曲衛(wèi)華，顏志軍

(1. 太原學(xué)院 計(jì)算中心，山西 太原 030032； 2. 山西大學(xué) 管理與決策研究中心，山西 太原 030006; 3.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081)

企業(yè)、政府與公眾公共健康提升激勵機(jī)制演化分析

曲衛(wèi)華1，2，顏志軍3

(1. 太原學(xué)院 計(jì)算中心，山西 太原 030032； 2. 山西大學(xué) 管理與決策研究中心，山西 太原 030006; 3.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081)

我國能源消費(fèi)導(dǎo)致的環(huán)境污染嚴(yán)重影響公眾的公共健康水平。在考慮公眾公共健康損失賠償?shù)那闆r下，構(gòu)建了企業(yè)、政府與公眾的三方演化博弈模型以分析三方策略的選擇機(jī)制及影響因素。演化博弈理論認(rèn)為在三維空間區(qū)域內(nèi)，三方?jīng)]有收斂于某一結(jié)果的演化穩(wěn)定策略。研究發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，在三維空間的某一區(qū)域內(nèi)，三方可收斂到理想的演化博弈穩(wěn)定策略：{實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、企業(yè)監(jiān)管、公眾參與環(huán)境管理}。并用數(shù)值仿真展示了在理想演化博弈穩(wěn)定策略情景下，不同政策決策參數(shù)對演化結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明，在政府群體實(shí)行監(jiān)管比例固定的條件下，公眾群體參與環(huán)境管理比例越大或公眾公共健康損失賠償越大，企業(yè)群體演化與實(shí)行能源轉(zhuǎn)型策略的速度越快。同時，討論了政府補(bǔ)貼、稅收減免、政府罰款對演化結(jié)果的影響，提出了相應(yīng)的政策建議。

能源消費(fèi)；企業(yè)污染； 政府監(jiān)管；公眾參與；博弈

我國以煤炭為主的化石能源消費(fèi)產(chǎn)生了大量危害公共健康的污染物，包括二氧化硫、煙塵、粉塵、氮氧化合物、懸浮顆粒物(TSP)、顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)等，這些污染物是引發(fā)霧霾天氣的主要原因[1]，對呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病等公共健康水平有嚴(yán)重威脅。研究表明，由2013年1月的霧霾天氣導(dǎo)致的健康經(jīng)濟(jì)損失總額約為226億元，相當(dāng)于2011年平均月度衛(wèi)生總費(fèi)用的11.2%[2]。

現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從健康經(jīng)濟(jì)損失、政府監(jiān)管和公眾參與等幾個角度研究企業(yè)、政府和公眾三方的能源消費(fèi)、環(huán)境保護(hù)與公共健康問題。1)從健康經(jīng)濟(jì)損失角度來看，Xia等[3]通過對我國30個省份環(huán)境污染物導(dǎo)致的公眾健康經(jīng)濟(jì)損失研究，使用投入產(chǎn)出方法表明，2007年，由環(huán)境污染造成的公眾公共健康損失大約為3 460 億元；Wang[4]研究了我國不同地區(qū)企業(yè)能源消費(fèi)產(chǎn)生的污染物對公共健康的影響，利用劑量效應(yīng)與暴露響應(yīng)原理分析表明，以化石能源消費(fèi)為主的能源結(jié)構(gòu)排放的污染物嚴(yán)重影響著公眾的公共健康水平，其排放的SO2與PM10在2020年導(dǎo)致的公共健康損失將達(dá)到4 520～6 150 億元，幾乎占同期GDP的1.06%。之后，學(xué)者們結(jié)合能源消費(fèi)、環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)增長和公公健康因素運(yùn)用LEAP模型和計(jì)量方法研究企業(yè)能源消費(fèi)對環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及公共健康的影響，如Zhang[5]、曲衛(wèi)華等[6]。2)從政府監(jiān)管角度出發(fā)，Dong、Li[7]等運(yùn)用靜態(tài)博弈理論研究了中國電鍍企業(yè)清潔生產(chǎn)的政策實(shí)施效果，認(rèn)為政府的稅收減免、生產(chǎn)設(shè)備補(bǔ)貼、清潔能源創(chuàng)新成本補(bǔ)貼以及企業(yè)排污監(jiān)管力度等措施對高污染企業(yè)向清潔化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)型有重要影響。近期學(xué)者通過最優(yōu)化模型、信號博弈論的方法研究企業(yè)能源轉(zhuǎn)型、技術(shù)創(chuàng)新、政府稅收政策對環(huán)保的影響，如許士春等[8]，郭丕斌等[9]，Zheng等[10]，Li等[11]，張國興等[12]。3)從公眾參與角度出發(fā)， 學(xué)者們運(yùn)用委托代理模型對企業(yè)的實(shí)證研究認(rèn)為公眾參與力度對企業(yè)向綠色方向發(fā)展有重要影響，如Gera等[13]。朱慶華和竇一杰通過構(gòu)建政府補(bǔ)貼的綠色供應(yīng)鏈管理博弈模型，研究認(rèn)為政府應(yīng)努力培育消費(fèi)者的環(huán)保意識，這一舉措是使政府和消費(fèi)者共贏的長遠(yuǎn)之計(jì)[14〗[15-16]，杜建國等[17]，鄭思齊等[18]。

