基于動態博弈的中國鐵路技術規章管理研究

韓富強， 關忠良， 王小杰， 謝 祥

(1． 北京交通大學 經濟管理學院， 北京 100044； 2. 中國鐵路總公司 科技和信息化部， 北京 100844)

鐵路是國家的經濟命脈。近年來，中國鐵路快速發展，截至2017年底，全國鐵路營業里程已達12.7萬km，其中高速鐵路2.5萬km，占世界高速鐵路總量的66.3%。中國鐵路龐大的路網規模、復雜的路網結構以及大量投入運用的新技術和設備，對鐵路運營管理質量、效率和安全提出更高的整體要求。每一次鐵路技術的重大革新都要求鐵路技術規章進行重大調整，以適應鐵路生產力的發展[1]。此外，2013年鐵道部政企分開，成立了中國鐵路總公司(以下簡稱鐵路總公司)，建立起符合市場經濟、獨立法人的內部管理方式，新型的企業管理模式也對鐵路總公司技術規章管理提出了新的要求。

目前我國鐵路技術規章由鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段三個層面逐級負責管理，基本形成了以鐵路總公司鐵路技術規章制度為核心規章，按照基本技術規章和專業技術規章兩大類對鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段技術規章分類管理的體系(見圖1)。圖中，《技規》《行規》《行細》《站細》《段細》分別指《鐵路技術管理規程》《行車組織規則》《行車組織細則》《車站行車工作細則》《段行車工作細則》。為了滿足專業技術規章管理差異性和專業性的需求，專業技術規章按照規章性質被分為系統規章、單項規章和臨時規章，同時按照專業類別分為車務、工務、供電、車輛、機務、信號、通信、房建、客運、貨運、信息及其他規章。站段技術規章將上級技術規章細化為本段的具體操作的規章制度，不再分類管理[2]。

雖然鐵路技術規章管理已初步形成體系，但問題依舊存在。目前，鐵路技術規章管理存在的問題主要有：

(1) 技術規章體系結構不夠合理。從鐵路總公司層面的技術規章看，有些專業的技術規章繁多，而另外一些專業的技術規章則很少，例如車輛專業有129項技術規章，信息專業僅有3項，客運專業的技術規章甚至沒有；而在鐵路局層面，不同鐵路局的技術規章數量存在較大差異，例如同為高速鐵路和普速鐵路并存的鐵路局，有的鐵路局的技術規章不到200項，而有的高達500余項；這種差異在站段層面更為顯著，例如有的動車段的技術規章多達307項，技術規章少的動車段僅有61項。

(2) 鐵路技術規章管理不夠規范。技術規章文電中還存在不合理的內容，并且很多失效內容未能及時清理。鐵路總公司第1版《鐵路技術管理規程》發布時間較短，仍有一些已經不符合鐵路運輸生產實際需求，原鐵道部期間制定的技術規章，依然作為鐵路技術規章體系的組成部分，并沒有按照鐵路技術規章制度管理相關規定及時進行修訂或清理。臨時技術規章過期或特殊情況下以鐵路電報、信函式公文等形式發布的技術規章未及時修訂。這些規定未嚴格執行，不利于技術規章的有效管理和現場作業人員的貫徹落實。

可見，為適應鐵路運輸組織方式的變化，更好地為鐵路運輸安全生產提供技術保障，鐵路技術規章管理體系需要不斷優化與完善[3-7]。

鐵路技術規章管理的主體分為鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段三個層級，其中，鐵路總公司主要負責技術規章監管，督促鐵路局按要求認真細化技術規章，確保鐵路站段的科學合理地落實執行技術規章。鐵路總公司監管到位，有利于鐵路運輸的安全可靠和鐵路發展的健康穩定，這不僅可以給鐵路總公司帶來直接的經濟效益，還能提升鐵路的社會聲譽和公信力。當然，加強監管勢必造成管理成本的增加。

對于各個鐵路局而言，加強技術規章管理工作是鐵路局進行運輸組織和安全行車的保證，內容復雜，工作量巨大，勢必會耗費大量的人力、物力和財力，當然，加強技術規章管理，減少安全事故發生，對鐵路局而言是最大的收益[8]。

鐵路站段積極落實技術規章離不開各種成本的投入，但是作為基層單位，鐵路站段積極及時細化技術規章，通過技術管理規范性和效率的優化，緩解運能不足、提高速鐵路路運輸安全性，進而提升鐵路運輸的市場競爭力。可以說，鐵路總公司層級監管和鐵路局層級細化的價值都只有在鐵路站段落實技術規章的前提下才能得到實現。如果鐵路站段不認真落實技術規章，意味著安全風險劇增，則鐵路總公司和鐵路局在技術規章管理上就只有支出，而沒有收益。

