PPP模式下垃圾焚烧发电项目运营规制的行为路径选择——基于社会参与的演化博弈分析

全雄伟, 左高山

(1.中南大学 商学院,湖南 长沙 410083; 2.北京外国语大学 国际商学院,北京 100089)

0 引言

近年来,随着国内城镇化的快速发展,国内城市生活垃圾的生产量也在快速增长,据国家住房和城乡建设部统计数据显示,我国城市生活垃圾的清运量由2011年的16395.28万吨增加到了2018年的22801.75万吨,年均增长率约为5%,因此,高速发展的中国城市正面临着严峻的“垃圾围城”问题。为解决“垃圾围城”之痛,最优的无害化处理方式就是焚烧发电,其已被广泛应用以减少城市生活垃圾的数量[1]。在2014年,我国出台了相关政策文件首次明确将PPP模式推广到公共服务、资源环境、生态保护及基础设施等领域,其中污水处理、垃圾处理类项目更是强制要求使用PPP模式。

随着PPP模式在公共基础设施等领域的广泛推广与应用,研究者们也开始关注并对该模式下的相关问题进行研究。龚是滔和许叶林[2]分别从关键成功因素、风险管理和特许定价三个方面对垃圾焚烧发电PPP项目进行了总结分析。在PPP模式的关键影响因素研究方面,OGUNSANMI[3]从整体上对PPP项目中的各种关键成功因素进行了确定、分析和分类,这些关键因素包括良好的投资环境等。常雅楠和王松江[4]认为科学公平的利益分配是PPP项目成功的关键因素之一。风险管理方面的研究则主要涉及到风险的识别、风险分担及分配的问题。如姚张峰和许叶林[5]通过案例研究,最终得到了包括监管体系不完善风险等27个风险因素。CARBONARA等[6]认为公私合作项目包含多重不确定性,私人投资者往往需要通过政府的支持来减轻这些风险,最常见的政府支持形式之一是最低收入保障。SHRESTHA等[7]从委托代理理论的视角对中国水资源PPP项目的风险分配及风险转移问题进行了研究。在特许期及特许定价研究方面,王丽萍等[8]基于模糊数学可信性理论,构建了特许期和价格的联合调整模型,并通过某污水项目分析了需求不确定性风险因素可能对特许期测算的影响。

其次,项目参与主体之间的博弈及策略行为问题也得到了较多学者们的关注。王桂花和鼓建宇[9]运用讨价还价博弈模型对PPP项目风险分担比例的问题进行了分析。吴孝灵等[10]、范如国和杨洲[11]运用Stackelberg博弈方法对政府的补偿问题及政府与私人部门在PPP项目建设和运营中的努力水平问题进行了深入的分析与探讨。杨晓东和张家玉[12]建立以政府和投资方为主体的演化博弈模型,对既有建筑绿色改造PPP项目中的双方投融资策略进行分析。牛耘诗等[13]运用不完全信息静态博弈的方法对PPP项目中社会资本机会主义行为的产生机理进行了分析。

综上所述,目前关于垃圾焚烧发电项目的研究大部分聚焦于关键成功因素、风险管理、利益分配及特许定价等相关问题上,而对于运营规制的问题却鲜有研究。其次,现有研究大多运用传统博弈论方法对主体之间的策略行为进行静态的分析,这难以刻画不同参与主体的复杂策略行为的互动过程。鉴于此,本研究将运用演化博弈理论,从社会参与的视角,对项目中地方政府与社会资本在运营规制中的行为路径选择进行分析,找出影响地方政府与社会资本行为路径选择的关键因素,为政府在垃圾焚烧发电项目的运营决策及规制提供理论依据与实用建议。

1 研究假设与模型的构建

1.1 研究假设

在垃圾焚烧发电PPP项目运营规制的博弈中,博弈的双方为地方政府与社会资本两个种群,两者都是有限理性的主体,在信息不对称及资源限制的情况下,各自依据自身的短期利益做出当前的行为选择。地方政府在垃圾焚烧发电PPP项目的运营规制的监管上可能存在两种行为选择:严格及不严格。社会资本也可能存在两种行为选择:遵守规制与违反规制。此外,本研究还进一步提出以下的基本假设:

假设1当地方政府采取不严格的规制监管行为,而社会资本采取遵守规制的行为时,由于信息不对称,社会公众及上级政府很难清楚知道地方政府的行为表现,从而很难对地方政府的不作为甚至于违纪行为进行问责。

