艾先能 楊培文

(華北電力大學(xué)，北京 102206)

1 引言

在國家利好政策的扶持下，我國電動汽車發(fā)展環(huán)境逐步改善，將迎來新一輪高速發(fā)展的機(jī)遇期，居民小區(qū)內(nèi)建設(shè)運(yùn)營充電設(shè)施也成為了電動汽車普及的必由趨勢，意味著以小區(qū)物業(yè)為主體的利益方將參與到充電設(shè)施的利益分配中來。這一發(fā)展方向也與國家能源局近日組織起草的《關(guān)于征求加快居民區(qū)電動汽車充電樁及配套設(shè)施建設(shè)的通知(征求意見稿)》是相一致的。該通知通過強(qiáng)制性要求和建立獎懲機(jī)制，促使物業(yè)配合充電設(shè)施的管理運(yùn)營與維護(hù)，全面推進(jìn)新老居民區(qū)充電樁建設(shè)，旨在解決建設(shè)運(yùn)營充電樁過程中存在的物業(yè)公司不配合、充電設(shè)施無人維護(hù)等問題。

在這一發(fā)展形勢的要求下，尋求建立一種風(fēng)險共擔(dān)、互利共贏的分配機(jī)制，為“誰參與分配，如何進(jìn)行分配”等問題提供建議，是促進(jìn)電動汽車市場平穩(wěn)運(yùn)行，解決電動汽車進(jìn)一步推廣的關(guān)鍵之一。近年來，針對電動汽車市場的研究已成為能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中考慮到在居民區(qū)內(nèi)充電設(shè)施利益分配問題還是十分少見的。國外大多數(shù)研究主要是從理論上或方法上進(jìn)行定性描述。國內(nèi)研究有：鄧晨和梁藝?yán)胹hapley值法建立了電力公司、加油站和各大停車場之間的公共充電設(shè)施的聯(lián)盟利益分配模型，但是沒有考慮現(xiàn)實(shí)中存在的市場風(fēng)險等因素，未對shapley值法得出的結(jié)論進(jìn)行修正等。

本文把握合作聯(lián)盟利益公平分配、合作共贏的原則，基于shapley值法對小區(qū)內(nèi)充電設(shè)施的利益分配問題展開研究，將聯(lián)盟利益分配的參與方主要確定為電網(wǎng)公司、充電樁運(yùn)營商和小區(qū)物業(yè)。由于shapley值法在利益分配過程中未能考慮聯(lián)盟成員的資源投入、績效水平和風(fēng)險承擔(dān)等因素影響所造成的差異性，故應(yīng)用基于TOPSIS思想的綜合利益協(xié)商法對幾種聯(lián)盟利益分配的方法進(jìn)行比選綜合，使得分配結(jié)果“兼顧個人的合理性，也考慮集體的合理性”，為居民區(qū)電動汽車充電樁及配套設(shè)施建設(shè)運(yùn)營提供建議。

2 相關(guān)利益分配模型的建立

2.1 基于Shapley值法的利益分配策略

Shapley值法是根據(jù)各參與方給合作帶來的增值比例分配合作的利益，用于解決多人合作對策問題的一種數(shù)學(xué)方法。利用Shapley值法可以得到聯(lián)盟的一種利益分配方案Φ(v)=(Φ1(v)，Φ2(v)，…，Φi(v))，存在唯一的Shapley值Φi(v)，即為各方的利益分配所得，且：

(1)

其中|S|代表聯(lián)盟S規(guī)模。參與方i對聯(lián)盟的邊際貢獻(xiàn)為[v(S)-v(Si)]。w(|S|)可以看成是加權(quán)因子。Shapley值法是從價值的貢獻(xiàn)率的角度來考慮充電市場中的利益分配問題，但在整個聯(lián)盟現(xiàn)實(shí)的合作中，利益的分配還表現(xiàn)為風(fēng)險共擔(dān)。

