政府和施工企業在建筑廢棄物資源化管理中的演化博弈研究

胡婭莎 馬慧民

摘 要：通過建立建筑廢棄物資源化利用過程中政府與施工企業的演化博弈模型，并對復制動態方程和演化穩定性的推導分析得到9種不同情況下的政府與施工企業資源化利用行為的策略選擇。運用數值仿真演示不同參數變化時對演化結果和演化路徑的影響，分析9種因素對策略選擇的影響，結果表明增大施工企業資源化利用收益，降低花費成本，增大名譽損失有利于施工企業資源化利用建筑廢棄物，增大政府積極監管獲得的正向激勵，增大政府不作為聲譽損失，降低政府監管成本，將會促進政府部門選擇積極監督。因此，必須同時針對政府和企業設計合理的激勵和約束機制，引導兩者向合理的目標邁進。

關鍵詞：演化博弈；建筑廢棄物；資源化利用；政府監督；演化路徑

中圖分類號：F 283 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2018）05-0575-09

Abstract：Through the establishment of evolutionary game model of government and construction enterprises in the process of resource utilization of construction waste，and through the deduction and analysis of replication dynamic equation and evolutionary stability，this paper obtained the strategy selection of government and construction enterprise resource utilization in nine different situations.The influence of nine factors on strategy selection was analyzed by numerical simulation.The results show that increasing the benefit of construction enterprises in resource utilization and reducing the cost and increasing the loss of reputation are beneficial to the construction Utilization of construction waste by enterprises.Increasing the positive incentives the government actively regulates，increasing loss of government reputation and reducing government supervision costs will encourage government departments to choose to actively monitor.Therefore，a reasonable incentive and restraint mechanism for the government and enterprises must be designed to guide the two to a reasonable goal.

Key words：evolutionary game；construction waste；resource utilization；government supervision；evolution path

0 引 言

隨著我國城鎮化進程的不斷推進，建筑拆遷和房屋裝修等活動產生的建筑垃圾日益增長，對資源和環境帶來了越來越重的壓力。大部分建筑垃圾未經處理，就運往郊外或者農村進行露天存放或者直接填埋[1]。建筑廢棄物的控制和管理是當今世界的主要問題之一，而建筑廢棄物管理仍處于一種不成熟的監管環境中[2-11]。在建筑廢棄物的產生到處理過程中，涉及到多個利益主體，施工企業是建筑廢棄物產生的責任主體，而政府管理部門是建筑廢棄物資源化的責任主體。研究表明，建筑廢棄物資源化利用的順利實施需要各利益主體協調配合、有效聯動，形成廢棄物資源化利用的閉合回路[12]。

范正國認為建筑廢棄物的資源化管理是一個系統工程，涉及到產生，運輸，處理和再利用的各個層面，既需要積極的企業行為和市場運作，又需要政府部門的協調統一[13]。王明超和郭強通過分析北京市建筑廢棄物的處理現狀提出了政府應該通過項目示范，強化管理，大力扶持建筑廢棄物資源化再生產和發展，鼓勵再生產品的使用[14]。林葉和胡鳴明通過分析建筑廢棄物資源回收產業主體之間信息不對稱的主要表現，揭示了信息不對稱對建筑廢棄物資源回收產業造成的不利影響，提出了政府部門在綠色產業發展中的重要作用，應建立和完善建筑廢棄物流向監控以及法律法規[15]。葉曉甦和石世英在界定建筑垃圾資源化利益相關者的基礎上，結合對重慶的實證調研信息，運用成本效益分析法分析核算利益相關者在建筑垃圾不同處置方式的成本和效益。結果表明：資源化是政府和社會公眾獲得較大凈收益的處置方式[16]。胡鳴明和何瓊以重慶為例，通過專家訪談和實地調研，對4種典型的建筑垃圾處理路線的直接成本和外部成本進行測算，結果表明：現場資源化成本最低，將成為未來建筑垃圾處理的方向。當前建筑垃圾管理轉型的成敗，取決于嚴格執法和資源化市場是否到位[17]。劉景礦以廣州市為例，建立了建筑廢棄物管理成本-效益分析的一種系統動力學模型，并分別從承包商和社會的角度對建筑廢棄物全過程處理的成本和收益進行分析，仿真模擬經濟補貼和罰款正反2種經濟措施對承包商和社會的成本收益影響，提出了我國政府應采取“罰，補”相結合的策略，有針對處理建筑廢棄物管理問題[18]。楊香傳通過對城市固體廢棄物物流運營的問題進行描述，建立政府、企業、社會民眾的三方博弈模型，討論其利益均衡關系[19]。袁紅平基于演化博弈論建立模型，分析了在政府干預和政府不干預的情況下，建筑廢棄物資源化中施工企業與建材生產企業的決策演化過程及穩定策略，發現雙方合作的力度對政府干預政策的依賴度較大[20]。