上述研究對促進(jìn)企業(yè)向綠色方向轉(zhuǎn)型發(fā)展、提高公眾公共健康水平政策具有借鑒意義。但是在研究內(nèi)容、研究方法與參數(shù)選擇方面存在不足，忽略了我國能源消費(fèi)背景下，企業(yè)排污、政府監(jiān)管與公眾參與三方的相互制約機(jī)理。具體來說，1)在研究內(nèi)容上，現(xiàn)有的博弈研究中僅涉及政府對公眾參與環(huán)境管理行為方面的獎勵，沒有考慮企業(yè)排污對公眾公共健康損失賠償因素，然而，企業(yè)排污嚴(yán)重影響著公眾公共健康水平的高低；現(xiàn)有研究僅涉及的是政府與企業(yè)、企業(yè)與公眾的兩方博弈研究，對于政府、企業(yè)與公眾三方博弈的相關(guān)研究比較少；2)在研究方法上，大多數(shù)研究主要采用暴露響應(yīng)與劑量效應(yīng)原理的解析法或僅研究企業(yè)排污與政府監(jiān)控、企業(yè)排污與公眾參與的兩方博弈，未綜合考慮企業(yè)能源轉(zhuǎn)型、政府監(jiān)管與公眾參與環(huán)境三者的動態(tài)機(jī)理，而公眾參與行為對政府監(jiān)管力度與企業(yè)排污程度有重要影響；3)在數(shù)值仿真方面，現(xiàn)有研究很少有對企業(yè)能源轉(zhuǎn)型、政府監(jiān)管與公眾參與環(huán)境管理三方博弈的算例分析，而數(shù)值仿真計(jì)算是科學(xué)技術(shù)探索研究的主要方法和手段之一，對于抽象且為動態(tài)及局部細(xì)節(jié)的研究問題，數(shù)值仿真具有直觀、可行性高的優(yōu)點(diǎn)。

為此，本文將排污企業(yè)、地方政府和公眾3個主體一同納入到模型中，考慮公眾健康損失賠償大小，綜合研究三者間的相互機(jī)理；運(yùn)用演化博弈論動態(tài)分析排污企業(yè)是否實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、政府是否監(jiān)管以及公眾是否參與環(huán)境管理行為的相互影響；最后用數(shù)值算例仿真了不同政策參數(shù)取值情況下各博弈方的演化行為，為企業(yè)能源轉(zhuǎn)型與公共健康水平提升政策的制定提供有力支撐。

1 政府、企業(yè)和公眾三方博弈模型

1.1 演化博弈模型假設(shè)

1.1.1 博弈主體

化石能源消費(fèi)排放造成環(huán)境污染的直接利益相關(guān)者有：地方政府(簡稱“政府”)、排污企業(yè)和公眾，3個博弈方均是有限理性。從地方政府角度來看，政府很可能會監(jiān)管企業(yè)排污行為，對排污超標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)實(shí)行罰款、限制其生產(chǎn)(以下簡稱“監(jiān)管”)，也可能因?yàn)轭櫦杀O(jiān)管成本及影響本地區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值下降而選擇不監(jiān)管(以下簡稱“不監(jiān)管”)；從企業(yè)角度來看，企業(yè)很可能因?yàn)槔娴尿?qū)使和顧忌能源轉(zhuǎn)型成本繼續(xù)以傳統(tǒng)化石能源消費(fèi)生產(chǎn)致使污染物超標(biāo)準(zhǔn)排放(以下簡稱“不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型”)，也可能顧忌政府的懲罰和實(shí)行能源轉(zhuǎn)型后政府的補(bǔ)貼而實(shí)行能源轉(zhuǎn)型(以下簡稱“實(shí)行能源轉(zhuǎn)型”)；從公眾角度來看，公眾很可能由于對環(huán)保意識的淡薄不參與環(huán)境管理(以下簡稱“不參與環(huán)境管理”)，也可能考慮企業(yè)排污帶來的環(huán)境污染會使身體健康受損失而參與環(huán)境管理(以下簡稱“參與環(huán)境管理”)。由于3個參與博弈方都是學(xué)習(xí)能力有限的理性參與人，在信息不完全的情況下，三方在進(jìn)行決策時往往不會一開始就找到最優(yōu)策略，會在博弈過程中學(xué)習(xí)博弈，根據(jù)以往收益較大的策略不斷調(diào)整自己的策略。

