崔 樹(shù) 杰，張 文 杰，薛 東 輝

一、緒論

石油是世界各國(guó)競(jìng)相儲(chǔ)備的重要戰(zhàn)略資源，石油產(chǎn)品的價(jià)格波動(dòng)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)產(chǎn)生巨大影響。為提高我國(guó)石油企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，1998年我國(guó)政府對(duì)石油企業(yè)進(jìn)行重組，成立了中國(guó)石油、中國(guó)石化和中國(guó)海洋石油三大集團(tuán)公司，改變了以往石油企業(yè)資源分散、競(jìng)爭(zhēng)力薄弱的局面，三大集團(tuán)構(gòu)成了我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的核心。隨著社會(huì)化生產(chǎn)的深入，單個(gè)企業(yè)很難完成產(chǎn)品生產(chǎn)的全部環(huán)節(jié)，需要借助上下游企業(yè)的力量共同完成最終產(chǎn)品的生產(chǎn)，因此當(dāng)前產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)已演化為供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)間比拼的不僅是企業(yè)的實(shí)力，而是各自所在供應(yīng)鏈的整體競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)在供應(yīng)鏈中的競(jìng)爭(zhēng)地位。隨著供應(yīng)鏈在社會(huì)生產(chǎn)中地位的不斷提升，對(duì)供應(yīng)鏈的研究也在不斷升級(jí)，這其中有將供應(yīng)鏈作為一個(gè)整體，對(duì)供應(yīng)鏈整體特征和供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)能力的研究，也有以供應(yīng)鏈中各企業(yè)作為研究對(duì)象，考察供應(yīng)鏈內(nèi)各企業(yè)的利益分配問(wèn)題的研究。而對(duì)供應(yīng)鏈內(nèi)各企業(yè)利益分配的研究多是基于博弈模型的分析，此類(lèi)研究一般通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的總結(jié)，提出前提假設(shè)，并構(gòu)建博弈模型，通過(guò)對(duì)模型的求解找出均衡狀態(tài)，從而得出結(jié)論。

在本文中我們建立斯提爾伯格（Stackelberg）博弈模型，對(duì)我國(guó)石油供應(yīng)鏈中勘探企業(yè)和開(kāi)采企業(yè)的成本分擔(dān)問(wèn)題進(jìn)行研究。本文認(rèn)為在采油商領(lǐng)導(dǎo)的斯提爾伯格博弈模型中，采油商對(duì)勘探局投入資助比例取決于兩者的邊際利潤(rùn)。采油商給勘探局的費(fèi)用補(bǔ)貼與采油商的邊際收益成正比，與勘探局的邊際收益成反比。對(duì)采油商來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，就會(huì)給勘探局提供更多的補(bǔ)貼，以增加原油供應(yīng)量；對(duì)勘探局來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，即使采油商為它提供很少的補(bǔ)貼，也有強(qiáng)烈的動(dòng)力增加投入來(lái)增加供應(yīng)量。

本文主要在以下三個(gè)方面對(duì)供應(yīng)鏈理論作出貢獻(xiàn)：其一，對(duì)石油供應(yīng)鏈的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)斯提爾伯格博弈模型。其二，從勘探成本分擔(dān)的角度分析了石油供應(yīng)鏈企業(yè)間的關(guān)系。其三，通過(guò)對(duì)博弈模型的求解，得出結(jié)論，為我國(guó)石油供應(yīng)鏈企業(yè)間的成本分擔(dān)方式提供依據(jù)。

接下來(lái)的一部分是對(duì)石油供應(yīng)鏈的研究，對(duì)供應(yīng)鏈博弈模型研究及斯提爾伯格博弈模型的研究進(jìn)行理論回顧；在第三部分重點(diǎn)分析我國(guó)石油供應(yīng)鏈的特點(diǎn)，并提出本文設(shè)計(jì)模型的假設(shè)前提；第四部分用于建立博弈模型，并對(duì)不同情況下的模型求解；第五部分對(duì)博弈均衡情況作出解釋和分析；第六部分總結(jié)全文。