建筑廢棄物的資源化管理是一個復雜的系統工程，需要政府監管部門和施工企業的協調配合。但現有的文獻只是針對建筑廢棄物的回收處理現狀進行少量的調研或者對于施工企業以及政府部門單獨進行研究，并未對施工企業和政府將部門的交互行為進行研究；施工企業和政府監管部門都僅僅具有有限理性，未來自身利益的最大化會選擇利我的行為，行為的選擇會導致整個系統朝著不同的均衡狀態演化[21]。鑒于此，文中通過構建政府監管部門與施工企業的演化博弈模型，分析資源化利用過程中政府監管部門和施工企業的策略選擇和決策演化。

1 模型構建

模型構建涉及到2個有限理性的博弈方：政府監管部門群體和施工企業群體。每次博弈都是政府監管部門和施工企業中隨機挑選一個成員進行策略選擇，假設施工企業群體的行動集為（實施建筑廢棄物資源化利用，直接填埋），政府監管部門群體的行動集為（積極監督，消極監督）。

假設1：采取積極監督措施的政府監管部門的比例為x，采取消極監督的政府監管部門比例為1-x；實施建筑廢棄物資源化利用的施工企業的比例為y，將建筑廢棄物進行直接填埋的施工企業的比例為1-y.施工企業實施資源化利用需要更新設備進行分類分揀廢棄物所花費的成本為C1，施工企業直接進行填埋花費的人力成本為C2，施工企業直接填埋或者露天存放將會引起民眾的不滿，因此遭受到聲譽的損失為F2，施工企業實施資源化利用將會獲得收益，收益包括通過分類分揀獲得的可二次利用的廢料設為r.

假設2：如果政府選擇積極監管，則施工企業直接填埋建筑廢棄物造成環境污染一定會被政府監管機構查出，違法的施工企業需要繳納罰金F1，選擇積極監管的政府部門就會獲得上級部門的正向激勵以及民眾對于政府工作的認可S，政府部門選擇監管還將花費監管成本為CS，如果施工企業選擇實施建筑廢棄物資源化利用策略，政府將給予實施資源化利用的企業獎勵U，同時施工企業通過實施建筑廢棄物資源化利用，政府還將獲得額外的環境效益S1.

假設3：如果政府選擇消極監管，則施工企業選擇直接填埋建筑廢棄物造成環境污染將不會被政府部門查出，但是政府部門選擇不監督將會得到來自社會大眾的負面評價為S2，S2包括民眾對政府部門的信任。

基于以上假設。政府部門的收益為：當政府選擇監督，施工企業選擇資源化利用時政府將給予獎勵，此時政府的收益為S+S1-U-CS，當政府選擇監督，施工企業直接填埋廢棄物被政府監督機構查出并且繳納罰金，此時政府的收益S+F1-CS，當政府選擇不監督，施工企業選擇資源化利用時，政府收益為S1-S2，施工企業選擇直接填埋時，政府收益為-S2.施工企業的收益為：當政府選擇監督，施工企業選擇資源化利用時，施工企業將會獲得政府的獎勵，此時施工企業的收益為r-C1+U，當政府選擇監督，施工企業直接填埋，施工企業將會受到政府的懲罰以及名譽的損失，此時施工企業的收益為-C2-F1-F2.當政府選擇不監督時，選擇資源化利用的施工企業收益為r-C1.當政府選擇不監督時，選擇直接填埋的施工企業會引起民眾的不滿遭受聲譽的損失，此時施工企業收益為-C2-F2.

綜上，可以得到政府官員和施工企業在不同行為選擇下的收益矩陣見表1.