假设2地方政府采取严格的规制监管行为,有助于项目的可持续发展与推广,从而获得一定的政治好评,记为Rs1,此时地方政府需要投入一定的资源与努力,这一成本记为Cg1;地方政府采取不严格的规制监管行为,将有助于其利用职权谋取私利,记为Rs2,而此时的成本投入记为Cg2,通常情况下,Cg1>Cg2。

假设3社会资本参与垃圾焚烧发电项运营的主要收入包括两个部分:一是政府的补贴(垃圾处理费);二是电能销售收入,这一正常收益记为Rs。当其采取遵守规制行为时的运营成本为Cs1,而违反规制时的运营成本为Cs2,通常情况下,Cs1>Cs2,且社会资本因违反规制还可能会获得额外的收益,记为ΔR。

假设4当地方政府采取严格的规制监管行为,社会资本的违规行为定会被发现与曝光,地方政府将获得额外的处罚收入,记为f,而社会资本除了罚款以外还可能涉及到声誉的损失等,此时的损失记为F;又或者地方政府采取不严格的监管行为,而社会资本违反规制给周边环境带来持续性的破坏行为有θ(0≤θ≤1)的可能性被社会公众发现并曝光,此时,地方政府的将会被问责,此时的损失记为A,而社会资本也会受到相应的处罚并造成声誉损失。

假设5在初始状态下地方政府选择严格的规制监管行为的比例为x(0≤x≤1),选择不严格行为的比例则为1-x;社会资本选择遵守规制行为的比例为y(0≤y≤1),选择违反规制行为的比例则为1-y。

根据以上的假设及地方政府与社会资本的行为选择分析,可以得到该博弈双方的得益矩阵,如表1所示。

表1 地方政府与社会资本的行为选择及得益矩阵

1.2 模型的构建

演化博弈中最常见的一种学习的动态模型是复制动态方程,即参与者群体采取某种行为的比例增长率是该纯行为的效用与群体平均期望效用差的严格增函数[14],具体如式(1)所示:

(1)

因此,根据式(1),可得地方政府选择严格的规制监管行为的复制动态方程为如式(2)所示。同理,可得社会资本选择遵守规制行为的复制动态方程,如式(3)所示:

F(x)=x(1-x)[(Rg1+f+Cg2+

θA-Cg1-Rg2)-y(f+θA)]

(2)

F(y)=y(1-y)[(Cs2+θF-Cs1-ΔR)-x(θF-F)]

(3)

因此,式(2)与式(3)便组成了一个用于描述PPP模式下垃圾焚烧发电项目运营规制中地方政府与社会资本博弈双方行为路径选择的二维动力系统。其中由式(2)及式(3)式所组成的二维动力系统有5个可能的均衡点,包括4个纯策略行为均衡点(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)及1个混合策略行为均衡点(x*,y*)。其中x*=(Cs2+θF-Cs1-ΔR)/(θF-F),y*=(Rg1+f+Cg2+θA-Cg1-Rg2)/(f+θA),且x*要满足0

2 博弈双方行为路径选择的稳定性分析

由前文的分析可知,式(2)与式(3)是一个用于描述PPP模式下垃圾焚烧发电项目运营规制中地方政府与社会资本博弈双方行为路径选择的二维动力系统。FRIEDMA[15]认为二维动力系统均衡点的稳定性可由该系统的雅克比矩阵的稳定性分析得到,而系统的雅克比矩阵可由式(4)给出,即:

(4)

当系统满足:行列式D=detJ=a11a22-a12a21>0,迹T=trJ=a11+a22<0时,该系统的均衡点将成为演化稳定均衡点,即ESS点。结合式(2)、式(3)及式(4),可得出地方政府与社会资本博弈双方行为路径演化系统雅克比矩阵元素的a11,a12,a21,a22,其在5个均衡点处的具体取值如表2所示。

表2 均衡点处的雅克比矩阵元素的具体取值

表2中,p=-x*(1-x*)(f+θA),q=-y*(1-y*)(θF-F),而x*与y*的取值可以参照前文的计算结果。很明显,在混合均衡点(x*,y*)处,由于迹T=trJ=a11+a22=0,故该点肯定不可能是ESS点。下面本文将对二维动力系统中其余4个纯策略行为均衡点(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)的稳定性进行讨论与分析。