二、理論文獻(xiàn)回顧

1.石油供應(yīng)鏈相關(guān)研究回顧

自斯提爾（Stear）[1]以一家石油企業(yè)為例對(duì)其供應(yīng)鏈進(jìn)行研究以來(lái)，國(guó)內(nèi)外多位學(xué)者對(duì)石油供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)、分銷(xiāo)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、價(jià)格、政治影響等問(wèn)題進(jìn)行研究。埃斯科優(yōu)德羅（Escudero）、昆塔納（Quintana）和 希爾莫容（Salmeron)[2]提出了線性模型處理石油公司的供應(yīng)、運(yùn)輸和配送問(wèn)題。內(nèi)羅（Neiro）和品脫（Pinto）[3]論述了石油供應(yīng)鏈建模的一般框架，并為石油供應(yīng)鏈建立了一個(gè)綜合的模型。奧夫曼（Al-Othman）、拉巴彼迪（Lababidi）、阿拉提奇（Alatiqi）和 奧莎依吉（Al-Shayji）[4]將不確定性引入到市場(chǎng)需求和價(jià)格中，建立了一個(gè)由原油、精煉、石化、下游化工組成的四個(gè)部門(mén)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)明上述模型。

在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中，對(duì)石油供應(yīng)鏈的研究多是進(jìn)行現(xiàn)狀分析和政策研究。劉曉、王成恩、儲(chǔ)誠(chéng)斌[5]研究了石油供應(yīng)鏈中的原油采購(gòu)方法，建立了在有限資源約束下的準(zhǔn)時(shí)制多目標(biāo)采購(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并利用層次分析法與多目標(biāo)規(guī)劃相結(jié)合的方法對(duì)模型進(jìn)行求解，得出了原油采購(gòu)方案。邸叢穎、田立新[6]建立了一個(gè)有關(guān)成品油供應(yīng)鏈優(yōu)化的模型，模型以總成本最小為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單成品油供應(yīng)鏈實(shí)例對(duì)模型進(jìn)行求解，并得出了最優(yōu)解。李卓[7]采用動(dòng)態(tài)最優(yōu)控制方法分析了在面臨外生性石油供給沖擊時(shí)，國(guó)家石油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備計(jì)劃對(duì)國(guó)內(nèi)石油消費(fèi)以及石油價(jià)格走勢(shì)的動(dòng)態(tài)影響。

2.供應(yīng)鏈博弈模型研究理論回顧

在通過(guò)構(gòu)建博弈模型研究供應(yīng)鏈內(nèi)企業(yè)間的利益分配方面，主要有三種分析視角：其一，有的研究從信息視角分析供應(yīng)鏈內(nèi)企業(yè)在信息對(duì)稱(chēng)和信息不對(duì)稱(chēng)情況下，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間博弈規(guī)則會(huì)發(fā)生怎樣的變化，如侯琳琳、邱菀華[8]認(rèn)為供應(yīng)鏈上的企業(yè)可以利用供應(yīng)鏈的契約，向其他企業(yè)傳遞信息，從而達(dá)到信息共享的目的，提高供應(yīng)鏈的整體收益。其二，還有的研究從演化博弈的視角，將供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間的博弈放到更長(zhǎng)的時(shí)間段來(lái)考察，找出博弈規(guī)則的進(jìn)化路徑和穩(wěn)定狀態(tài)，從而找出當(dāng)前的最佳機(jī)制設(shè)計(jì)方法，如王玲[9]通過(guò)運(yùn)用演化博弈中的單種群博弈和雙種群博弈理論，分析了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)橫向和縱向競(jìng)合博弈演化過(guò)程及演化均衡的影響因素，并發(fā)現(xiàn)合作可以提高供應(yīng)鏈的整體收益，進(jìn)而有利于提高供應(yīng)鏈內(nèi)各環(huán)節(jié)企業(yè)的收益。此類(lèi)研究還有戚桂清、楊錫懷、李森，[10]周雯、鄧飛其，[11]張素博、宋光興[12]等。還有的研究把供應(yīng)鏈中的企業(yè)分為主導(dǎo)型企業(yè)和跟從型企業(yè)，利用斯提爾伯格博弈模型分析供應(yīng)鏈內(nèi)企業(yè)的合作機(jī)制，并考察企業(yè)間的利益分配過(guò)程，如張貴磊、劉志學(xué)[13]從對(duì)供應(yīng)商主導(dǎo)和分銷(xiāo)商主導(dǎo)兩類(lèi)供應(yīng)鏈博弈模型的分析，得出供應(yīng)鏈主導(dǎo)企業(yè)能獲得全部剩余收益，而其他企業(yè)只能獲得平均利潤(rùn)，但如果主導(dǎo)企業(yè)放棄主導(dǎo)地位，供應(yīng)鏈所有企業(yè)都將遭受損失的結(jié)論。此類(lèi)研究還有王利、陸繼，[14]滕春賢、姚鋒敏、劉志勇[15]等。

