基于合作博弈模型的礦產資源開發利用合作策略研究?

呂 波蘆翠杰王盼河

(1.山西博韜投資有限公司,山西省太原市,030031; 2.中國礦業大學(北京)管理學院,北京市海淀區,100083)

基于合作博弈模型的礦產資源開發利用合作策略研究?

呂 波1蘆翠杰2王盼河2

(1.山西博韜投資有限公司,山西省太原市,030031; 2.中國礦業大學(北京)管理學院,北京市海淀區,100083)

在概括我國礦產資源開發利用合作機制現狀的基礎上,識別礦產資源開發利用主體之間的收益分配矛盾,然后基于開展Shapley值法的礦產資源開發利用收益分配研究,最后以Shapley值法應用進行算例分析。

收益分配 Shapley值法 算例分析

1 礦產資源開發利用合作機制現狀與矛盾

我國礦產資源開發利用合作機制主要表現為一種多層級的委托—代理關系。在礦產資源開發利用過程中,這種委托—代理關系中各主體利益訴求并不相同。由于不同的利益訴求,它們在合作過程中,也表現出不同的矛盾與問題。

1.1 我國礦產資源開發利用的收益分配主體

所謂收益分配主體是指在某種前提條件下獲得相應份額利益的社會群體或團體,主要有礦產資源所有者——中央政府、礦產資源管理者——地方政府、礦產資源經營者——礦業企業、礦業職工、礦區居民。在礦產資源開發利用收益分配中,各主體之間的關系主要是由礦產資源開發利用過程中所涉及經濟利益之間的利害關系所決定的,見圖1。

圖1 礦產資源開發利用收益分配主體間的關系示意圖

1.2 各收益分配主體之間的矛盾

礦產資源開發利用各主體的利益結構表現為經濟利益、社會利益、政治利益、生態利益的組合,見表1。各收益主體具有不同的利益偏好排序組合,核心利益不一致以及利益偏好排序組合差異,使收益主體在利益追求過程中發生利益沖突,產生利益矛盾。

表1 礦產資源開發利用收益主體利益結構表

2 基于Shapley值法的礦產資源開發利用策略研究

收益分配問題是礦產資源開發利用及運作管理中一個敏感而復雜的問題,礦產資源開發利用主體之間的收益分配是造成矛盾沖突的關鍵所在,因此如何進行各方主體之間的合作與收益分配,以確保各主體方的合作與目標達成,成為各方主體聯盟組成和運行的一個關鍵問題。

Shapley值法是礦產資源開發利用合作收益分配研究很好的選擇。Shapley值作為合作博弈理論中的重要概念,它用數學的方法來解決多方合作的收益分配問題。通過合作各主體對合作聯盟的貢獻大小,衡量成員在合作中的重要性,應用Shapley值法將合作收益在各方之間進行分配。

下面本文將從Shapley值法出發,基于中央政府、地方政府、礦業企業、礦區居民四方主體,開展基于Shapley值法的礦產資源開發利用策略研究。

2.1 礦產資源開發利用利益分配的方法——Shapley值法

假設n個合作成員組成的聯盟為集合N＝{1,2,…n} ,根據各利益相關主體的在礦產資源開發利用中貢獻大小的重要程度,本文對礦產資源開發利用收益的分配主要采用Shapley值法,主要是因為其更為客觀合理,從集體的利益出發。在求解Shapley值時,首先應滿足如下公理:

(1)對稱性原理:若博弈中的兩個局中人相互替代,不影響最終結果。即對任意置換π和i∈N,有:

(2)若博弈中的某局中人加入聯盟后未使得聯盟的財富增加,則該局中人的財富為零。即:

(3)協同原理:所有成員所創造的的價值之和等于v(N),v(N)是聯盟的總財富。則:

(4)可分可加性原理:兩個博弈之和的值等于兩個博弈值之和,對任給的兩個博弈u和v,有:

聯盟的分配方案向量為?(v)＝則存在唯一的Shapley值?(v),有:

2.2 基于Shapley值法的算例分析

2.2.1 模型假設

(1)礦產資源開發利用過程中,有中央政府、地方政府、礦業企業、礦區居民四方主體N＝{1,2,3,4},合作過程中,各主體分別會獲得各自的收益,同時,所獲收益滿足可轉移支付條件。

(2)每個主體可以單獨進行,也可與其他主體合作進行,只是成本較高。即滿足超可加性。

(3)1個主體或2個主體合作、3個主體合作以及4個主體合作的情況下其收益如表2所示。

表2 合作收益分配表

合作收益分配表2中,凈收益6表示6個單位,4表示4個單位等,表中的凈收益值滿足假設條件1和條件2,即凈收益滿足可轉移支付條件和超可加性。

2.2.2 利益分配過程

用Shapley值法合理分配中央政府、地方政府、礦業企業、礦區居民四方主體之間合作收益。

表3 ?1(v)的計算

表4 ?2(v)的計算

表5 ?3(v)的計算

表6 ?4(v)的計算

表7 非合作與合作的對照

?1(v)、?2(v)、?3(v)和?4(v)的計算結果分別見表3、表4、表5、表6,非合作與合作的對照情況見表7,通過表7中非合作收益一欄可知,主體1、主體2、主體3、主體4在任何兩方都不合作情況下,各自的收益分別為6、4、8、2;合作收益一欄表示4個主體在四方共同合作情況下各自的收益情況,可知主體1、主體2、主體3、主體4各自的收益分別為15、14.33、17.33、12;收益變動幅度一欄表示合作情況下收益水平相對于非合作情況下收益水平的變動幅度,可知主體1、主體2、主體3、主體4各自的變動幅度分別為＋150%、＋258.25%、＋116.63%、＋500%。

3 結論

(1)通過中央政府、地方政府、礦業企業、礦區居民四方主體之間的合作,可以提高整體效益,即v({1,2,3,4})＞v({1})＋v({2})＋v({3})＋v({4}),驗證了假設條件中的超可加性。即四方合作比四方主體在任何兩方均不合作的情況下更有利。

(2)通過非合作收益與合作收益的對比可知,中央政府、地方政府、礦業企業、礦區居民四方主體共同合作能明顯提高各自的收益,并且各自收益的增長幅度均較大。

(3)以Shapley值法作為各主體合作利益分配的依據,既與平均分配不同,也與按非合作收益的比例分配不同。Shapley值反映了各個主體在集體中的重要程度,基于Shapley值法可以分析各個主體對總體的貢獻,根據各自的貢獻大小分配各自在合作過程中應有的收益,從而使分配方法更加科學、有效,這對礦產資源開發利用過程中合作利益分配有一定的理論指導意義。各有關部門及相關主體可在具體實踐過程中可以更多的借鑒這種模型化、量化的方法進行合作利益分配,減少經驗型的分配方法。

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Study on the development and utilization of mineral resources cooperation strategy based on cooperation game model

Lv Bo1,Lu Cuijie2,Wang Panhe2
(1.Shanxi Botao Investment Limited Corporation,Taiyuan,Shanxi 030031,China; 2.China University of Mining and Technology,Beijing,Haidian,Beijing 100083,China)

This paper identified the income distribution conflicts of different mineral resources development and utilization subjects,based on the understanding of the mineral resources utilization cooperative mechanism status.Then the author proposed the study on the profit distribution of mineral resources based on Shapley value method,and finally applied it to numerical example analysis.

income distribution,Shapley value method,example analysis

TD－9

A

呂波(1973－),男,山西省陽泉市平定縣人,山西博韜投資有限公司董事長,工商管理碩士,博士研究生在讀,從事資源開發與規劃的研究。

(責任編輯 張大鵬)

國家科技支撐計劃項目(2013BAH12F04),天地科技工藝技術創新項目(KJ－2013－TDHT－01)