基于演化博弈的装配式建筑激励机制研究——以某项目为例*

李慧敏 蔡 垚 赵春丽

(1 黄河交通学院 河南 焦作 454950)(2 青岛城市学院 山东 青岛 266000)

1 研究概况

1.1 研究背景

当前我国的建筑业一直属于劳动密集型行业,长期以来累积的深层次矛盾越来越突出,粗放型增长模式已难以持续,且劳动力成本不断攀升,需要向新的生产方式转型,因此,建筑预制装配化便是建筑业发展模式转型的重要途径。

近年来,虽然装配式建筑的发展得到了国家的大力支持,但是如何针对不同参与主体,设计出更好的激励机制等一系列问题尚待研究。目前,装配式建筑的效益认知度较低,参与主体更倾向于保护自身利益,未能激发相关利益主体的积极性,离装配式建筑广泛使用还存在一定差距。因此,为了进一步推动装配式建筑健康有序地发展,笔者运用演化博弈方法建立了政府、开发商和消费者三方博弈模型,深入分析某装配式建筑项目博弈主体策略的演化过程,探讨关键参数对演化结果的影响。

1.2 研究内容及方法

笔者采用了文献研究法、博弈论分析法、案例分析法,首先探讨了研究背景以及相关理论基础,然后对该项目的参与主体进行界定和行为分析,运用演化博弈方法建立政府、开发商和消费者三方博弈模型,深入分析某装配式建筑项目博弈主体策略的演化过程,探讨关键参数对演化结果的影响,最后提出一系列合理的对策及建议。

2 相关理论基础

2.1 装配式建筑的概念

装配式建筑是指将构件从预制工厂中生产出来,通过相应的运输方式将其运送到施工地点,再通过可靠的安装方法和安装机械将其组装起来,从而构成了功能完善的建筑物。主要特点有两方面:组成该建筑物的主要部件均为预制的;预制构件连接方法是可靠的。

2.2 演化博弈理论

博弈论是指讨论多人决策中各参与方之间选择战略的相互制约性问题,能反映合作和冲突的两面性,是一种研究带有斗争性质或竞争性质的理论与方法。演化博弈论是将经典博弈论与动态演化过程有机结合的研究方法,其研究对象为特定群体,在假设有限理性的前提下进行探究,揭示了群体行为随时间变化不断学习、模仿、相互博弈,最终达到系统平衡的复杂动态演化过程。

2.3 激励理论

弗洛姆最早提出激励理论,这一理论概括了满足人的多种需要,调动人的积极性所应遵循的原理与方法,指被激励者以一定方式或方法引起内在动力,以推动目标达成的心理过程,目的是唤起个体内在正确的行为动机,调动内在积极性与创造性,以促进个体全面发展。

3 某装配式建筑项目利益相关者识别与参与主体分析

3.1 项目概况

某项目位于河南省郑州市境内,土地总面积40 615 m2、容积率2.0、地上建筑总面积81 218 m2。本项目案例选取了结构和建筑面积较为接近的12号楼和6号楼进行比较。其中12号楼是传统现浇建筑,6号楼为装配式建筑,建筑面积均为11 645 m2。

3.2 利益相关者识别及参与主体界定

本文通过对某装配式建筑项目进行深入研究后,政府、开发商和消费者这三个核心利益主体之间的具体关系,如图1所示。

图1 某装配式建筑项目参与主体关系图

4 某装配式建筑项目参与主体演化博弈分析

4.1 演化博弈模型构建

在对某装配式建筑项目参与主体行为分析的基础上,确定博弈主体的基本假设和参数设置,构建三方的演化博弈模型。

4.1.1 基本假设

假设政府行为选择有“激励”和“不激励”;开发商行为选择有“开发装配式建筑”和“开发传统现浇建筑”;消费者行为选择有“购买装配式建筑”和“不购买装配式建筑”。其中采取激励、开发装配式建筑、购买装配式建筑的概率分别为x、y、z;采取不激励、开发传统现浇建筑、购买传统现浇建筑的概率分别为1-x、1-y、1-z,其中x、y、z∈[0,1]。

4.1.2 参数设置

a0——开发装配式建筑时,政府所能获取的收益;

a1——采取激励,开发装配式建筑时,政府所能获取的附加收益;

a2——采取不激励,开发装配式建筑时,政府所能获取的附加收益;

a3——开发传统现浇建筑时,政府从企业中获取的罚款;

a4——采取激励时,因宣传推广激励机制所需花费的成本;

a5——开发传统现浇建筑时,政府所损失的社会效益;

b0——开发装配式建筑时,开发商所能获取的收益;

b1——开发传统现浇建筑时,开发商所能获取的收益;

b2——开发装配式建筑时,开发商企业形象的提升和品牌得到宣传之后所能获取的附加收益;

b3——开发装配式建筑时,所需花费的成本;

b4——开发传统现浇建筑时,所需花费的成本;

b5——开发装配式建筑与开发传统现浇建筑所需花费的成本差值;

c0——购买装配式建筑时,消费者所能获取的收益;

c1——购买装配式建筑时,所需花费的成本;

c2——购买传统现浇建筑时,消费者所能获取的收益;

c3——购买传统现浇建筑时,所需花费的成本;

c4——购买装配式建筑时,所能获取的补贴额;

u1——政府对开发装配式建筑的开发商进行补贴的优惠额;

u2——政府对购买装配式建筑的消费者进行补贴的优惠额;

4.1.3 三方演化博弈模型

根据上述分析,可以得出政府、开发商和消费者在博弈过程中可以做出的8种行为选择组合,如图2所示。

图2 某装配式建筑项目参与主体博弈树

基于上述参数假设和行为选择组合构建三方的博弈收益矩阵,如表1所示。

表1 三方博弈收益矩阵

4.2 演化博弈模型分析

基于上述收益矩阵,政府在实施“激励”和“不激励”选择时所期望得到的收益分别为Eg1、Eg2,如公式(1)和公式(2)所示。

开发商在采取“开发装配式建筑”和“开发传统现浇建筑”选择时所期望得到的收益分别为Ed1、Ed2,如公式(3)和(4)所示。

消费者采取“购买装配式建筑”和“不购买装配式建筑”选择时所期望得到的收益分别为Eq1、Eq2,如公式(5)和(6)所示。

为确保博弈的参与主体进化稳定,须同时满足以下条件:

解得,当政府、开发商和消费者三者期望收益相等时的均衡值为:

5 结语

通过对三方收益函数的求解可以得出,若使该装配式建筑项目的参与主体行为选择(激励,开发装配式建筑,购买装配式建筑)成立,政府对开发商和消费者的激励强度需同时满足以下两个条件:①b1-b3＜b0+b2-b3-b5+u1(u1＞b1-b3-b0-b2+b3+b5)。即政府对开发装配式建筑的开发商进行补贴的优惠额能够弥补投资建设传统现浇建筑与装配式建筑的收益差额,以及投资建设装配式建筑所花费的额外成本时,开发商就会自主选择投资建设装配式建筑。②c1-c2+c3+u2＞0。即消费者选择购买装配式建筑时,其自身如果能享受足够的财政补贴,可以弥补自己购买装配式建筑所花费的增量成本,会更倾向于选择购买装配式建筑。