1.1.2 模型參數(shù)

為了研究各個博弈策略組合下，地方政府、排污企業(yè)與公眾三者的成本、收益與損失情況，設(shè)定下列相關(guān)政策參數(shù)和輸入?yún)?shù)，如表1所示。通過上述的定義和假設(shè)，建立化石能源消費(fèi)背景下企業(yè)-政府-公眾的三方博弈模型，如圖1所示。根據(jù)模型假設(shè)和圖1得出相應(yīng)的收益矩陣，8種收益組合如表2所示，收益結(jié)果分別對應(yīng)企業(yè)、政府和公眾。

表1 主要參數(shù)及其含義

表2 企業(yè)-政府-公眾收益矩陣

圖1 企業(yè)-政府-公眾三方博弈模型Fig.1 Tripartite game model among enterprises, governments and the public

1.2 演化博弈模型建立

根據(jù)以上分析，可以構(gòu)建各博弈方的收益期望，其中：

1)企業(yè)的期望收益為

2)政府的期望收益為

3)公眾的期望收益為

1.3 基于復(fù)制動態(tài)方程的穩(wěn)定策略

根據(jù)演化博弈理論原理可知，當(dāng)某一種策略的支付或適應(yīng)度比種群的平均適應(yīng)度高時，這種策略在種群中就會演化發(fā)展，具體表現(xiàn)是種群中使用某種策略的個體在種群中所在比例增長率大于零，這一過程稱為復(fù)制動態(tài)方程。實(shí)際上，復(fù)制動態(tài)方程是某種特定策略在某一種群中被采用的頻率或頻度的動態(tài)微分方程[19]。

1)基于復(fù)制動態(tài)方程原理，可構(gòu)造企業(yè)策略的復(fù)制動態(tài)方程為

①若

時，則F(x)≡0，這意味著所有水平都是穩(wěn)定狀態(tài)。

②若

時，令F(x)=0，得x=0，x=1是x的兩個穩(wěn)定點(diǎn)。

對F(x)求導(dǎo)得：

當(dāng)C2-E1-π2-yC2+yατπ0<0，又分兩種情況：

a)當(dāng)

b)當(dāng)

當(dāng)C2-E1-π2-yC2+yατπ0>0，又分兩種情況：

a)當(dāng)

b)當(dāng)

(a) 公共健康損失賠償較大時，企業(yè)行為演化圖

(b) 公眾參與環(huán)境管理程度較高時，企業(yè)行為演化圖

(c) 公眾參與環(huán)境管理程度較低時，企業(yè)行為演化圖

(d) 企業(yè)不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型成本較大且公眾參與環(huán)境管理行為較強(qiáng)時，企業(yè)行為演化圖

(e) 企業(yè)不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型成本較小且公眾參與環(huán)境管理行為較弱時，企業(yè)行為演化圖 圖2 企業(yè)群體的復(fù)制動態(tài)相位圖Fig.2 Phase diagram of replicator dynamics for enterprises group

2)基于復(fù)制動態(tài)方程原理，可構(gòu)造政府策略的復(fù)制動態(tài)方程為

①若z=[x(βC1-τC1+θ1F+τπF+τπ0+

ατC1-ατπF-ατπ0+αβτC1)+C4-θ1F]/π3+θ2E2-xθ2E2+xθ2R2時，則F(y)≡0，這意味著所有水平都是穩(wěn)定狀態(tài)。

②若

xθ2E2+xθ2R2

時，令F(y)=0，得y=0，y=1是y的兩個穩(wěn)定點(diǎn)，對F(y)求導(dǎo)得：

顯然，-π3-θ2E2+xθ2E2-xθ2R2<0，此時又分兩種情況：

a)當(dāng)z>[x(βC1-τC1+θ1F+τπF+τπ0+ατC1-ατπF-ατπ0-αβτC1)+C4-θ1F]/π3+

b)當(dāng)z<[x(βC1-τC1+θ1F+τπF+τπ0+

ατC1-ατπF-ατπ0-αβτC1)+C4-θ1F]/π3+

(a) 政府監(jiān)管收益較高時，政府行為演化圖

(b) 公眾參與環(huán)境管理程度較高時，政府行為演化圖

(c) 公眾參與環(huán)境管理程度較小時，政府行為演化圖 圖3 政府群體的動態(tài)相位圖Fig.3 Phase diagram of replicator dynamics for governments group