3.斯提爾伯格博弈相關(guān)理論回顧

斯提爾伯格問(wèn)題是由德國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家海因依奇·斯提爾伯格（Herinrich Von Stackelberg）最初于1952年在研究市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題時(shí)提出的，這是具有主從遞階結(jié)構(gòu)的決策問(wèn)題。在這一類(lèi)的決策問(wèn)題中，存在兩種類(lèi)型的決策者：處于較高決策層次的主方和處于下級(jí)決策層次的從方。在斯提爾伯格博弈中存在一個(gè)和其他決策者不同的決策者，可以稱(chēng)其為主導(dǎo)者，他可以預(yù)期到其他成員（可以稱(chēng)其為跟隨者）的反應(yīng)，并且利用這些反饋信息來(lái)作出自己的最優(yōu)決策。具體一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，主導(dǎo)者從策略集中選擇某一個(gè)策略，然后每個(gè)跟隨者根據(jù)主導(dǎo)者所選擇的策略來(lái)確定自身的策略。在這種情況下，每個(gè)下層跟隨者的策略都是依賴(lài)于主導(dǎo)者的策略，并且每個(gè)跟隨者的成本函數(shù)不僅依賴(lài)于主導(dǎo)者的策略，而且還依賴(lài)于所有其他跟隨者的策略。如果主導(dǎo)者失去了預(yù)料對(duì)方反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，那么斯提爾伯格博弈也就轉(zhuǎn)變成納什（Nash）博弈。這種主導(dǎo)者權(quán)力的喪失通常會(huì)導(dǎo)致成本的增加和收益的降低。相似的，如果主導(dǎo)者的這種預(yù)測(cè)能力并不能對(duì)其收益產(chǎn)生影響，那么斯提爾伯格博弈也就成了納什博弈了。

三、我國(guó)石油供應(yīng)鏈特點(diǎn)和模型假設(shè)前提

1.我國(guó)石油供應(yīng)鏈特點(diǎn)分析

一方面石油是國(guó)家的重要戰(zhàn)略資源，政府對(duì)石油產(chǎn)品的生產(chǎn)、定價(jià)等問(wèn)題具有重要的影響力；另一方面石油產(chǎn)業(yè)又具有較強(qiáng)的壟斷特征，我國(guó)三大石油公司占據(jù)了石油產(chǎn)業(yè)的主要份額。因此石油產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈具有與其他產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈不同的特性。本文認(rèn)為，我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈主要具有以下特點(diǎn)：

石油行業(yè)供應(yīng)鏈的各企業(yè)之間的關(guān)系既包括企業(yè)之間的獨(dú)立法人關(guān)系，也包括企業(yè)內(nèi)屬關(guān)系，還包括系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。整個(gè)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)作還需要依靠核心企業(yè)來(lái)驅(qū)動(dòng)，也就是所謂供應(yīng)鏈即是基于核心企業(yè)的利益共同體。這里的核心企業(yè)指的是具有一定的核心能力，在供應(yīng)鏈上發(fā)揮核心作用的企業(yè)，它是整個(gè)供應(yīng)鏈的管理中心、信息集成與交互中心以及協(xié)調(diào)控制中心。