命题1在条件①,Rg1-Cg1+f

证明在条件①与②下,通过雅克比矩阵的稳定性分析,其结果如表3所示,可知纯策略均衡点(0,0)是系统的ESS点,由此命题1得证。

表3 条件①与②下的雅克比矩阵稳定性分析

命题2在条件③,Rg1-Cg1+f

证明在条件③与④下,通过雅克比矩阵的稳定性分析,其结果如表4所示,可知纯策略均衡点(0,1)是系统的ESS点,由此命题2得证。

表4 条件③与④下的雅克比矩阵稳定性分析

命题3在条件⑤,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且F

证明在条件⑤与⑥下,通过雅克比矩阵的稳定性分析,其结果如表5所示,可知纯策略均衡点(1,0)是系统的ESS点,由此命题3得证。

表5 条件⑤与⑥下的雅克比矩阵稳定性分析

命题4在条件⑦,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且Cs1-Cs2+ΔR<θF;或条件⑧,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且θF

证明在条件⑦与⑧下,通过雅克比矩阵的稳定性分析,其结果如表6所示,可知纯策略均衡点(1,1)是系统的ESS点,由此命题4得证。

表6 条件⑦与⑧下的雅克比矩阵稳定性分析

3 行为路径选择演化博弈的情景仿真分析

本研究接下来将利用matlab软件,对不同情景下的双方行为选择演化过程进行数值仿真分析。在仿真之前,假设x=0.5,y=0.5,θ=0.5。

情景1当Rg1-Cg1+f

根据以上的情景,假设各参数取值如下:Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=5,f=3。通过仿真分析,其结果如图1所示,地方政府与社会资本的行为选择演化结果为(不严格,违反规制),这与命题1的结论相一致,且社会资本向违反规制行为收敛的速度更快。

图1 情景1下的行为路径选择演化过程

其次,在情景1下,为进一步深入分析社会参与这一因素会对博弈双方的行为路径选择产生怎样的影响,在其他参数值不变的情况下,通过对θ分别取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后进行仿真分析,结果如图2所示。由图2所示的演化过程可知,随着社会参与的不断增加,地方政府向不严格行为收敛的速度存在明显的递减现象,而社会资本向违反规制行为收敛的速度也同样递减,但并不十分显著。这说明社会参与的大小对地方政府及社会资本的行为选择会形成一定的约束,且社会参与对地方政府的约束效果要显著高于社会资本。

图2 情景1下不同社会参与的演化过程

情景2当Rg1-Cg1+f

根据以上的情景,假设Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=20,θ=0.3,f=3。通过仿真分析,其结果如图3所示,地方政府与社会资本的行为选择演化结果是(不严格,违反规制),这与命题1的结论相一致。由图3可知,在情景2下,社会资本刚开始时向遵守规制方向收敛,但很快就改变行为路径,并迅速向违反规制方向收敛,且最后还先于地方政府收敛至稳定的状态。

图3 情景2下的行为路径选择演化过程

其次,在情景2下,通过对θ分别取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后进行仿真分析,结果如图4所示。由图4所示的演化过程可以发现,在社会参与较小的情况下,社会资本的行为路径是先向遵守规制的方向收敛,随后便迅速改变路径方向并向违反规制行为快速收敛。随着社会参与的不断增加,社会资本的行为路径发生了漂移,并快速向遵守规制行为方向收敛,此时双方的演化结果为(不严格,遵守规制),这与命题2的结论相一致。这说明较高的处罚与声誉损失能否对社会资本的违规行为进行有效约束,关键在于其被发现或曝光的可能性。对于地方政府而言,本研究发现一个有趣的现象,从图4中可知,随着社会参与的增加,在社会资本向遵守规制行为演化的过程中,地方政府向不严格行为收敛的速度却是在递增的,这似乎有悖于常理。对此不合理现象的一个可能解释就是地方政府存在“搭便车”的行为,也就是当社会参与很高时,由于社会资本受到社会的有力监督,其违反规制的行为将会得到有力的约束,因此,社会的高度参与无意中扮演了地方政府的监管角色,从而减少与分担了地方政府监管的压力与责任,而地方政府也就放松了监管。

图4 情景2下不同社会参与的演化过程

情景3当Rg2-Cg2-θA

根据以上的情景,假设各参数取值如下:Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=12,F=5,θ=0.3,f=3。通过仿真分析,其结果如图5所示,地方政府与社会资本的行为选择演化结果为(严格,违反规制),这与命题3的结论相一致。由图5可知,在情景3下,社会资本迅速向违反规制方向进行收敛,而地方政府开始时也在向不严格行为方向收敛,但在某一时间步长之后,其行为路径开始改变,并缓慢向严格行为方向收敛。这说明在问责的力度较大时,即使社会参与不高,也会对地方政府不严格的行为产生较强的约束作用,并迫使其采取严格的规制监管行为,只是效果不太明显。

