基于动态博弈的中国铁路技术规章管理研究

韩富强， 关忠良， 王小杰， 谢 祥

(1． 北京交通大学 经济管理学院， 北京 100044； 2. 中国铁路总公司 科技和信息化部， 北京 100844)

铁路是国家的经济命脉。近年来，中国铁路快速发展，截至2017年底，全国铁路营业里程已达12.7万km，其中高速铁路2.5万km，占世界高速铁路总量的66.3%。中国铁路庞大的路网规模、复杂的路网结构以及大量投入运用的新技术和设备，对铁路运营管理质量、效率和安全提出更高的整体要求。每一次铁路技术的重大革新都要求铁路技术规章进行重大调整，以适应铁路生产力的发展[1]。此外，2013年铁道部政企分开，成立了中国铁路总公司(以下简称铁路总公司)，建立起符合市场经济、独立法人的内部管理方式，新型的企业管理模式也对铁路总公司技术规章管理提出了新的要求。

目前我国铁路技术规章由铁路总公司、铁路局和铁路站段三个层面逐级负责管理，基本形成了以铁路总公司铁路技术规章制度为核心规章，按照基本技术规章和专业技术规章两大类对铁路总公司、铁路局和铁路站段技术规章分类管理的体系(见图1)。图中，《技规》《行规》《行细》《站细》《段细》分别指《铁路技术管理规程》《行车组织规则》《行车组织细则》《车站行车工作细则》《段行车工作细则》。为了满足专业技术规章管理差异性和专业性的需求，专业技术规章按照规章性质被分为系统规章、单项规章和临时规章，同时按照专业类别分为车务、工务、供电、车辆、机务、信号、通信、房建、客运、货运、信息及其他规章。站段技术规章将上级技术规章细化为本段的具体操作的规章制度，不再分类管理[2]。

虽然铁路技术规章管理已初步形成体系，但问题依旧存在。目前，铁路技术规章管理存在的问题主要有：

(1) 技术规章体系结构不够合理。从铁路总公司层面的技术规章看，有些专业的技术规章繁多，而另外一些专业的技术规章则很少，例如车辆专业有129项技术规章，信息专业仅有3项，客运专业的技术规章甚至没有；而在铁路局层面，不同铁路局的技术规章数量存在较大差异，例如同为高速铁路和普速铁路并存的铁路局，有的铁路局的技术规章不到200项，而有的高达500余项；这种差异在站段层面更为显著，例如有的动车段的技术规章多达307项，技术规章少的动车段仅有61项。

(2) 铁路技术规章管理不够规范。技术规章文电中还存在不合理的内容，并且很多失效内容未能及时清理。铁路总公司第1版《铁路技术管理规程》发布时间较短，仍有一些已经不符合铁路运输生产实际需求，原铁道部期间制定的技术规章，依然作为铁路技术规章体系的组成部分，并没有按照铁路技术规章制度管理相关规定及时进行修订或清理。临时技术规章过期或特殊情况下以铁路电报、信函式公文等形式发布的技术规章未及时修订。这些规定未严格执行，不利于技术规章的有效管理和现场作业人员的贯彻落实。

可见，为适应铁路运输组织方式的变化，更好地为铁路运输安全生产提供技术保障，铁路技术规章管理体系需要不断优化与完善[3-7]。

铁路技术规章管理的主体分为铁路总公司、铁路局和铁路站段三个层级，其中，铁路总公司主要负责技术规章监管，督促铁路局按要求认真细化技术规章，确保铁路站段的科学合理地落实执行技术规章。铁路总公司监管到位，有利于铁路运输的安全可靠和铁路发展的健康稳定，这不仅可以给铁路总公司带来直接的经济效益，还能提升铁路的社会声誉和公信力。当然，加强监管势必造成管理成本的增加。

对于各个铁路局而言，加强技术规章管理工作是铁路局进行运输组织和安全行车的保证，内容复杂，工作量巨大，势必会耗费大量的人力、物力和财力，当然，加强技术规章管理，减少安全事故发生，对铁路局而言是最大的收益[8]。

铁路站段积极落实技术规章离不开各种成本的投入，但是作为基层单位，铁路站段积极及时细化技术规章，通过技术管理规范性和效率的优化，缓解运能不足、提高速铁路路运输安全性，进而提升铁路运输的市场竞争力。可以说，铁路总公司层级监管和铁路局层级细化的价值都只有在铁路站段落实技术规章的前提下才能得到实现。如果铁路站段不认真落实技术规章，意味着安全风险剧增，则铁路总公司和铁路局在技术规章管理上就只有支出，而没有收益。