3)基于復(fù)制動態(tài)方程原理，可構(gòu)造公眾策略的復(fù)制

①y=x(2R1-E1+π1-E2θ2)+A-C3+E1-2R1+π1+E2θ2]/(E2θ2-xE2θ2)時，則F(z)≡0，這意味著所有水平都是穩(wěn)定狀態(tài)。

②若y≠x(2R1-E1+π1-E2θ2)+A-C3+E1-2R1+π1+E2θ2]/(E2θ2-xE2θ2)時，令F(z)=0，得z=0，z=1是z的兩個穩(wěn)定點(diǎn)，對

F(z)求導(dǎo)得：

顯然，xE2θ2-E2θ2<0，此時又分兩種情況：

a)y>x(2R1-E1+π1-E2θ2)+A-C3+

b)y

(a) 政府不監(jiān)管被公眾發(fā)現(xiàn)的概率較高時，公眾行為演化圖

(b)政府監(jiān)管行為較高時，公眾行為演化圖

(c) 政府監(jiān)管行為較小時，公眾行為演化圖 圖4 公眾群體的動態(tài)相位圖Fig.4 Phase diagram of replicator dynamics for the pubic group

1.4 模型穩(wěn)定性分析

由圖2可知，平面S1把三維區(qū)域分為S2與S3兩部分；由圖3可知，平面S4把三維區(qū)域分為S5與S6兩部分；由圖4可知，平面S7把三維區(qū)域分為S8與S9兩部分。綜合該非對稱三方參與主體的演化博弈可以得到不同的均衡狀態(tài)，討論分析如下：

由前面分析可知，在C2-E1-π2-yC2+yατπ0<0、-π3-θ2E2+xθ2E2-θ2R2<0與xE2θ2-E2θ2<0的條件下，系統(tǒng)狀態(tài)與現(xiàn)實(shí)不符，是一種無效狀態(tài)。

在C2-E1-π2-yC2+yατπ0>0、-π3-θ2E2+xθ2E2-θ2R2<0與xE2θ2-E2θ2<0的條件下：

2)當(dāng)初始狀態(tài)落在S2、S5與S9區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(1，0，1)，即(實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、不監(jiān)管、參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程可知，當(dāng)政府監(jiān)管環(huán)境管理成本稍增加、監(jiān)管策略概率減下時，公眾參與環(huán)境管理的策略概率z→1，而政府監(jiān)管企業(yè)的策略概率y→0。通過對比狀態(tài)①和②可知，只要影響企業(yè)、政府、公眾三方博弈因素參數(shù)稍作變化，三方博弈策略的收斂路徑就會變化。

3)當(dāng)初始狀態(tài)落在S2、S6與S8區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(1，1，0)，即(實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、監(jiān)管、不參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇?；?.3復(fù)制動態(tài)方程中的參數(shù)可知，當(dāng)政府對公眾獎勵A(yù)較小、政府不監(jiān)管被公眾發(fā)現(xiàn)的概率θ2以及政府向公眾支付的額外損失賠償E2較小時，公眾參與環(huán)境管理的概率z→0；當(dāng)政府對排污企業(yè)不監(jiān)管被公眾發(fā)現(xiàn)的聲譽(yù)損失R2與公共健康損失賠償E2之差減小時，即政府不監(jiān)管排污企業(yè)的聲譽(yù)損失全部用于公共健康損失賠償時，政府監(jiān)管企業(yè)的概率y→1。

4)當(dāng)初始狀態(tài)落在S2、S6與S9區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(1，1，1)，即(實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、監(jiān)管、參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。由1.3復(fù)制動態(tài)方程可知，當(dāng)政府對公眾獎勵A(yù)較大、政府不監(jiān)管被公眾發(fā)現(xiàn)的概率θ2以及政府向公眾支付的額外損失賠償E2較大時，公眾參與環(huán)境管理的概率z→0。下列5)～8)4種狀態(tài)跟上述1)～4)4種狀態(tài)政府、公眾策略的演化路徑分別一致，企業(yè)策略的演化路徑相反。由此，也可得出，在整個三維空間策略內(nèi)，該三方博弈不會收斂于某一穩(wěn)定策略。

