基于SD的“互联网+”WEEE回收三方演化博弈仿真研究

李春发 王美美

The Tripartite Stakeholders' Evolutionary Game Theory of Electronic Waste Recycling Model

Based on System Dynamics

摘要： 为探究在“互联网+回收”背景下政府、企业和消费者三方的博弈关系，采用演化博弈论在分析政府、企业和消费者在不同策略下的成本和收益的基础上，构建了政府、企业和消费者三方主体之间的演化博弈模型，并运用系统动力学理论对演化博弈模型进行模拟仿真。结果表明，政府付出的监管成本以及政府对企业和消费者的财政补贴力度是影响三方博弈主体策略选择的重要因素。政府监管所付出的成本在一定限度内变动时，仅仅会影响政府的策略选择，而对企业和消费者的策略选择影响甚微；当政府加大对企业的财政补贴时，企业会更加积极主动的参与电子废弃物的回收，并且在该模型中企业更倾向于选择互联网方式进行回收。

Abstract： In order to explore the game relationship among the government， the enterprise and the consumer under the background of

"Internet+"， based on the analysis of the cost and benefit of different strategies of government， enterprise and consumers， the system dynamics method is used to construct the evolutionary game model among the three parties of the government， the enterprise and the consumer and carry out its simulation. The results show that the government 's supervision cost and the government' s financial subsidy to the enterprises and consumers are the important factors influencing the strategy choice of the tripartite stakeholders. When government regulation to pay the cost of changes within a certain limit， it will only affect the government's strategic choice， and have little effect on the choice of business and consumer strategy； when the government to increase the financial subsidies to enterprises， enterprises will be more active to participate in the recovery of electronic waste， and they are more inclined to choose the Internet way to recover in the model.

關键词： 电子废弃物；互联网+回收；演化博弈；系统动力学

Key words： electronic waste；Internet+recycling；evolutionary game；simulation analysis

中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0019-03

0 引言

电子废弃物（Waste Electrical and Electronic

Equipment，WEEE）具有潜在环境污染性和可作为再生资源回收利用的资源性，但对其有效的回收处理是一项亟待解决的社会难题。2015年，我国的电子废弃物总量达860万吨[1]，但由于回收体系尚不完善，电子废弃物回收情况仍不理想，90%以上的电子废弃物都是由流动商贩、个体户回收，进而交由小作坊以低端技术方法进行简单回收拆解处理[2]。因此，打破电子废弃物回收困境，建立高效、完善的电子废弃物回收体系，成为我国实现经济与环境的可持续发展的重要保证。

近年来，“互联网+回收”[3]方式的出现为电子废弃物回收行业的发展提供了一种新的思路及解决途径，对“互联网+”方式下WEEE回收多方利益主体博弈的研究越来越得到重视。Sabbaghi[4]等研究了消费者对废旧电子设备的及时回报行为；许晓彬[5]等基于“互联网+”背景构建了以生产商、互联网回收商和拆解公司三方为主体的闭环供应链博弈模型，并分析了在集中决策和分散决策下相关成员的定价策略；在此基础上，Ma Zu-jun[6]和Hu Shu[7]等调查分析了政府法规和管理政策对电子电气设备的闭环供应链决策的影响；彭本红等[8]对电子废弃物回收产业链多主体协同演化进行仿真分析；余福茂等对电子废弃物的回收处理渠道演化过程进行系统动力学仿真模拟研究。然而，电子废弃物回收是一项需要多部门、多行业、全社会共同参与的系统工程，众多学者缺乏在系统的理论框架下对多方参与主体的演化博弈进行研究，同时，鲜有在“互联网+”电子废弃物回收方式下对其进行仿真分析。

本文以电子废弃物回收模式为研究对象，根据演化博弈的原理，从企业回收模式、消费者参与度和政策监管力度等3方面，建立以政府、企业和消费者三方为主体的电子废弃物回收演化博弈模型，通过构建三方博弈的收益矩阵和复制动态方程；在此基础上，运用系统动力学理论进行模拟仿真，揭示三方主体的演化状态。

1 “互联网+回收”三方演化博弈模型构建

1.1 模型假设

①参与者。博弈中的参与者有政府、企业和消费者，假设博弈三方都是有限理性经济人。

②行为策略组合。设政府对企业进行监管和不监管的概率分别为？琢和1-？琢；企业选择互联网和传统方式进行回收的概率分别为。政府、企业和消费者可选择的策略组合有以下8种：分别为（监管，互联网方式，参与）、（监管，传统方式，参与）、（不监管，互联网方式，参与）、（不监管，传统方式，参与）、（监管，互联网方式，不参与）、（监管，传统方式，不参与）、（不监管，互联网方式，不参与）、（不监管，传统方式，不参与）。

③政府：C1为政府对企业进行监管所付出的成本；C2为政府为不监管所造成的社会福利损失付出的环境补救成本；S1和S2分别为政府监管时对通过互联网和传统方式回收的企业进行的财政补贴；E1和E2分别为企业通过互联网和传统方式进行回收带来的环境效益；企业：B1和B2分别为企业通过互联网和传统方式回收所付出的成本；R1和R2分别为企业通过互联网和传统方式回收所获得的利润；消费者：F1和F2分别为通过互联网和传统方式回收消费者所得收益；A1和A2分别为通过互联网和传统方式回收获得的政府补贴。三方博弈的收益矩阵如表1和表2。