在鐵路技術規章管理過程中，鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段這三個主體都可以采用積極或消極兩種截然相反的策略，不同策略對應不同的收益，并且不同主體的收益還會受到其他主體策略的影響。可見，鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段在鐵路技術規章管理中有著各自的利益訴求，它們之間存在著博弈關系，并且它們之間的博弈會影響鐵路技術規章管理的落實與執行。因此，研究鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段在鐵路技術規章管理中的利益博弈，有利于鐵路總公司更好地推進鐵路技術規章管理升級。

本文主要應用動態博弈理論，探討鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段在鐵路技術規章管理過程中的利益關系，構造動態博弈模型，對三個鐵路技術規章管理主體各自的行動策略進行分析，研究三個主體的期望收益均衡解，并通過對結果的分析，探尋三個主體積極參與鐵路技術規章管理的條件，從而提出相關建議以促進鐵路技術規章管理的進一步優化。

2 鐵路技術規章管理博弈特性分析

在鐵路技術規章管理中，鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段之間的博弈可以看成是一種上下級關系的博弈過程，往往呈現出功利性、本能性、組團性等行為特征[9]。

(1) 功利性選擇。在規章制定執行的過程中，鐵路總公司、鐵路局和站段都會傾向于選擇付出成本最小而收益最大的對自己最有利的一種行為策略，這可能造成鐵路技術規章管理存在一定的功利性色彩。當嚴格按照要求落實能帶來切實的好處或利益時，各參與主體執行落實技術規章的積極性與落實質量就高；反之，落實積極性和質量就會受到影響。即當監管嚴格能帶來快速收益時，鐵路總公司加強監管的意愿會提升，鐵路局和鐵路站段也更愿意積極細化落實技術規章；但是當付出的成本較高或收效較小時，就容易出現消極怠工與上級“討價還價”的現象。

(2) 本能性推責。鐵路管理最為關心安全運營，為避免事故追責，在技術規章的制定上都會充分考慮自己利益。鐵路總公司在制定技術規章時，鐵路局和站段在細化補充、嚴格落實時，往往會多考慮自身利益。不管是鐵路總公司還是鐵路局、站段，當加強管理、認真細化獲得的收益小于付出成本時，出于維護自身利益的考慮，常常會以各種理由為自己的執行欠缺尋找借口，本能地對要求執行的工作任務產生抵觸心理。這種推責主要表現鐵路局層面，由于存在鐵路總公司制定要求時可能以行政命令或強行攤派，未充分考慮鐵路局的實際承受能力，鐵路局就常常會以成本太高、無法實現等為由推脫甚至拒不執行。

(3) 組團性較量。鐵路局或鐵路站段即使對上級的決策不滿意，也少有單個鐵路局或鐵路站段會選擇直接對抗的方式。如果將多個對上級政策持不同意見的單位聯合起來，獲勝的可能就大大增加。以鐵路總公司和鐵路局之間的關系為例，鐵路總公司的決策如果與實際情況差距較大時，多個鐵路局就會暗自團結起來與鐵路總公司進行博弈，既不拒絕抵抗也不執行落實，迫使鐵路總公司收回或者改善已有的決策，通過雙方博弈，進而影響鐵路技術規章的制定。也要堅決警惕鐵路總公司的正確決策被所謂的“民意”綁架。

鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段各方應充分考慮各自需求，有利于三方達成共識，同心協力，推動鐵路技術規章管理進一步提升。當然，如果鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段間的博弈行為嚴重到一定程度，就會演變為一種內耗，將阻礙鐵路技術規章發揮實際管理效力，造成責任懸空的情形。

3 鐵路技術規章管理博弈模型構建

博弈論研究的是公式化的激勵結構間的相互作用，是一種研究具有斗爭或競爭性質現象的數學理論和方法。動態博弈是指博弈過程中參與人的行動有先后順序，后行動者可在觀察到先行動者的行為后，再做出相應選擇，博弈中各參與主體的利益支付受多階段博弈結果的影響[10-11]，動態博弈可用于政策制訂與實施過程中利益相關者間的博弈研究[12-15]。動態博弈由多個階段組成，參與主體多個，收益函數是多元表達式，并且某主體在一個階段的最優決策可能在下一階段就不再是最優選擇，因此動態博弈求解比較復雜，常采用逆向歸納算法，即從最后一個階段的博弈開始分析，以該階段參與主體收益最大為最優選擇，再依次往前一個階段類推，直至博弈的最初階段，從而得到整個動態博弈的均衡解。