5)當(dāng)初始狀態(tài)落在S3、S5與S8區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(0，0，0)，即(不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、不監(jiān)管、不參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。根據(jù)三方復(fù)制動態(tài)方程可知，公眾公共健康損失賠償E1較小、企業(yè)能源轉(zhuǎn)型的聲譽(yù)收益π3較少、政府對企業(yè)的罰金F較少時，三方群體的演化博弈路徑為{x→0，y→0，z→0}。

6)當(dāng)初始狀態(tài)落在S3、S5與S9區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(0，0，1)，即(不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、不監(jiān)管、參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。根據(jù)三方復(fù)制動態(tài)方程分析可知，公眾公共健康水平獲得收益π1增加、公眾參與環(huán)境管理成本C3較小、政府對企業(yè)的罰金F較大時，三方群體的演化博弈路徑為{x→0，y→0，z→1}。

7)當(dāng)初始狀態(tài)落在S3、S6與S8區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(0，1，0)，即(不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、監(jiān)管、不參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。根據(jù)三方復(fù)制動態(tài)方程分析可知，政府監(jiān)管企業(yè)的成本C4減小、政府對企業(yè)的罰金F較大時、補(bǔ)貼成本β增大時，三方群體的演化博弈路徑為{x→0，y→1，z→0}。

8)當(dāng)初始狀態(tài)落在S3、S6與S9區(qū)域的交集空間時，該博弈收斂于平衡點(diǎn)(0，1，1)，即(不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、監(jiān)管、參與環(huán)境管理)是企業(yè)、政府與公民的三方博弈群體中所有參與者的必然選擇。根據(jù)三方復(fù)制動態(tài)方程分析可知，政府對企業(yè)的罰金F較小、公眾公共健康損失賠償E1較小、能源轉(zhuǎn)系成本C1較小、補(bǔ)貼成本β減小、稅收減免比率α增大時，三方群體的演化博弈路徑為{x→0，y→1，z→1}。

通過對模型分析可知，盡管該三方博弈在某一局部范圍內(nèi)會收斂于各自的穩(wěn)定策略(平衡點(diǎn))，但該三方博弈過程不會固定地演化為某一個固定策略的集合，這是因?yàn)?，在能源消費(fèi)背景下，影響企業(yè)能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型、政府監(jiān)管與公眾參與環(huán)境管理的因素有多種，結(jié)合1.3小節(jié)復(fù)制動態(tài)方程、對上述八種策略的局部穩(wěn)定性分析可知，當(dāng)某一個隨機(jī)因素發(fā)生改變，將促使其中一方也會改變選擇策略，且這三方的行為決策又是相互影響，相互作用的，這將促使三方的策略選擇不斷調(diào)整。從而使該模型沒有演化穩(wěn)定策略。然而在環(huán)境污染日益惡化的今天，公眾參與的環(huán)境行為必不可少，本文的第4)種情形與現(xiàn)實(shí)情況比較吻合，是理想的博弈結(jié)果。由于本文涉及參數(shù)較多，在沒有具體值的情況下，參數(shù)間相互影響的分析比較不容易，針對這種情況，本文通過算例來研究第4)種情形。

2 數(shù)值實(shí)驗(yàn)

由于所列式子的復(fù)雜性，針對企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型后，政府對其減免稅收的比率α、政府給予實(shí)行能源轉(zhuǎn)型企業(yè)成本的補(bǔ)貼β，以及公眾公共健康損失賠償E1、政府對不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型企業(yè)的罰金F等政策參數(shù)采用Matlab軟件(版本：R2012b)對第4)中情形做數(shù)值模擬，以期得到有益的結(jié)論為政府監(jiān)管相關(guān)部門及公共衛(wèi)生部門的決策提供參考。

2.1 選擇某種策略初始情況變化對演化結(jié)果影響

數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5，其中x、y和z分別表示污染企業(yè)選擇實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的初始比例、政府選擇監(jiān)管的比例以及公眾選擇參與環(huán)境管理的比例。基于山西省某發(fā)電企業(yè)和專家咨詢，滿足上文系統(tǒng)博弈收斂于平衡點(diǎn)(1，1，1)的第4)種情形下參數(shù)值如下(單位：萬元)：α=0.2，β=0.3，A=150，F(xiàn)=100，C1=520，C2=420，C3=5，C4=8，E1=6，τ=0.3，πF=1000，π0=40，π2=8，π3=3，π1=2，R1=1.5，E2=1，θ1=0.8，θ2=0.75，R2=2。從圖5中得知排污企業(yè)群體、政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)與公眾群體之間策略交往行為演化的路徑依賴性。