供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)是供應(yīng)鏈得以維持的核心力量，它是供應(yīng)鏈游戲規(guī)則的制定者。因此供應(yīng)鏈的核心企業(yè)是供應(yīng)鏈的領(lǐng)航者、領(lǐng)導(dǎo)者。在石油行業(yè)供應(yīng)鏈中，由于石油開(kāi)采企業(yè)在石油產(chǎn)品形成過(guò)程中起著最為重要的作用，是石油產(chǎn)品形成的關(guān)鍵過(guò)程，可拉動(dòng)上游公司原料的供應(yīng)和勘探公司的勘探，也可以拉動(dòng)下游的石油冶制與化工及分銷(xiāo)體系和客戶(hù)。因此，石油開(kāi)采公司具備供應(yīng)鏈核心企業(yè)的特點(diǎn)，是石油行業(yè)供應(yīng)鏈的核心企業(yè)。本文主要研究石油開(kāi)采企業(yè)與上游的勘探企業(yè)的關(guān)系。

由于油氣勘探風(fēng)險(xiǎn)高，成功率低，需要投入大量資金、設(shè)備、人力，但一旦探明新油田，收益巨大，不但可以收回勘探過(guò)程中的成本，而且對(duì)國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展具有極強(qiáng)的正外部性。因此，需要作為核心企業(yè)的開(kāi)采公司與勘探公司的協(xié)調(diào)，做好成本分擔(dān)方面的工作。

2.模型假設(shè)前提

在油氣勘探開(kāi)發(fā)開(kāi)采階段，假設(shè)供應(yīng)鏈?zhǔn)怯梢患沂涂碧焦竞烷_(kāi)采公司組成，供應(yīng)鏈的重點(diǎn)是石油勘探開(kāi)采中的問(wèn)題，總的勘探費(fèi)用由勘探費(fèi)用和開(kāi)采費(fèi)用兩部分組成，這常見(jiàn)于各石油公司的勘探局和采油商。由于油氣勘探風(fēng)險(xiǎn)高，成功率低，需要投入大量資金、設(shè)備、人力，而一旦探明新油田，收益巨大，不但可以收回勘探過(guò)程中的成本，而且對(duì)國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展具有極強(qiáng)的正外部性。因此，在此階段要勘探公司和開(kāi)采公司結(jié)合成一個(gè)整體，構(gòu)筑穩(wěn)定的成本分擔(dān)關(guān)系，使油氣勘探工作有足夠的資源支撐。

原油的供給量可以看成石油開(kāi)采商和勘探局的投入的函數(shù)，此時(shí)，原油的供給量主要受開(kāi)采商投入費(fèi)用C和勘探局投入費(fèi)用E的影響，隨著這兩項(xiàng)費(fèi)用的提高而提高，給定原油的供給函數(shù) S（C，E）=1-C-γE-δ，其中 γ、δ 是大于零的常數(shù)，分別是開(kāi)采商投入費(fèi)用和勘探局投入費(fèi)用對(duì)原油供給量的影響因子。γ越大，開(kāi)采商投入對(duì)供給量的影響越大；δ越大，勘探局對(duì)供給量的影響越大。

每多供給一單位原油，開(kāi)采商和勘探局獲得的邊際收益分別為ρe和ρp，ρe和ρp都是可以預(yù)測(cè)的常數(shù)。

在投入費(fèi)用中，λE是開(kāi)采商對(duì)勘探局提供的資助，λ是開(kāi)采商對(duì)勘探局提供的資助比例，0≤λ≤1。

開(kāi)采商利潤(rùn)函數(shù)πe、勘探局利潤(rùn)函數(shù)πp和整體的期望收益π可以表示為：

四、斯提爾伯格博弈模型

在開(kāi)采商和勘探局之間的博弈中，開(kāi)采商作為核心企業(yè)和領(lǐng)導(dǎo)者用成本分擔(dān)政策來(lái)激勵(lì)勘探局，使其增加投入，開(kāi)采商戰(zhàn)略是選擇投入費(fèi)用C∈[0，∞]和補(bǔ)貼政策λ∈[0，1]，勘探局在觀測(cè)到C和λ后，再選擇開(kāi)發(fā)費(fèi)用E，使其利潤(rùn)πp最大化。

