[16]；二是应从住房全生命周期的角度考虑能源消耗费用，并考虑与建筑节能服务企业合作，分享节能改造后所带来的额外收益．此外，还可定期以社区为单位，举办节能知识宣传和节能标兵评选活动，塑造良好的节能氛围，通过不断学习国家节能战略和政策来促进市场隐性需求显性化．

4 结 语

既有建筑节能改造市场供需主体的行为选择对市场发展有着十分重要的影响，市场的发展需要政府宏观政策的调控与市场供需主体协同互动．本文从既有建筑节能改造市场供需主体行为选择角度切入，通过分析 ESCO与既有建筑业主的行为策略，构建了市场供需双方群体演化博弈模型，剖析了ESCO与既有建筑业主从初始策略到最终稳定策略的演化博弈过程．模型结果表明：政府适当提升对市场供需主体的激励力度，加强对 ESCO投机行为的市场监管；ESCO提升自身能力，通过技术创新降低改造成本；业主在与 ESCO合作的过程中积极配合，减少双方交易成本，均可使市场趋向良性运行态势．据此，从政府、建筑节能服务公司、业主三方角度提出促进市场健康发展的对策建议．本文仅对政府及市场供需主体行为进行了必要的分析，后续将对其他辅助主体的行为策略选择进行深入研究，以期为政府丰富市场主体培育行为提供理论参考．

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Research on Countermeasures of the Energy-Saving Reconstruction Market in Existing Buildings Based on the Evolutionary Game Theory

WANG Xing，GUO Handing，TAO Kai，WANG Yilin
(School of Economics and Management，TCU，Tianjin 300384，China)

From exploring development obstacle angle in the energy-saving reconstruction market，based on analyzing the situation of the market development，this paper takes the supply and demand subjects' behaviors as the breakthrough point，analyzes the formation of the dynamic evolution process between the building owners and ESCO．By using the replication dynamic method of evolutionary game theory，through the analysis of the influence of various parameters on the evolutionary stable strategy to identify the key factors which influence the market subjects to win-win cooperation，the paper then puts forward the countermeasures and suggestions of market development for energy-saving reconstruction in existing buildings from the perspectives of government，ESCO and their owners.

energy-saving reconstruction in existing buildings；market development；supply and demand subjects；evolutionary game behavior

F407.9

A

2095-719X(2016)05-0368-06

2015-10-10；

2015-11-12

国家自然科学基金(71171141)；住房和城乡建设部软科学研究项目(2013-R1-14)；天津市社科规划后期资助项目(TJGLHQ1403)

王 星（1991—），女，内蒙古呼伦贝尔人，天津城建大学硕士生．