圖5 選擇某一策略的不同初始情況對演化結(jié)果的影響Fig.5 The effect of various initial conditions choosing a policy on evolution results

從圖5中的(a)、(b)和(c)看出，x的收斂方向與速度和y、z有關(guān)，在y固定的條件下，z越大，x收斂速度越快，可以很快收斂于理想的穩(wěn)定狀態(tài)；但在z值較高且固定的條件下，如z=0.8，從(a)、(c)可知，y越大，x收斂于穩(wěn)定狀態(tài)的速度越慢。從圖5中的(a)、(b)和(c)看出，y的收斂方向和速度與x、z有關(guān)，在z固定的條件下，x越大，y很快收斂于理想的穩(wěn)定狀態(tài)。在x固定的條件下，z值越大，y收斂于平衡狀態(tài)的速度也越快。從圖5中的(a)、(b)和(c)看出，在y固定的條件下，x取值越大，z收斂于平衡狀態(tài)的速度要稍慢；在x固定的條件下，y取值越大，z收斂于平衡狀態(tài)的速度也稍慢。從圖5中的9個子圖可看出：污染企業(yè)、政府與公眾群體各自行為的演化結(jié)果和收斂時間不僅受本群體中選擇“能源轉(zhuǎn)型”、“實(shí)行監(jiān)管”與“參與環(huán)境管理”各自初始比例的影響，其中一方還受另外兩方選擇平衡狀態(tài)策略的初始概率影響。相比污染企業(yè)、政府博弈方來說，公眾參與環(huán)境管理行為的策略較少受本群體初始比例與另兩方初始比例的影響。

2.2 稅收率改變對演化結(jié)果的影響

在企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型后，政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)通常在原有稅率的基礎(chǔ)上繼續(xù)減少稅率。分析了稅率改變對演化結(jié)果的影響。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6，除參數(shù)α外，其他參數(shù)取值如圖5。對比圖5(a)和圖6(a)可以看出，增大參數(shù)α(稅收減免減小)，企業(yè)選擇實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的演化博弈方向不會改變，但從演化博弈實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)值看，增大參數(shù)α，企業(yè)會加快收斂速度。對比圖5(b)和圖6(b)可以看出，增大參數(shù)α，會影響政府收斂于平衡狀態(tài)的方向，甚至?xí)寡莼┺慕Y(jié)果偏離平衡狀態(tài)。對比圖5(c)和圖6(c)可以看出，增大參數(shù)α，不會改變公眾參與環(huán)境管理的演化博弈方向和速度。

(a) y=0.2，z=0.8，α=0.8

(b) x=0.6，z=0.8，α=0.8

(c) x=0.2，y=0.8，α=0.8 圖6 政府給予能源轉(zhuǎn)型的企業(yè)稅率改變對演化結(jié)果的影響Fig.6 The effect of enterprise tax changes for energy transformation given governments on evolution results

2.3 成本補(bǔ)貼對演化結(jié)果的影響

政府對企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型成本的補(bǔ)貼對三方博弈演化結(jié)果的影響如圖7(a)、(b)與(c)。分別對比圖5(a)、(b)與(c)和圖7(a)、(b)與(c)可知，政府對企業(yè)成本補(bǔ)貼的加大不會改變企業(yè)收斂于平衡狀態(tài)的方向，但從實(shí)驗(yàn)數(shù)值觀察，增加成本補(bǔ)貼后，企業(yè)群體演化與實(shí)行能源轉(zhuǎn)型策略速度變慢；而政府群體演化于監(jiān)管策略的速度會加快。

(a) y=0.2，z=0.8，α=0.8

(b) x=0.6，z=0.8，α=0.8

(c) x=0.2，y=0.8，α=0.8 圖7 實(shí)行能源轉(zhuǎn)型企業(yè)成本的補(bǔ)貼對演化結(jié)果的影響Fig.7 The effect of enterprise cost subsidies for energy transformation given govenment on evolution resutls

2.4 公共健康損失賠償對演化結(jié)果的影響

公眾要求不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的企業(yè)健康損失賠償對演化結(jié)果的影響如圖8(a)、(b)與(c)，除參數(shù)E1外，其他參數(shù)取值同圖5。分別對比圖5與圖8中的(a)、(b)與(c)可以看出，增加不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的企業(yè)對公共健康損失的賠償不會改變各博弈方的演化方向，但對比圖5(a)與圖8(a)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)值發(fā)現(xiàn)，增加企業(yè)的公共健康損失賠償可加快企業(yè)收斂到穩(wěn)定狀態(tài)；對比圖5(b)與圖8(b)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)值發(fā)現(xiàn)，增加企業(yè)的公共健康損失賠償對政府監(jiān)管不受影響；對比圖5(c)與圖8(c)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，增加公共健康損失賠償，有助于加快公眾參與環(huán)境管理收斂于理想的穩(wěn)定狀態(tài)策略。