2 結果討論

下面運用Matlab進行演化仿真研究，進一步分析不同參數取值變化下政府部門和施工企業的策略選擇 1）當S+F1-CS<-S2且-C2-F1-F2>r-C1+U時，系統有演化穩定策略ESS為（0，0）對應的演化穩定策略為（政府消極監管，施工企業直接填埋建筑廢棄物），假設S=0.5，S1=0.5，F1=0.5，CS=3，S2=1，F2=0.5，C1=4，r=0.5，U=0.5，C2=0.5仿真得到圖1以及圖2.①在政府方面，當施工企業選擇直接填埋或者資源化利用時，政府選擇積極監督的收益部門小于政府部門不監督的收益；②在企業方面，無論政府積極監督或消極監督，施工企業選擇直接填埋建筑廢棄物的收益大于施工企業資源化利用的收益。政府部門的行為將會趨于消極監管，選擇消極監管對于政府部門來說是成本最低的選擇，施工企業直接填埋建筑廢棄物受到的懲罰和損失很小，因此政府選擇消極監管，施工企業選擇直接填埋建筑廢棄物。

2）當S+F1-CS<-S2且-C2-F1-F2r-C1時，系統演化穩定策略ESS為（0，0）對應的演化穩定策略為（政府消極監管，施工企業直接填埋建筑廢棄物），假設

S=0.5，S1=0.5，F1=1，CS=3，S2=1，F2=2，C1=4，r=0.5，U=0.5，C2=0.5仿真得到圖3以及圖4.①在政府部門方面，無論施工企業選擇直接填埋或者資源化利用時，政府部門選擇積極監督的收益小于政府部門消極監督的收益，因此政府部門將會選擇消極監督；②在施工企業方面，由于政府選擇趨于消極監督，施工企業在政府選擇消極監督時，直接填埋建筑廢棄物的收益大于施工企業資源化利用的收益，因此施工企業選擇直接填埋建筑廢棄物。政府部門由于收益小而趨于監管失職，施工企業受到的名譽和政府的懲罰較大選擇直接填埋建筑廢棄物。

仿真得到圖5以及圖6.①在政府部門方面，無論施工企業選擇資源化利用還是直接填埋，政府部門選擇積極監督的收益小于政府部門消極監督的收益，因此政府部門將會選擇消極監督；②在企業方面，無論政府積極監督還是消極監督，施工企業選擇資源化利用建筑廢棄物的收益大于施工企業直接填埋的收益。政府由于激勵收益較小選擇消極監管，施工企業由于直接填埋造成環境破壞，名譽受到嚴重的損失，影響施工企業的形象，雖然政府部門選擇消極監管，但是施工企業仍全部趨于資源化利用建筑廢棄物，這說明當施工企業對環境造成破壞造成負面評價時，即便政府部門不監督，施工企業也會選擇對建筑廢棄物進行處置和利用。

仿真得到圖7以及圖8.①在企業方面，無論政府選擇積極監督還是消極監督，施工企業資源化收益大于施工企業直接填埋收益，因此施工企業選擇資源化利用建筑廢棄物；②在政府部門方面，由于施工企業選擇資源化利用廢棄物，此時政府選擇積極監督的收益小于政府消極監督的收益。雖然政府獲得的激勵收益要比第三種情況要大，但政府由于激勵資源化利用的施工企業仍需要花費較多費用因此選擇趨于消極監督，施工企業由于名譽上的嚴重受損選擇資源化利用建筑廢棄物減少對環境的破壞。

仿真得到圖11以及圖12.①在政府方面，無論施工企業選擇資源化利用或者直接填埋，政府積極監督的收益大于政府消極監督的收益，政府部門將會選擇積極監督；②在企業方面，無論政府積極監管還是消極監管，施工企業直接填埋的收益大于施工企業資源化利用收益。企業由于遭受的懲罰較小而資源化利用所需成本較大，選擇直接填埋建筑廢棄物。政府在考慮企業的選擇后更趨于積極監管，以罰款和獎勵的形式鼓勵企業選擇資源化利用。

仿真得到圖13以及圖14.①在政府部門方面，無論施工企業資源化利用或直接填埋，政府部門選擇積極監督的收益大于消極監督的收益，政府部門將會選擇積極監督；②在企業方面，當政府部門選擇積極監督時，施工企業直接填埋建筑廢棄物的收益小于資源化利用的收益，施工企業將會選擇資源化利用廢棄物。由于政府懲罰和來自公眾的名譽損失過大，選擇直接填埋的施工企業將趨于選擇資源化利用而政府部門將由于獲得上級獎勵較大而趨于積極監管，這意味著面對政府對資源化利用的積極鼓勵和民眾對直接填埋廢棄物造成環境破壞的反對，施工企業必然會選擇資源化利用。

仿真得到圖15以及圖16.