在铁路技术规章管理过程中，铁路总公司、铁路局和铁路站段这三个主体都可以采用积极或消极两种截然相反的策略，不同策略对应不同的收益，并且不同主体的收益还会受到其他主体策略的影响。可见，铁路总公司、铁路局和铁路站段在铁路技术规章管理中有着各自的利益诉求，它们之间存在着博弈关系，并且它们之间的博弈会影响铁路技术规章管理的落实与执行。因此，研究铁路总公司、铁路局、铁路站段在铁路技术规章管理中的利益博弈，有利于铁路总公司更好地推进铁路技术规章管理升级。

本文主要应用动态博弈理论，探讨铁路总公司、铁路局、铁路站段在铁路技术规章管理过程中的利益关系，构造动态博弈模型，对三个铁路技术规章管理主体各自的行动策略进行分析，研究三个主体的期望收益均衡解，并通过对结果的分析，探寻三个主体积极参与铁路技术规章管理的条件，从而提出相关建议以促进铁路技术规章管理的进一步优化。

2 铁路技术规章管理博弈特性分析

在铁路技术规章管理中，铁路总公司、铁路局、铁路站段之间的博弈可以看成是一种上下级关系的博弈过程，往往呈现出功利性、本能性、组团性等行为特征[9]。

(1) 功利性选择。在规章制定执行的过程中，铁路总公司、铁路局和站段都会倾向于选择付出成本最小而收益最大的对自己最有利的一种行为策略，这可能造成铁路技术规章管理存在一定的功利性色彩。当严格按照要求落实能带来切实的好处或利益时，各参与主体执行落实技术规章的积极性与落实质量就高；反之，落实积极性和质量就会受到影响。即当监管严格能带来快速收益时，铁路总公司加强监管的意愿会提升，铁路局和铁路站段也更愿意积极细化落实技术规章；但是当付出的成本较高或收效较小时，就容易出现消极怠工与上级“讨价还价”的现象。

(2) 本能性推责。铁路管理最为关心安全运营，为避免事故追责，在技术规章的制定上都会充分考虑自己利益。铁路总公司在制定技术规章时，铁路局和站段在细化补充、严格落实时，往往会多考虑自身利益。不管是铁路总公司还是铁路局、站段，当加强管理、认真细化获得的收益小于付出成本时，出于维护自身利益的考虑，常常会以各种理由为自己的执行欠缺寻找借口，本能地对要求执行的工作任务产生抵触心理。这种推责主要表现铁路局层面，由于存在铁路总公司制定要求时可能以行政命令或强行摊派，未充分考虑铁路局的实际承受能力，铁路局就常常会以成本太高、无法实现等为由推脱甚至拒不执行。

(3) 组团性较量。铁路局或铁路站段即使对上级的决策不满意，也少有单个铁路局或铁路站段会选择直接对抗的方式。如果将多个对上级政策持不同意见的单位联合起来，获胜的可能就大大增加。以铁路总公司和铁路局之间的关系为例，铁路总公司的决策如果与实际情况差距较大时，多个铁路局就会暗自团结起来与铁路总公司进行博弈，既不拒绝抵抗也不执行落实，迫使铁路总公司收回或者改善已有的决策，通过双方博弈，进而影响铁路技术规章的制定。也要坚决警惕铁路总公司的正确决策被所谓的“民意”绑架。

铁路总公司、铁路局和铁路站段各方应充分考虑各自需求，有利于三方达成共识，同心协力，推动铁路技术规章管理进一步提升。当然，如果铁路总公司、铁路局和铁路站段间的博弈行为严重到一定程度，就会演变为一种内耗，将阻碍铁路技术规章发挥实际管理效力，造成责任悬空的情形。

3 铁路技术规章管理博弈模型构建

博弈论研究的是公式化的激励结构间的相互作用，是一种研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法。动态博弈是指博弈过程中参与人的行动有先后顺序，后行动者可在观察到先行动者的行为后，再做出相应选择，博弈中各参与主体的利益支付受多阶段博弈结果的影响[10-11]，动态博弈可用于政策制订与实施过程中利益相关者间的博弈研究[12-15]。动态博弈由多个阶段组成，参与主体多个，收益函数是多元表达式，并且某主体在一个阶段的最优决策可能在下一阶段就不再是最优选择，因此动态博弈求解比较复杂，常采用逆向归纳算法，即从最后一个阶段的博弈开始分析，以该阶段参与主体收益最大为最优选择，再依次往前一个阶段类推，直至博弈的最初阶段，从而得到整个动态博弈的均衡解。