图5 情景3下的行为路径选择演化过程

其次,在情景3下,通过对θ分别取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后进行仿真分析,结果如图6所示。由图6的演化结果可知,在情景3下,随着社会参与的不断增加,地方政府的行为选择从不严格向严格发生了漂移,且其向严格行为收敛的速度是递增的,而社会资本向违反规制行为的收敛速度是递减的,但不太明显。这说明在社会参与十分小的情况下,即使问责的力度较大,只要地方政府采取不严格的行为能够获得较大的利益时,其依然会有采取不严格行为的倾向。只要适当增加社会参与的程度,那么在问责的力度较大的情况下,地方政府不严格的行为就会得到约束,并迫使其采取严格的监管行为,只是这一效果不太明显。只有在社会参与较大以及问责的力度较大的情况下,地方政府严格的监管行为才会得到有力的推动。

图6 情景3下不同社会参与的演化过程

情景4当Rg2-Cg2

根据以上情景,假设各参数取值如下:Rg1=15,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=15,f=3。通过仿真分析,其结果如图7所示,地方政府与社会资本的行为选择演化结果为(严格,遵守规制)的策略组合,这与命题4的结论相一致,这也是PPP模式下垃圾焚烧发电项目运营规制的最理想状态。且地方政府刚开始时的收敛的速度要快于社会资本,但经过某一时间步长之后,社会资本反超地方政府率先收敛到稳定的状态。这说明在问责的力度不大的情况下,政治好评能有效激励与引导地方政府主动采取严格的行为,然后在有力的地方政府监督及较大的处罚与声誉损失的共同作用下,最终能够实现(严格,遵守规制)这一理想的项目运营状态。

图7 情景4下的行为路径选择演化过程

其次,在情景4的条件下,通过对θ分别取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后进行仿真分析,结果如图8所示。从图8可知,随着社会参与的不断增加,地方政府向严格行为收敛的速度也同样存在递减的现象。而对于社会资本而言,在社会参与较小的情况下,其刚开始会向违反规制方向进行收敛,但很快就做出调整,并迅速向遵守规制的行为方向收敛,并达到稳定的状态。这说明即使可以获得较高的政治好评,地方政府依然会表现出“搭便车”的行为倾向,但不太明显。而社会资本在利润的驱动下始终有较强的违规动机,只不过在地方政府的严格监督、社会的高度参与,以及较大的处罚及声誉损失情况下,其违规行为得到了有效的约束,最终促使其采取遵守规制的行为。

图8 情景4下不同社会参与的演化过程

4 结论与建议

本研究通过应用演化博弈理论以及情景仿真分析方法,对PPP模式下垃圾焚烧发电项目运营规制中地方政府与社会资本的行为路径选择问题进行深入的探讨与分析,结果表明:在利润驱动下,社会资本有较强的动机采取违反规制的行为;社会参与对地方政府与社会资本的行为会产生不同的影响,其对地方政府的行为约束效果要显著高于社会资本,且随着社会参与的增加,地方政府会表现出明显的“搭便车”行为;声誉损失对社会资本的行为约束与社会参与的程度有关,只有在较高的社会参与下,较高的声誉损失能促使其采取遵守规制的行为;在社会参与不高的情况下,较大的问责力度会对地方政府的不严格行为形成一定的约束作用,但是只要地方政府采取不严格行为能够获得较大的私利,其依然有采取该行为的倾向;较高的政治好评能有效激励与引导地方政府采取严格的行为,以及在地方政府的严格监督、社会的高度参与,以及较大的处罚及声誉损失情况下,社会资本的违规行为将得到有效的约束,并采取遵守规制的行为,最终实现(严格,遵守规制)的理想状态。

因此,为提升政府在垃圾焚烧发电项目的运营决策及规制的有效性,对地方政府及社会资本在项目运营规制行为上的监督与约束,以保障PPP模式下垃圾焚烧发电项目的可持续发展,政府应建立建全政绩考核及问责机制。具体措施包括将城市配套基础设施的建设与完善纳入到地方政府的绩效考核体系当中;建立常态化的巡视制度,加大对地方政府垃圾焚烧发电PPP项目的巡视检查,一经发现地方政府的不作为甚至是违纪行为,立即问责,且力度要大。其次,建立建全社会参与监督及市场声誉机制。具体措施包括完善项目信息公开及公众举报渠道,鼓励与支持相关科研机构或非政府组织开展对垃圾焚烧发电项目进行的科学调研;对于违规的社会资本,应及时对其违规行为进行曝光,并建立黑名单制度。