2.2 基于風(fēng)險承擔(dān)度的利益分配策略

要建立“利益共享，風(fēng)險共擔(dān)”的合作機(jī)制，對各參與方面臨的“可能的風(fēng)險有多少”進(jìn)行衡量就顯得十分必要。我們將聯(lián)盟中參與方承擔(dān)的風(fēng)險主要分為五類，并應(yīng)用模糊綜合評判法 求得具體數(shù)值，再通過文獻(xiàn) 提出的總風(fēng)險系數(shù)的計(jì)算方法求解出各參與方的風(fēng)險承擔(dān)度：

Ri：Ri=1-(1-RE)(1-RM)(1-RT)(1-RC)(1-RD)

(2)

其中，RE、RM、RT、RC和RD分別表示參與方面臨的環(huán)境風(fēng)險、市場風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、合作風(fēng)險和解散風(fēng)險。

2.3 基于資源投入量的利益分配策略

資源投入量因素是對各參與方對聯(lián)盟“投入了多少”進(jìn)行衡量。假設(shè)資源投入向量I=(I1，I2，…，Ii，In)為聯(lián)盟中各參與方i資源投入量Ii的集合，n為參與方的數(shù)量，v(N)是聯(lián)盟財(cái)富的總價值，則可以得到各方利益分配額為：

(3)

2.4 基于績效水平的利益分配策略

合作中各參與方是否盡職盡責(zé)，是否積極努力，都會直接影響著聯(lián)盟整體的運(yùn)作效果，績效水平是對各參與方在聯(lián)盟中所做的努力和經(jīng)營的效果進(jìn)行衡量假設(shè)績效水平向量P=(P1，P2，…，Pi，…，Pn)為聯(lián)盟中各參與方i績效水平Pi的集合，則可以得到各方利益分配額為：

(4)

2.5 基于TOPSIS思想的綜合利益分配協(xié)商法

TOPSIS法是一種距離綜合評價方法，通過比較評價方案的與理想解(最優(yōu)方案)和負(fù)理想解(最劣方案)之間的距離遠(yuǎn)近進(jìn)行排序，再通過歐式距離算法計(jì)算方案與最優(yōu)和最劣方案之間的距離，根據(jù)相對接近程度大小代表方案的滿意度，進(jìn)而為最終的分配結(jié)果確定每種分配方案的相對權(quán)重。定義如下：

(5)

(6)

(7)

類似的也可以得到第j種利益分配方案與負(fù)理想的分配結(jié)果之間的歐式距離公式。

理論認(rèn)為第j種利益分配方案與理想的分配結(jié)果之間的歐式距離越小或者與負(fù)理想的分配結(jié)果之間的歐式距離越大，表示合作伙伴的總體滿意度就越高。因此，可以得到第j種利益分配方案的相對滿意度公式：

(8)

根據(jù)相對滿意度Sj，得出第j種利益分配方案的相對權(quán)重：

(9)

(10)

3 算例分析

設(shè)基于良好的市場前景，有電網(wǎng)公司1，充電樁運(yùn)營商2和小區(qū)物業(yè)3組成的合作聯(lián)盟。在不合作的情況下，三方也均有能力自行建設(shè)充電樁。三個參與方經(jīng)談判協(xié)商后對聯(lián)盟的投資額分別為I=(I1，I2，I3)=(60，40，25)，單位均為萬元。若參與方不謀求合作則分別只能獲利vi=(v1，v2，v3)=(24，18，6)。若1、2合作，則可獲利v(1∪3)=54；若1、3合作，則可獲利v(1∪3)=40；若2、3合作，則可獲利v(1∪3)=30；若1、2、3三方達(dá)成合作，可獲利v(1∪2∪3)=69，即為聯(lián)盟總收益。

3.1 基于shapley值法的利益分配策略

根據(jù)(1)式，可以得到電網(wǎng)公司1的利益分配額見表1。

表1 電網(wǎng)公司1的利益分配額

可知：電網(wǎng)公司獲利Φ1(v)=8+6+5.67+13=32.67。同理，充電樁運(yùn)營商的利益分配額：Φ2(v)=24.67；小區(qū)物業(yè)的利益分配額：Φ3(v)=11.66。