1.2 三方演化博弈复制动态方程的建立

假设政府对企业進行“监管”与“不监管”的期望收益及平均期望收益分别为UgY、UgN和Ug，根据表1和表2三方博弈收益矩阵，可得出：

假设消费者选择“参与”与“不参与”的期望收益及平均期望收益分别为UcY、UcN和Uc，同理可得到：

消费者策略的复制动态方程为：

2 基于系统动力学的博弈模型构建与仿真分析

本文采用Vensim软件建立了政府、消费者和企业的系统动力学博弈模型（如图1所示）。其中存量有？琢、？茁和？酌，分别代表政府、企业和消费者的变化率对时间的积分；中间变量有UgY、UgN、UcY、UgN、UeY和UeN，主要根据上一节中分析演化博弈得出的复制动态方程制定；外生变量有C1、C2、S1、S2、E1、E2、F1、F2、A1、A2、B1、B2、R1、R2，含义可参照本文节1参数设置部分。

本研究基于系统动力学的建模仿真方法，利用Vensim仿真软件对政府、消费者及企业的动态博弈进行仿真。模型初始值设定为：INITIAL TIME=0，FINAL TIME=200，TIME STEP=0.5，C1=12、C2=15、S1=6、S2=6、E1=6、E2=5、F1=15、F2=13、A1=5、A2=4、B1=5、B2=8、R1=20、R2=18。并以政府、消费者及企业的策略概率作为主要的衡量指标，对电子废弃物回收模式的相关影响因素进行分析。

2.1 企业通过两种回收方式获得的财政补贴S1和S2对企业策略选择的影响

政府对企业进行财政补贴是激励企业对废旧电子产品进行回收的重要手段。通过仿真分析可知（如图2），当S1等于S2时，企业策略在选择互联网方式回收处达到稳定，因此，在政府对两种方式补贴相同的情况下，政府更倾向于选择互联网方式进行回收。当S2不变时，随着S1增加，企业趋于选择互联网方式进行回收的用时越短；然而当S1逐渐减少时，企业趋于选择互联网方式进行回收的用时越长，并且当S1减少到一定程度后，企业策略最终无法在选择互联网方式回收处达到稳定。

因此，政府对企业的财政补贴对企业策略选择的影响相当敏感，当政府加大对企业的财政补贴时，企业会更加积极主动的参与电子废弃物的回收，并且在该模型中企业更倾向于选择互联网方式进行回收。因此，政府应加大对“互联网+回收”模式的扶持力度、宣传力度以及出台相关政策和法律法规，以促进“互联网+回收”模式的发展。

2.2 消费者获得政府的补贴对模型的影响

消费者获得的政府补贴是消费者是否参与电子废弃物回收着重考虑的因素，通过仿真分析可知（如图3），当在政府监督下消费者通过回收获得的补贴减少时，消费者的收益减少，消费者参与回收的意愿就会降低，这就导致政府会增加监管力度来保障消费者的收益，从而激励消费者参与回收。但是当补贴增加时，消费者收益增加，参与回收的意愿就会增加，政府监管意愿就会降低，当补贴增加到一定限度，政府在不监管处达到稳定状态。

因此，政府对消费者的监管力度随着补贴的增加而变小，当补贴增加到一定限度，政府在不监管处达到稳定状态。政府应把握好补贴力度，做好对电子废弃物回收再利用的宣传工作，提高市民环保意识，这样既能使市民积极参与回收又不会增加政府补贴成本。

3 结论

运用演化博弈理论，构建“互联网+回收”背景下以政府、企业和消费者三方为主体的演化博弈模型。通过建立系统动力学模型对影响模型的2个方面进行仿真分析，揭示三方主体的演化状态。现得到以下结论：①政府作为环境治理的监管者，应把握好监管力度，完善监管制度，确保监管效果达到最大化又不会造成资源浪费。②应加快完善电子废弃物“互联网+回收”体系，政府应加大对“互联网+回收”模式的扶持力度、宣传力度以及出台相关政策和法律法规，以促进“互联网+回收”模式的发展。③消费者的参与度是电子废弃物回收的关键，政府应给予消费者一定的补贴以提高市民参与回收的意愿；做好对电子废弃物回收再利用的宣传工作，提高市民环保意识，充分调动消费者参与回收的积极性。

参考文献：

[1]宋庆彬，张宇平，缪友萍，李金惠.“互联网+资源回收”模式助推中国资源回收革命[J].环境污染与防治，2016，38（8）：105-109.

[2]刘萍.分类回收搭上“互联网+”的快车[N].国际商报，2015-07-29（B01）.

[3]李华秋，杨华星，黄俊玲.“互联网+回收”行业的发展研究分析[J].电子测试，2016（19）：159-160.

[4]Sabbaghi M， Behdad S， Zhuang J. Managing Consumer Behavior toward On-Time Return of the Waste Electrical and Electronic Equipment： A Game Theoretic Approach[J]. International Journal of Production Economics， 2016， 182：545-563.

[5]许晓彬，杨斌，朱小林.“互联网+”背景下电子废弃物双渠道回收策略研究[J].华中师范大学学报（自然科学版），2016，50（5）：683-688.

[6]Ma Zu-jun； Hu Shu； Dai Ying， Dai Y. Closed-loop Supply Chain Decision for Electrical and Electronic Equipments under Government Regulations[J]. Industrial Engineering & Management， 2016，1（21）：45-51.

[7]Hu Shu； Ma Zu-jun； Dai Ying.Impact of Government Regulations on CLSC Decisions for Electrical and Electronic Equipments[J].Industrial Engineering Journal 2015， 5（18）：20-26.

[8]彭本红，谷晓芬，武柏宇.电子废弃物回收产业链多主体协同演化的仿真分析[J].北京理工大学学报（社会科学版），2016，18（2）：53-63.