铁路总公司、铁路局和铁路站段的铁路规章管理动态博弈模型将采用博弈树进行描述，采用逆向归纳算法进行求解。

3.1 模型假设

(1) 假设市场信息是完全公开的，即铁路总公司、铁路局、铁路站段能够完全了解彼此特征的差异、战略选择空间和收益支付函数的不同。

(2) 假设铁路总公司、铁路局、铁路站段等博弈参与主体均为“理性经济人”，在技术规章管理博弈各阶段的行为都是以利己为动机的，力图用最小代价追逐并获得自身最大的利益[16]。

(3) 假设铁路总公司加强监管需要增加成本C1；铁路运输因此带来的经济效益和社会效益总和记为R1，此时铁路局从铁路总公司可分配到的收益为R2；如果铁路运输出现安全问题，假设铁路总公司的经济效益和社会效益损失合计为L1，铁路局需要向总公司交纳事故罚金，记为L2(L1>R1，L1>L2)；当发生安全事故时，如果铁路总公司通过监管发现铁路局没有认真细化，总公司将对铁路局进行额外处罚，从铁路局获得管理罚金αC2(α为惩罚因子，α<1)；当铁路站段将技术规章落实到位时，意味着铁路运输将保持较高的安全效率，从而带来客货运量的增加，这能够为铁路总公司增加收益Q1，而铁路局也能因此增加收益Q2(Q1>Q2)。

(4) 假设铁路局认真细化并执行总公司的各项技术规章，管理成本将增加C2；如果铁路局简单执行总公司的技术规章，虽然不会增加管理成本，但又会导致安全隐患发生可能性的增大，所以，这种简单执行的行为一旦被铁路总公司监管发现，铁路局将受到管理惩罚，管理罚金为αC2；当铁路运输安全稳定时，铁路局可以从铁路总公司获得收益R2，同时分配收益R3给铁路站段；而铁路运输安全出现事故时，铁路局缴纳给铁路总公司的事故罚金L2，此时铁路站段会因此连带向铁路局缴纳事故罚金L3(L2>R2，L2>L3)；铁路局若认真执行后发现站段没有细化落实，将对铁路站段进行管理惩罚，管理罚金βC3(β为惩罚因子，β<1)；当铁路站段将技术规章落实到位时，意味着铁路运输保持较高的安全效率，客货运量增加，铁路局将从铁路总公司获得收益Q2，并分配给铁路站段Q3(Q2>Q3)。

(5) 假设铁路站段贯彻执行科学合理的技术规章，需要增加成本C3，以提高站段的设备使用率和管理规范性；当铁路局认真细化技术规章后，铁路站段却没有认真落实，则铁路运输效率降低，安全成本提高，铁路局对站段进行管理惩罚，管理罚金记为βC3；当铁路运输安全稳定时，铁路站段从铁路局获得的收益为R3；而出现安全事故时，铁路站段接受铁路局处罚L3(L3>R3)；当铁路站段落实技术规章到位时，因客货运量增加，铁路站段将从铁路局增加收益Q3。

(6)假设存在成本下移现象，即当铁路总公司放松监管，而铁路局认真细化时，铁路总公司的监管成本会下移到铁路局，铁路局的管理成本增加为(C1+C2)；当铁路总公司加强监管，而铁路局是简单执行时，站段想要落实执行到位，则铁路局的成本C2就会下移到站段，站段的管理成本增为(C2+C3)；当铁路总公司放松监管，而铁路局也是简单执行时，此时站段还想将技术规章落实到位，则铁路总公司和铁路局的管理成本都将下移到站段，此时站段的管理成本为(C1+C2+C3)。

(7) 假设铁路安全运输概率为

式中：0

铁路技术规章管理的实施过程就是一个多主体参与的多阶段动态博弈过程，铁路总公司可以选择加强监管或放松监管行为，铁路局可以选择认真细化或简单执行行为，而铁路站段可以选择的是落实或不落实行为，三个参与主体按照先后顺序选择各自行为，通过博弈并最终实现三方均衡。

3.2 模型构建

铁路规章管理动态博弈模型属于完全信息动态博弈模型，具体内容如下：

(1) 参与主体：铁路总公司、铁路局、铁路站段。

(2) 主体行为的顺序：假设为铁路总公司—铁路局—铁路站段。

(3) 假设参与主体的行为及其选择概率见表1，其中0

表1 参与主体的行为及选择概率表

构建铁路规章管理动态博弈树模型，见图2，分析铁路规章管理动态博弈参与主体的效益函数。

该动态博弈模型共有两种情景：运输安全稳定和安全出现问题，每种情景都会产生8种行为组合策略，分别用节点1到节点16表示，按照(铁路总公司、铁路局、铁路站段)的顺序，各行为策略组合及其支付向量如表2和表3所示，其中，支付向量记为Si=(Si1，Si2，Si3)，i=1，2,…，16。

