山东化工产业安全生产演化博弈分析及仿真

安普翠， 程海召

(1.烟台黄金职业学院,山东 招远 265401;2.烟台鞍钢国际贸易有限公司,山东 烟台 264000)

化工产业安全生产问题引起全社会的关注，山东省作为化工生产大省，针对化工产业安全生产转型升级活动正在全面开展和推进，本文通过研究山东省化工产业整治办法，结合其他学者利用演化博弈研究食品、网络、煤化工等工业安全生产问题[1-3]的经验，利用复制动态方程构建山东省化工产业的安全生产演化博弈模型，尝试着分析地方政府监管方式选择与化工企业生产策略选择之间的演化过程，为建立化工产业安全生产监管制度体系提供科学依据。

1 化工产业安全生产演化博弈

1.1 基本假设及得益矩阵

(1)依据现实生产环境，考虑到信息不确定等因素，参与主体地方政府和化工企业均具有有限理性特征。

(2)地方政府可以采取严格监管和放松监管两种策略，记为：Si={严格监管，放松监管}，化工企业可以选择安全生产和违规生产两种策略：记为Sl={安全生产，违规生产}。

(3)基本假设

假设①：初始状态下，地方政府策略选择的占比分别是：严格监管策略占比x(0≤y≤1)，放松监管策略占比为1-x；化工企业策略选择的占比分别是：安全生产策略占比y(0≤y≤1)，违规生产策略占比1-y。

综上，可以得出政府和企业在不同的策略选择下的得益矩阵如表1所示。

表1 地方政府和化工企业的行为选择及得益矩阵

1.2 复制动态方程

由表1可得出地方政府和化工企业策略互动的复制者动态方程[4]：

(1)

其雅可比矩阵为：

(2)

2 化工安全生产演化博弈模型稳定点分析

3)联合速度控制能够有效降低车辆制动的热量集聚和工作温度，防止制动器的热衰退和高温磨损，有效保护车辆制动器，延长刹车片更换里程，降低了人员的工作强度。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D>0，T<0，则 O为ESS稳定点，A点时D<0，T不确定，则A为鞍点，B点时D>0，T>0，则B为不稳定点， C点时D<0，T不确定，则C为鞍点。此情形下，地方政府和化工企业演化仿真见图1：

图1 地方政府和化工企业演化仿真演化图1

结论1：由以上可得，地方政府和化工企业达成了(放松监管，违规生产)的稳定演化均衡结果。根据局部稳定性分析及演化图1分析可得，地方政府严格监管获得的外界效益没有监管成本高，即政府大力度的严格监管却得不到社会的支持、居民的配合和上级政府的重视，可能会使得地方政府监管工作积极性下降。而化工企业违规生产即使被曝光也只是受到较少的惩罚，这使得一些化工企业会铤而走险违规生产。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D<0,T不确定，则O为鞍点， A点时D>0，T<0，则A为ESS稳定点，B点时D>0，T>0，则B为不稳定点， C点时D<0，T不确定，则C为鞍点。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0,0),A(0,1),B(1,0),C(1,1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D>0,T>0，则O为不稳定点，A点时，则ESS为 稳定点，B点时D<0,T不确定，则B为鞍点，C点时D<0，T不确定，则C为鞍点。

(2)和(3)得出相同的ESS稳定点，则两者属于同一情形，此情形下，地方政府和化工企业演化仿真见图2：

图2 地方政府和化工企业演化仿真演化图2

结论2：由以上可得，地方政府和化工企业达成了(放松监管，安全生产)稳定演化均衡结果。根据局部稳定性及演化图2分析可得，地方政府对化工企业的安全生产进行监督和指导，但没有满足预期的成效，其外界效益小于监管成本。即政府付出较高成本的严格监管，制定较高的违规惩罚措施：高额罚款，严重者要承担刑事责任等，此时即使政府因外界效益不理想，而减少监管投入，化工企业也不会铤而走险违规生产。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D>0，T>0，则O为不稳定点，A点时，则D<0，T不确定，则A为鞍点，B点时D<0，T不确定，则B为鞍点，C点时D>0，T<0，则C为 ESS稳定点。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D>0，T>0不确定，则O为鞍点，A点时D>0，T>0，则 A为不稳定点，B点时D<0，T不确定，则B为鞍点， C点时D>0，T<0，则C为ESS稳定点。

(4)和(5)得出相同的 稳定点，则两者属于同一情形，此情形下，地方政府和化工企业演化仿真图见图3：

图3 地方政府和化工企业演化仿真演化图3

结论3：由以上可得，地方政府和化工企业达成(严格监管，安全生产)稳定演化均衡结果。根据局部稳定性及演化图3分析可得，地方政府在获得较高的外界效益时，才会全方位开展安全生产监管和指导工作，化工企业违规生产行为就会受到控制。

此时，复制动态方程有四个均衡点，分别为O(0，0)，A(0，1)，B(1，0)，C(1，1)。四个均衡点处稳定性分别为：O点时D<0，T不确定，则O为鞍点，A点时D<0，T不确定，则 A为鞍点， B点时D<0，T不确定，则B为鞍点，C点时D<0，T不确定，则C为鞍点。D>0，T<0为基础的均衡条件均没有被满足，因此，不存在ESS。

此情形下，地方政府和化工企业没有达成稳定演化均衡结果。

结论1：化工安全事故本身的复杂性，致使化工安全生产监管有别于食品等工业部门的安全监管。结果表明：因Q和f两个参数取值范围的变化，系统出现的演化结果也会有所不同。双方最终可形成3种稳定策略组合：①地方政府获得的外界效益不能弥补其严格监管成本，且化工企业违规生产所受惩罚较轻时，双方会达成(放松监管，违规生产)；②地方政府所支付的监管成本远高于其获得的外界效益，且化工企业违规生产所受惩罚较重时，双方会达成(放松监管，安全生产)；③国家高度重视化工产业安全生产背景下，地方政府会严格执法，积极监管和指导化工企业生产工作，化工企业因迫于环境压力会主动配合地方政府工作，双方此时达成(严格监管，安全生产)。在我国地方政府严格监管和指导下，化工企业会严格按要求生产，不会出现违规生产的现象，所以(严格监管，违规生产)不是稳定策略组合。

因此，在化工企业安全生产过程中要明确地方政府的定位，发挥好政府的指导作用，建立政府、社会和企业共同监管体系，同时要加大科技人才、高新技术引进成本的投入，平稳有序的加快化工产业转型升级。