鐵路總公司、鐵路局和鐵路站段的鐵路規章管理動態博弈模型將采用博弈樹進行描述，采用逆向歸納算法進行求解。

3.1 模型假設

(1) 假設市場信息是完全公開的，即鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段能夠完全了解彼此特征的差異、戰略選擇空間和收益支付函數的不同。

(2) 假設鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段等博弈參與主體均為“理性經濟人”，在技術規章管理博弈各階段的行為都是以利己為動機的，力圖用最小代價追逐并獲得自身最大的利益[16]。

(3) 假設鐵路總公司加強監管需要增加成本C1；鐵路運輸因此帶來的經濟效益和社會效益總和記為R1，此時鐵路局從鐵路總公司可分配到的收益為R2；如果鐵路運輸出現安全問題，假設鐵路總公司的經濟效益和社會效益損失合計為L1，鐵路局需要向總公司交納事故罰金，記為L2(L1>R1，L1>L2)；當發生安全事故時，如果鐵路總公司通過監管發現鐵路局沒有認真細化，總公司將對鐵路局進行額外處罰，從鐵路局獲得管理罰金αC2(α為懲罰因子，α<1)；當鐵路站段將技術規章落實到位時，意味著鐵路運輸將保持較高的安全效率，從而帶來客貨運量的增加，這能夠為鐵路總公司增加收益Q1，而鐵路局也能因此增加收益Q2(Q1>Q2)。

(4) 假設鐵路局認真細化并執行總公司的各項技術規章，管理成本將增加C2；如果鐵路局簡單執行總公司的技術規章，雖然不會增加管理成本，但又會導致安全隱患發生可能性的增大，所以，這種簡單執行的行為一旦被鐵路總公司監管發現，鐵路局將受到管理懲罰，管理罰金為αC2；當鐵路運輸安全穩定時，鐵路局可以從鐵路總公司獲得收益R2，同時分配收益R3給鐵路站段；而鐵路運輸安全出現事故時，鐵路局繳納給鐵路總公司的事故罰金L2，此時鐵路站段會因此連帶向鐵路局繳納事故罰金L3(L2>R2，L2>L3)；鐵路局若認真執行后發現站段沒有細化落實，將對鐵路站段進行管理懲罰，管理罰金βC3(β為懲罰因子，β<1)；當鐵路站段將技術規章落實到位時，意味著鐵路運輸保持較高的安全效率，客貨運量增加，鐵路局將從鐵路總公司獲得收益Q2，并分配給鐵路站段Q3(Q2>Q3)。

(5) 假設鐵路站段貫徹執行科學合理的技術規章，需要增加成本C3，以提高站段的設備使用率和管理規范性；當鐵路局認真細化技術規章后，鐵路站段卻沒有認真落實，則鐵路運輸效率降低，安全成本提高，鐵路局對站段進行管理懲罰，管理罰金記為βC3；當鐵路運輸安全穩定時，鐵路站段從鐵路局獲得的收益為R3；而出現安全事故時，鐵路站段接受鐵路局處罰L3(L3>R3)；當鐵路站段落實技術規章到位時，因客貨運量增加，鐵路站段將從鐵路局增加收益Q3。

(6)假設存在成本下移現象，即當鐵路總公司放松監管，而鐵路局認真細化時，鐵路總公司的監管成本會下移到鐵路局，鐵路局的管理成本增加為(C1+C2)；當鐵路總公司加強監管，而鐵路局是簡單執行時，站段想要落實執行到位，則鐵路局的成本C2就會下移到站段，站段的管理成本增為(C2+C3)；當鐵路總公司放松監管，而鐵路局也是簡單執行時，此時站段還想將技術規章落實到位，則鐵路總公司和鐵路局的管理成本都將下移到站段，此時站段的管理成本為(C1+C2+C3)。

(7) 假設鐵路安全運輸概率為

式中：0

鐵路技術規章管理的實施過程就是一個多主體參與的多階段動態博弈過程，鐵路總公司可以選擇加強監管或放松監管行為，鐵路局可以選擇認真細化或簡單執行行為，而鐵路站段可以選擇的是落實或不落實行為，三個參與主體按照先后順序選擇各自行為，通過博弈并最終實現三方均衡。

3.2 模型構建

鐵路規章管理動態博弈模型屬于完全信息動態博弈模型，具體內容如下：

(1) 參與主體：鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段。

(2) 主體行為的順序：假設為鐵路總公司—鐵路局—鐵路站段。

(3) 假設參與主體的行為及其選擇概率見表1，其中0

表1 參與主體的行為及選擇概率表

構建鐵路規章管理動態博弈樹模型，見圖2，分析鐵路規章管理動態博弈參與主體的效益函數。

該動態博弈模型共有兩種情景：運輸安全穩定和安全出現問題，每種情景都會產生8種行為組合策略，分別用節點1到節點16表示，按照(鐵路總公司、鐵路局、鐵路站段)的順序，各行為策略組合及其支付向量如表2和表3所示，其中，支付向量記為Si=(Si1，Si2，Si3)，i=1，2,…，16。