(a)y=0.2，z=0.8， E1=10

(b) x=0.6，z=0.8， E1=10

(c) x=0.2，y=0.8， E1=10 圖8 企業(yè)健康損失賠償對演化結(jié)果的影響Fig.8 The effect of compensation for health loss not impleting energy transformation on evolution results

2.5 政府的罰金對演化結(jié)果的影響

不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的企業(yè)政府罰金對演化結(jié)果的影響如圖9。除參數(shù)F外，其他參數(shù)取值同圖5。對比圖5(a)與圖9(a)的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)值發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加罰金F不會改變企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型的演化結(jié)果，但會導(dǎo)致演化于平衡狀態(tài)的速度變慢；政府由于增加罰金也會導(dǎo)致演化于平衡狀態(tài)的速度變慢。

(a)y=0.2，z=0.8， F=150

(b) x=0.6，z=0.8，F(xiàn)=150

(c) x=0.2，y=0.8，F(xiàn)=150圖9 不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型企業(yè)的政府罰金對演化結(jié)果的影響Fig.9 The effect of government’s fund for enterprise not impleting energy transformation on evolution resutls

綜上，在化石能源消費(fèi)背景下，企業(yè)實(shí)行能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型、政府監(jiān)管與公眾參與環(huán)境管理會在一定條件下收斂到理想的博弈結(jié)果，即企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型、政府監(jiān)管、公眾參與環(huán)境管理；那么三方群體如何盡可能收斂于理想的博弈結(jié)果而遠(yuǎn)離“企業(yè)不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型”的策略呢？從本文圖5可知，在政府群體監(jiān)管策略一定的條件下，公眾群體參與環(huán)境管理的力度越大，企業(yè)收斂于“實(shí)行能源轉(zhuǎn)型”的速度越快，可見，對企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型監(jiān)管的機(jī)制，除了政府外，公眾參與環(huán)境管理必不可少。因此，為使公共健康水平得以提升，首先要完善企業(yè)的社會責(zé)任機(jī)制，為企業(yè)履行社會責(zé)任提供充分的激勵與約束條件。

3 結(jié)束語

化石能源消費(fèi)導(dǎo)致的環(huán)境污染嚴(yán)重影響著公眾的公共健康水平。為了克服政府監(jiān)管不力和遏制環(huán)境污染繼續(xù)惡化，提升公共健康水平，建立一種新的環(huán)境監(jiān)管均衡機(jī)制，使公眾有效合法全方位的參與環(huán)境管理，本文從企業(yè)自身角度出發(fā)、政府監(jiān)管政策與公眾參與環(huán)境管理的角度，提出如下建議：

1) 企業(yè)社會責(zé)任建設(shè)

由前文模型穩(wěn)定性分析可知，為使污染企業(yè)收斂于實(shí)行能源轉(zhuǎn)型策略(x收斂于一)的理想結(jié)果，一方面，可適當(dāng)增加公共健康損失賠償E1、公眾對實(shí)行能源轉(zhuǎn)型企業(yè)好感π2，讓企業(yè)承擔(dān)社會責(zé)任；另一方面，政府應(yīng)給予企業(yè)激勵措施，減少企業(yè)不實(shí)行能源轉(zhuǎn)型策略的成本收益C2(如新能源的技術(shù)成本等)。政府應(yīng)注重法律政策的制定和企業(yè)道德的水平宣傳，從法律規(guī)范和道德水平以及公眾美譽(yù)的潛在價值上促使企業(yè)實(shí)行能源轉(zhuǎn)型。

2)政府監(jiān)管與激勵

短期內(nèi)，政府應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管力度。在我國的經(jīng)濟(jì)、行政體制下，地方政府既有保護(hù)生態(tài)環(huán)境的責(zé)任，又有加快地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重任。嚴(yán)肅查處環(huán)境污染領(lǐng)域的官商勾結(jié)、權(quán)錢交易行為，提高不進(jìn)行清潔生產(chǎn)，不進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型的成本。著眼長遠(yuǎn)，從法制立法的高度約束企業(yè)排污。建立法治能源市場，只要市場中的煤炭消費(fèi)需求下降了，煤炭資源型經(jīng)濟(jì)就可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。從市場的角度探索環(huán)境污染交易、結(jié)合排污稅和排放許可證等多種手段，處罰、激勵與市場交易相結(jié)合，充分發(fā)揮市場機(jī)制的導(dǎo)向和政府的監(jiān)管行為，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染“外部負(fù)效應(yīng)成本”的“內(nèi)部正效應(yīng)化”。