采用后退歸納法，先考慮勘探局的決策問(wèn)題，此時(shí)勘探局的問(wèn)題可以表示為：

由此可得到勘探局的最優(yōu)決策為：

分析E*可得出：

由式（6）可以看出，開(kāi)采商愿意補(bǔ)貼的費(fèi)用越多，勘探局費(fèi)用支出也越多，因此開(kāi)采商可以通過(guò)提高補(bǔ)貼使勘探局投入費(fèi)用，使其達(dá)到開(kāi)采商所期望的水平；由式（7）可以看出，開(kāi)采商投入越多，勘探局的投入越少，因此，勘探局有強(qiáng)烈的搭便車(chē)的傾向。

開(kāi)采商在決策時(shí)能預(yù)見(jiàn)到勘探局的最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)（5）式，其決策問(wèn)題可表示為：

由此可得到開(kāi)采商的最優(yōu)決策，帶入（5）式中的E*，可以得到唯一的斯提爾伯格均衡解：

五、均衡結(jié)果分析

對(duì)斯提爾伯格的均衡解進(jìn)行分析。

采油商對(duì)勘探局的資助比例取決于兩者的邊際利潤(rùn)以及參數(shù)δ的影響。因此，第一，如果采油商和勘探局的邊際利潤(rùn)比<δ+1，相當(dāng)于勘探局的邊際利潤(rùn)高于采油商，那么勘探局完全有激勵(lì)去增加投入，此時(shí)采油商沒(méi)有動(dòng)機(jī)為勘探局提供補(bǔ)貼，即λ等于零。第二，由于δ與供應(yīng)量成正比，增大δ以至于<δ+1，將會(huì)引起供應(yīng)量的增加，勘探局無(wú)需采油商的資助，也會(huì)增加投入。也就是說(shuō)，對(duì)于開(kāi)采商來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，就會(huì)給勘探局提供更多的補(bǔ)貼，以增加原油供應(yīng)量；對(duì)于勘探局來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，即使開(kāi)采商為它提供很少的補(bǔ)貼，它也有強(qiáng)烈的動(dòng)力增加投入來(lái)增加供應(yīng)量。

從供應(yīng)鏈整體看，主導(dǎo)企業(yè)不僅能最大化其自身利潤(rùn)，同時(shí)也能起到協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的作用。如果核心企業(yè)開(kāi)采公司放棄了主導(dǎo)權(quán)，將沒(méi)有能力對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)、低成功率、投入需求高的勘探企業(yè)進(jìn)行資助，勘探企業(yè)將沒(méi)有足夠動(dòng)力進(jìn)行石油勘探工作，石油的最終供應(yīng)量將受到影響，供應(yīng)鏈將處于低運(yùn)作狀態(tài)，開(kāi)采企業(yè)自身的利益也會(huì)受到嚴(yán)重影響。

六、結(jié)論

筆者對(duì)石油供應(yīng)鏈中石油的勘探開(kāi)采進(jìn)行了討論，構(gòu)建了開(kāi)采商為領(lǐng)導(dǎo)者的斯提爾伯格博弈模型，通過(guò)分析，得出如下結(jié)論。

供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者可以利用手中權(quán)力在使自身利益最大化的同時(shí)使供應(yīng)鏈達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)，主導(dǎo)企業(yè)放棄領(lǐng)導(dǎo)權(quán)會(huì)導(dǎo)致自身利益的受損，供應(yīng)鏈整體也將處于低運(yùn)作的狀態(tài)。在采油商領(lǐng)導(dǎo)的斯提爾伯格博弈模型中，采油商對(duì)勘探局投入資助比例取決于兩者的邊際利潤(rùn)以及參數(shù)δ的影響。采油商給勘探局的費(fèi)用補(bǔ)貼與采油商的邊際收益成正比，與勘探局的邊際收益成反比。對(duì)于開(kāi)采商來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，就會(huì)給勘探局提供更多的補(bǔ)貼，以增加原油供應(yīng)量；對(duì)于勘探局來(lái)說(shuō)，如果其邊際收益很高，即使開(kāi)采商為它提供很少的的補(bǔ)貼，它也有強(qiáng)烈的動(dòng)力增加投入來(lái)增加供應(yīng)量。

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