①在政府部門方面，無論施工企業資源化利用或直接填埋，政府部門選擇積極監督收益大于消極監督的收益，政府部門將會選擇積極監督；②在企業方面，無論政府積極監督還是消極監督，施工企業直接填埋的收益小于資源化利用的收益，施工企業都會選擇資源化利用。施工企業由于直接填埋造成環境破壞，名譽受到嚴重的損失，影響施工企業的形象，將會選擇資源化利用。

仿真得到圖17以及圖18.①在企業方面，政府積極監督時，施工企業資源化利用建筑廢棄物的收益大于直接填埋的收益，施工企業將會選擇資源化利用，政府消極監督時，施工企業選擇直接填埋；②在政府方面，施工企業資源化利用時，政府消極監督的收益大于政府積極監督的收益，因此政府選擇消極監督。施工企業直接填埋時，政府選擇積極監督。此時，政府和施工企業都處于周期動蕩狀態，不存在一個穩定的策略。最初，政府選擇積極監管，施工企業考慮到政府積極鼓勵資源化利用，并考慮到直接填埋會遭受公眾指責，對環境造成損害還會遭受政府懲罰，因此企業選擇資源化利用，政府選擇消極監管時，施工企業因為政府消極監管，存在僥幸心理，將會選擇直接填埋。臨界值x*=r-C1+C2+F2U+F1，y*=S+F1-CS+S2U+F1.將進化博弈相位圖劃分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ4個區域，初始狀態落在區域Ⅰ時，博弈收斂于（0，0），初始狀態落在區域Ⅱ時，博弈收斂于（0，1），初始狀態落在區域Ⅲ時，博弈收斂于（1，0），初始狀態落在區域Ⅳ時，博弈收斂于（1，1）。區域Ⅲ和Ⅳ的面積越大，政府傾向于選擇監督；區域Ⅱ和Ⅳ的面積越大，企業傾向于資源化利用。

應盡量降低x*的值，以增大區域Ⅱ和Ⅳ的面積。增大施工企業資源化利用收益r，降低施工企業資源化利用花費成本C1，增加C2，增加施工企業獎勵U，增加施工企業直接填埋建筑廢棄物造成的環境損失懲罰F1，增加施工企業直接填埋名譽損失F2，都有利于π1=r-C1+U+C2+F1+F2>0.增大r，降低C1，增加C2，增加F2，都有利于降低x*的值。可見，施工企業資源化收益越高，花費成本越低，施工企業直接填埋的成本越高，將會促進施工企業向資源化利用方向演化；政府在一定程度上給予資源化利用企業獎勵，并對直接填埋的企業進行懲罰，以及施工企業直接填埋環境受損越大，將會促進施工企業向資源化利用方向演化。

4 結 語

文中在有限理性條件下，將演化博弈方法運用到建筑廢棄物資源化管理過程中，通過建立政府與施工企業的演化博弈模型，通過求解復制動態方程和演化穩定策略，并進行仿真分析了政府監管行為與企業資源化利用行為的演化過程，研究結果表明在政府與施工企業的博弈過程中，對于政府來說，提高施工企業直接填埋造成環境污染的罰款力度是有效的措施，從源頭上解決建筑廢棄物直接填埋或者露天存放造成的環境污染問題。通過提高政府積極監管獲得的獎勵以及加強對于環境政府部門執法的技術支持，來降低政府積極監管花費的成本也有利于政府積極監管。由于信息不對稱，企業對于資源化廢棄物帶來的潛在收益可能沒有充分的認識，政府可以加大宣傳資源化利用廢棄物節約成本，保護環境的重要意義。

對于企業來說，如果政府提高對于施工企業資源化利用建筑廢棄物的補貼和獎勵以及施工企業資源化利用獲得的收益遠遠高于更新設備花費的成本時，施工企業選擇資源化利用的積極性將會大大提高，并且施工企業能認識到進行資源化利用有更高的利潤空間時，施工企業將會自發選擇資源化利用建筑廢棄物。

參考文獻：

[1] 蒲云輝，唐嘉陵.日本建筑垃圾資源化對我國的啟示[J].施工技術，2012，41（21）：43-45.

[2] Solis-Guzman J，Marrero M，Montes-Delgado M，et al.A spanish model for quantification and management of construction waste[J].Waste Management，2009（09）：2542-2548.