3)完善公眾參與制度

從立法的角度建立公眾參與環(huán)境管理、監(jiān)管的事前、事中參與機(jī)制，把環(huán)境污染引發(fā)的公共健康損失納入到具體的法律條款中。提高公眾參與環(huán)境保護(hù)的主動意識，構(gòu)建公眾、政府與企業(yè)三方相互共同監(jiān)管的機(jī)制。借鑒發(fā)達(dá)國家公眾參與環(huán)境保護(hù)的政策，加強(qiáng)我國公眾對環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知度，結(jié)合相應(yīng)的法律體系提高國人對環(huán)保的責(zé)任感和認(rèn)同感。

此外，本研究對企業(yè)、政府與公眾三者策略選擇的影響因素還不夠全面，且沒考慮三方信息不對稱問題；盡管本研究給出了三方博弈各種情況下的平衡點(diǎn)，但沒給出各種策略平衡點(diǎn)的規(guī)律。未來的研究可對企業(yè)、政府與公眾三方群體的信息不對稱問題展開分析，借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步研究總結(jié)各種情況下平衡點(diǎn)的規(guī)律。

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曲衛(wèi)華，男，1982年生，副教授，博士。主要研究方向?yàn)槟茉喘h(huán)境經(jīng)濟(jì)、健康經(jīng)濟(jì)、健康大數(shù)據(jù)分析與復(fù)雜系統(tǒng)建模。發(fā)表學(xué)術(shù)論文15篇。被SCI/SSCI論文檢索2篇，被EI檢索1篇，被CSSCI、CSCD檢索5篇。

顏志軍，男，1974年生，教授,博導(dǎo),博士，主要研究方向?yàn)殡娮由虅?wù)、健康管理、醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析、社會網(wǎng)絡(luò)分析。先后主持和參與國家自然科學(xué)基金、科技部、“973”課題、“863”課題、"十五"科技攻關(guān)專題、國防科工委"十一五"基礎(chǔ)科研"等重要科研課題20余項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中被SCI/SSCI/EI檢索論文20余篇。

Evolutionary analysis of incentive mechanisms for enterprises, governments,and the public to achieve environmental health improvements

QU Weihua1,2, YAN Zhijun3

(1.Computer Center, Taiyuan University, Taiyuan 030032, China; 2. Institute of Management and Decision, Shanxi University, Taiyuan 030006, China; 3.School of Management and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

The effects environmental pollution caused by energy consumption are having on public health in China are quickly becoming increasingly serious. In this paper, we establish an evolutionary game model for enterprises, governments, and the public to analyze selection mechanisms and impact factors of these three constituents, thus considering health damage compensation. From game theory, these three stakeholders fail to converge to an ideal evolutionary stable strategy in some domains of the given three-dimensional space; however, we have found that, under certain conditions, these three stakeholders can converge to an ideal evolutionary stable strategy in certain domains, i.e., implementing energy transformation, enterprise regulation, and public participation in environment control. We show the effects that the variety of decision-making parameters have on evolutionary results via numerical experiments. We found that when the proportion of influence that the government group exercises in terms of regulations remains fixed, the higher the proportion of public participation in environmental management (and therefore higher health damage compensation) and the faster the speed by which the enterprise group evolves and energy transformation is realized. We also discuss the effects that government subsidies, tax deductions and exemptions, and government fines have on the evolutionary results, making some suggestions for policymakers as part of our conclusions.

energy consumption; enterprise pollution; government regulation; public participation; game theory

2015-08-13.

日期：2017-02-17.

北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(9152015).

顏志軍.E-mail: yanzhijun@bit.edu.cn.

10.11992/tis.201508012

http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1538.tp.20170217.0954.002.html

TP3; 062.2; C93

A

1673-4785(2017)02-0237-07

曲衛(wèi)華，顏志軍. 企業(yè)、政府與公眾公共健康提升激勵機(jī)制演化分析[J]. 智能系統(tǒng)學(xué)報， 2017, 12(2): 237-249.

英文引用格式：QU Weihua, YAN Zhijun. Evolutionary analysis of incentive mechanisms for enterprises, governments, and the public to achieve environmental health improvements[J]. CAAI transactions on intelligent systems, 2017, 12(2): 237-249.