表2 运输安全稳定情景下行为策略组合和支付向量表

表3 出现安全问题情景下行为策略组合和支付向量表

4 博弈策略分析

4.1 博弈模型求解

通过博弈树和支付向量分析，可以解出动态博弈均衡解，下面分别对均衡解进行分析：

为简化运算，将各行动策略组合的概率记作qi(i=1，2,…，16)，其中

q1=q9=P1P2P3

( 1 )

q2=q10=P1P2(1-P3)

( 2 )

q3=q11=P1(1-P2)P3

( 3 )

q4=q12=P1(1-P2)(1-P3)

( 4 )

q5=q13=(1-P1)P2P3

( 5 )

q6=q14=(1-P1)P2(1-P3)

( 6 )

q7=q15=(1-P1)(1-P2)P3

( 7 )

q8=q16=(1-P1)(1-P2)(1-P3)

( 8 )

4.1.1 铁路站段的期望收益均衡解

铁路站段的期望收益均衡解Y3为

( 9 )

0

(10)

求铁路站段的期望收益Y3的最大值，需对式( 9 )求铁路站段选择落实行为的概率P3的一阶导数，且令其等于零。

求解结果为

P1=1-

(11)

4.1.2 铁路局的期望收益均衡解

铁路局的期望收益均衡解Y2为

(12)

0

(13)

求铁路局的期望收益Y2的最大值，需对式(12)求铁路局选择认真细化行为的概率P2的一阶导数，并令其等于零。

求解结果为

P1(C1+αC2)+

(1-P3)×βC3-(C1+C2)=0

(14)

4.1.3 铁路总公司的期望收益均衡解

铁路总公司的期望收益均衡解Y1为

(15)

0

(16)

求铁路总公司的期望收益Y1的最大值，需对式(15)求铁路总公司选择加强监管行为的概率P1的一阶导数，并令其等于零。

求解结果为

P2=1+

(17)

4.2 结果分析

(1)P1=1-

P1与β、C1、(R3+L3)、Q3成反比；C1为铁路总公司选择加强监管行为的新增成本；R3为铁路站段在铁路运输安全稳定时的收益；L3为铁路站段因铁路运输发生安全事故收到的处罚；Q3为铁路站段因技术规章落实执行到位带来客货运量增加而从铁路局分配到的收益。这说明铁路局对站段的惩罚力度越大，铁路总公司的管理压力越小，总公司更倾向于适当减少监管力度，选择放松监管行为；当铁路总公司管理成本比较高时，受预算制约，铁路总公司的高强度监管难以持久，监管力度会逐渐减弱；当R3、L3、Q3较大时，铁路站段选择落实行为的可能性会大大提高，铁路总公司也会随之倾向于选择放松监管来减少成本。

P3与C1、C2、C3成反比，说明不论哪个层级的管理成本过高，最终都会影响铁路站段认真落实技术规章的积极性，影响整个技术规章管理系统的健康运转。

(3)

P2和C1成反比，说明当铁路总公司的管理成本越高时，铁路局认为铁路总公司加强管理的可能性较小，可能会倾向于选择简单执行行为，应付了事。

5 结论

通过以上分析，为了保障铁路运输的安全，提升铁路运输的整体收益，需要加强铁路技术规章的科学制定和认真落实，可以从以下三方面入手：

(1) 铁路局的认真细化和站段的严格落实是保证铁路运输安全的关键。从动态博弈分析结果可知，铁路局认真细化、站段严格落实有利于提高速铁路路总公司的整体效益，减轻其监管压力。铁路站段是铁路运输的执行单位，对运输安全承担直接责任，所以铁路站段必须落实好技术规章的每个细节，保障铁路运输的安全稳定；同时，站段严格落实技术规章，还能够提升运输服务水平、控制运输成本、增强运输能力，并最终提高速铁路路总公司的整体收益。

(2) 建立合理的奖惩机制是维持制度高效运转的保障。从完善管理制度入手，明确工作程序、管理标准、作业标准等建设，强化奖励机制，对优秀单位进行较大数额的奖励，可大大提高速铁路路局、铁路站段的工作积极性。同时惩罚机制也应加强，促使参与铁路运输的所有人时刻保持警惕，这有利于减少因人为因素引起的铁路安全隐患，保障铁路运输安全稳定可持续发展。

(3) 建立科学合理的技术规章体系可降低成本、提升效率。铁路运输企业应深化改革，通过采用先进设备工艺，优化作业程序，可减轻各单位的作业负担，改善服务水平、降低管理成本，这样既可提高执行规章的积极性，还可大幅提高运输效益。