[3] Begum R，Siwar C，Pereira J，et al.A benefit cost analysis on the economic feasibility of construction waste minimization：The case of Malaysia[J].Resources Conservation and Recycling，2006（07）：86-98.

[4] Li J，Zuo J，Cai H，et al.Construction waste reduction behavior of contractor employees：An extended theory of planned behavior model approach[J].Journal of Cleaner Production，2018，172（20）：1399-1408.

[5] Erdinc O，Yetilmezsoy K.Analysis of reasons and amount of construction and demolition wastes：the case of istanbul（turkey）[J].Fresenius Environmental Bulletin，2017，26（05）：3560-3568.

[6] Yuan H.Barriers and countermeasures for managing construction and demolition waste：A case of Shenzhen in China[J].Journal of Cleaner Production，2017；157：84-93.

[7] Won J，Cheng J.Identifying potential opportunities of building information modeling for construction and demolition waste management and minimization[J].Automation in Construction，2017，79：3-18.

[8] Huang B，Wang X，Kua H，et al.Construction and demolition waste management in China through the 3R principle[J].Resources，Conservation & Recycling，2018，129：36-44.

[9] Ajayi S，Oyedele L，Bilal M，et al.Critical management practices influencing on-site waste minimization in construction projects[J].Waste Management（New York，N.Y.），2017，59：330-339.

[10]Song Y，Wang Y，Liu F，et al.Development of a hybrid model to predict construction and demolition waste：China as a case study[J].Waste Management（New York，N.Y.），2017，59：350-361.

[11]Villoria Sez P，Santa Cruz Astorqui J，del Río Merino M，et al.Estimation of construction and demolition waste in building energy efficiency retrofitting works of the vertical envelope[J].Journal of Cleaner Production，2018，172：2978-2985.

[12]李 浩，翟寶輝.中國建筑垃圾資源化產業發展研究[J].城市發展研究，2015，22（03）：119-124.

[13]范衛國.建筑廢棄物資源化管理：域外經驗與中國路徑[J].當代經濟管理，2014，36（10）：92-97.

[14]王明超，郭 強，夏小青，等.北京市建筑廢棄物資源化利用研究與項目示范[J].再生資源與循環經濟，2014，7（03）：40-42.

[15]林 葉，胡鳴明，何 瓊.信息不對稱對建筑廢棄物資源化回收產業的影響研究[J].建筑經濟，2013（04）：91-94.

[16]葉曉甦，石世英.基于利益相關者理論的建筑垃圾資源化研究[J].建筑經濟，2014（01）：101-106.

[17]胡鳴明，何 瓊，石世英，等.建筑垃圾管理成本分析——以重慶為例[J].建筑經濟，2011（04）：93-97.

[18]劉景礦，王幼松，張文劍，等.基于系統動力學的建筑廢棄物管理成本-收益分析——以廣州市為例[J].系統工程理論與實踐，2014，34（06）：1480-1490.

[19]楊香傳，楊家其，王海燕，等.建筑固體廢棄物物流運營管理三方博弈[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2016，40（04）：657-662.

[20]袁紅平，王焯平.建筑廢棄物資源化利用合作促進機制研究[J].工程研究-跨學科視野中的工程，2017，9（02）：181-189.

[21]浦徐進，吳 亞，路 璐，等.企業生產行為和官員監管行為的演化博弈模型及仿真分析[J].中國管理科學，2013，21（S1）：390-396.

[22]潘 峰，西 寶，王 琳.基于演化博弈的地方政府環境規制策略分析[J].系統工程理論與實踐，2015，35（06）：1393-1404.

[23]于 濤，劉長玉.政府與第三方在產品質量監管中的演化博弈分析及仿真研究[J].中國管理科學，2016，24（06）：90-96.

[24]謝超強，陳 進，呂文元.基于演化博弈分析的政策性信訪問題研究[J].技術與創新管理，2015，36（05）：492-497.

[25]蔣雪琳，何建佳.基于知識投入的企業合作創新策略演化路徑研究[J].技術與創新管理，2016，37（01）：11-17.

[26]蔣 輝，麻學鋒.旅游產業鏈中縱向外部性的演化博弈分析——兼論一種新的旅游產業鏈構建模式[J].技術與創新管理，2010，31（01）：37-40.

（責任編輯：王 強）