表2 運輸安全穩定情景下行為策略組合和支付向量表

表3 出現安全問題情景下行為策略組合和支付向量表

4 博弈策略分析

4.1 博弈模型求解

通過博弈樹和支付向量分析，可以解出動態博弈均衡解，下面分別對均衡解進行分析：

為簡化運算，將各行動策略組合的概率記作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 鐵路站段的期望收益均衡解

鐵路站段的期望收益均衡解Y3為

( 9 )

0

(10)

求鐵路站段的期望收益Y3的最大值，需對式( 9 )求鐵路站段選擇落實行為的概率P3的一階導數，且令其等于零。

求解結果為

P1=1-

(11)

4.1.2 鐵路局的期望收益均衡解

鐵路局的期望收益均衡解Y2為

(12)

0

(13)

求鐵路局的期望收益Y2的最大值，需對式(12)求鐵路局選擇認真細化行為的概率P2的一階導數，并令其等于零。

求解結果為

P1(C1+αC2)+

(1-P3)×βC3-(C1+C2)=0

(14)

4.1.3 鐵路總公司的期望收益均衡解

鐵路總公司的期望收益均衡解Y1為

(15)

0

(16)

求鐵路總公司的期望收益Y1的最大值，需對式(15)求鐵路總公司選擇加強監管行為的概率P1的一階導數，并令其等于零。

求解結果為

P2=1+

(17)

4.2 結果分析

(1)P1=1-

P1與β、C1、(R3+L3)、Q3成反比；C1為鐵路總公司選擇加強監管行為的新增成本；R3為鐵路站段在鐵路運輸安全穩定時的收益；L3為鐵路站段因鐵路運輸發生安全事故收到的處罰；Q3為鐵路站段因技術規章落實執行到位帶來客貨運量增加而從鐵路局分配到的收益。這說明鐵路局對站段的懲罰力度越大，鐵路總公司的管理壓力越小，總公司更傾向于適當減少監管力度，選擇放松監管行為；當鐵路總公司管理成本比較高時，受預算制約，鐵路總公司的高強度監管難以持久，監管力度會逐漸減弱；當R3、L3、Q3較大時，鐵路站段選擇落實行為的可能性會大大提高，鐵路總公司也會隨之傾向于選擇放松監管來減少成本。

P3與C1、C2、C3成反比，說明不論哪個層級的管理成本過高，最終都會影響鐵路站段認真落實技術規章的積極性，影響整個技術規章管理系統的健康運轉。

(3)

P2和C1成反比，說明當鐵路總公司的管理成本越高時，鐵路局認為鐵路總公司加強管理的可能性較小，可能會傾向于選擇簡單執行行為，應付了事。

5 結論

通過以上分析，為了保障鐵路運輸的安全，提升鐵路運輸的整體收益，需要加強鐵路技術規章的科學制定和認真落實，可以從以下三方面入手：

(1) 鐵路局的認真細化和站段的嚴格落實是保證鐵路運輸安全的關鍵。從動態博弈分析結果可知，鐵路局認真細化、站段嚴格落實有利于提高速鐵路路總公司的整體效益，減輕其監管壓力。鐵路站段是鐵路運輸的執行單位，對運輸安全承擔直接責任，所以鐵路站段必須落實好技術規章的每個細節，保障鐵路運輸的安全穩定；同時，站段嚴格落實技術規章，還能夠提升運輸服務水平、控制運輸成本、增強運輸能力，并最終提高速鐵路路總公司的整體收益。

(2) 建立合理的獎懲機制是維持制度高效運轉的保障。從完善管理制度入手，明確工作程序、管理標準、作業標準等建設，強化獎勵機制，對優秀單位進行較大數額的獎勵，可大大提高速鐵路路局、鐵路站段的工作積極性。同時懲罰機制也應加強，促使參與鐵路運輸的所有人時刻保持警惕，這有利于減少因人為因素引起的鐵路安全隱患，保障鐵路運輸安全穩定可持續發展。

(3) 建立科學合理的技術規章體系可降低成本、提升效率。鐵路運輸企業應深化改革，通過采用先進設備工藝，優化作業程序，可減輕各單位的作業負擔，改善服務水平、降低管理成本，這樣既可提高執行規章的積極性，還可大幅提高運輸效益。