3.2 基于風(fēng)險承擔(dān)度的利益分配策略

采用模糊綜合評判法，由(2)式將風(fēng)險因素對各參與方的影響的權(quán)重分別確定為R1=0.48，R2=0.42，R3=0.10。得到基于風(fēng)險承擔(dān)度的利益分配結(jié)果如下：電網(wǎng)公司：R1(v)=33.12；充電樁運(yùn)營商：R2(v)=28.98；小區(qū)物業(yè)：R3(v)=6.90。

3.3 基于資源投入水平的利益分配策略

假設(shè)根據(jù)財(cái)務(wù)報表得到了各參與方的資源投入水平分別為I1=0.46，I2=0.40，I3=0.14，由(3)式得到基于資源投入水平的利益分配結(jié)果如下：電網(wǎng)公司：I1(v)=31.74；充電樁運(yùn)營商：I2(v)=27.60；小區(qū)物業(yè)：I3(v)=9.66。

3.4 基于績效水平的利益分配策略

我們根據(jù)各參與方的經(jīng)營情況，經(jīng)過專家評估得到了他們對應(yīng)的績效水平分別為P1=0.50，P2=0.41，P3=0.09，由(4)式得到基于績效水平利益分配結(jié)果如下：電網(wǎng)公司：P1(v)=34.50；充電樁運(yùn)營商：P2(v)=28.29；小區(qū)物業(yè)：P3(v)=6.21。

3.5 基于思想的綜合利益分配協(xié)商法

根據(jù)綜合利益協(xié)商法，本文探討的利益分配策略有4種，即j=(1，2，3，4)；合作聯(lián)盟中參與方有3個，即i=(1，2，3)，將上述的四種合作的利益分配結(jié)果可表示為：

(11)

ω=[0.299,0.200,0.403,0.098]

(12)

4 結(jié)果分析

上述四種方法都能夠從不同的角度解決供應(yīng)鏈的利益分配問題，得到利益分配結(jié)果整理如表2所示。

表2 利益分配結(jié)果

從合作狀態(tài)下的其他幾種分配方式的獲利結(jié)果來看，如果各方選擇單干，是與“理性人”的假設(shè)相悖的。Shapley值法體現(xiàn)了各參與方對合作聯(lián)盟的價值貢獻(xiàn)，但該方法對聯(lián)盟達(dá)成合作的概率過于嚴(yán)格，這與現(xiàn)實(shí)情況不符，一定程度上限制了該理論在實(shí)際中的應(yīng)用。要是單純從資源投入水平和風(fēng)險承擔(dān)程度的角度考慮利益分配問題，難免會導(dǎo)致各企業(yè)合作后的“搭便車”行為，這無益于聯(lián)盟的長期穩(wěn)定與合作共贏。

通過與每種利益分配結(jié)果進(jìn)行對比分析，綜合利益協(xié)商法仍然保持著比“單干獲利要大”這一合作的基本前提，并且任意兩個參與方合作的利益和也比原來合作獲利更多，說明利益分配方案提高了聯(lián)盟的經(jīng)濟(jì)效率，優(yōu)化了資源配置，符合建立聯(lián)盟的核心思想。證明這種綜合協(xié)商的方法是合理可行的，將各有利于調(diào)動各參與方的積極性，增加參與方收益，并使的聯(lián)盟的合作更加穩(wěn)定和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。另外，對于各參與方而言，電網(wǎng)公司和充電樁運(yùn)營商無論是在資源投入、績效水平，還是所承擔(dān)的風(fēng)險均比物業(yè)要大，在利益分配中向這兩方傾斜符合市場運(yùn)行規(guī)律。小區(qū)物業(yè)在聯(lián)盟利益分配當(dāng)中不僅會受到結(jié)算激勵和參與激勵，還會受到信任激勵與協(xié)同激勵，使得物業(yè)在聯(lián)盟中參與熱情增加，從而提高聯(lián)盟的協(xié)同度和競爭力，也說明了物業(yè)作為利益主體參與居民小區(qū)內(nèi)充電設(shè)施利益分配與現(xiàn)實(shí)需要相一致，將在其中扮演重要角色。

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