王文鐸

(江西理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江西 贛州 341000)

0 引言

《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》[1]（以下簡稱“指導(dǎo)意見”）指出，建造產(chǎn)業(yè)要圍繞建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展總體目標(biāo)，以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級為動力，形成涵蓋科研、設(shè)計、生產(chǎn)加工、施工裝配、運(yùn)營等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系。該指導(dǎo)意見對建筑工程項目提出了具體的要求，即強(qiáng)調(diào)了信息化和智能化在工程項目上的重要性。智慧工地作為新興概念逐漸進(jìn)入主流視野，為工程項目建設(shè)期的信息化和智能化提供了明確的發(fā)展方向。

智慧工地是指運(yùn)用信息化手段對工程項目進(jìn)行精確設(shè)計和施工模擬，圍繞施工過程管理建立施工項目信息化生態(tài)圈，并將此數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下與物聯(lián)網(wǎng)采集到的工程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，提供過程趨勢預(yù)測及專家預(yù)案，實(shí)現(xiàn)工程施工可視化智能管理，以提高工程管理信息化水平，從而逐步實(shí)現(xiàn)綠色建造和生態(tài)建造。其優(yōu)勢在成本控制、風(fēng)險控制、質(zhì)量控制上均有體現(xiàn)。

但是目前智慧工地建設(shè)仍存在諸多不足，需要著力開展相關(guān)研究工作。基于此，本文以演化博弈理論為基礎(chǔ)，對政府與建設(shè)方?jīng)Q策及其帶來的利益變化進(jìn)行計算分析，以期為政府和建設(shè)方在智慧工地推廣激勵方面提供有效建議。

1 智慧工地研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)對智慧工地的研究發(fā)展以工程實(shí)踐中的管理系統(tǒng)升級、精益建造方向的信息化應(yīng)用為主，結(jié)合云端BIM技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、綜合評價法、動態(tài)計價等內(nèi)容。主要研究內(nèi)容集中在智慧工地技術(shù)應(yīng)用研究、應(yīng)用障礙因素研究、智慧工地管理系統(tǒng)研究等。其中智慧工地的應(yīng)用研究方面，趙羽[2]提出基于輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智慧工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)，解決了數(shù)據(jù)收集、追蹤軌跡等多個問題；王浩楠[3]通過研究制備兩種不同探測波段探測器，提出有機(jī)光探測器在智慧工地中的應(yīng)用。在智慧工地應(yīng)用障礙因素研究方面，賈美珊和徐友全等[4]在多個案例學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合實(shí)地調(diào)研，確定了20項因素指標(biāo)，結(jié)合ISM+AHP方法識別因素之間的層次關(guān)系及影響力；劉琪和劉利煒等[5]通過對智慧工地技術(shù)異化過程中存在的倫理風(fēng)險的分析，提出在開發(fā)、技術(shù)、應(yīng)用方之間存在的權(quán)益矛盾，及其相配套的法律與制度保障問題。而在智慧工地管理系統(tǒng)研究方面，黃建城和徐昆等[6]結(jié)合施工現(xiàn)場項目監(jiān)管要求設(shè)計智慧工地管理平臺管理架構(gòu)，其中包含的七種功能要求對智慧工地管理建設(shè)提供了參考意見；曾凝霜和劉琰等[7]通過對智慧建設(shè)理念下的BIM運(yùn)用模式的分析，提出了基于BIM的智慧工地管理體系框架，構(gòu)建基于多維信息動態(tài)決策的工地智慧環(huán)境。

在世界范圍的研究中，智慧工地是在長達(dá)12年的快速發(fā)展中逐漸實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)細(xì)化的，正是龐大的建設(shè)規(guī)模催生著智慧工地的探索和研發(fā)。由智慧城市衍生出智慧工地項目水到渠成，成為建筑行業(yè)信息化發(fā)展的必然趨勢。林鵬基于因子分析定義的8個障礙因子指標(biāo)，建立了智能工地障礙物推廣的解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)。Edirisinghe Ruwini批判性地分析了感知未來建筑工地領(lǐng)域現(xiàn)有的研究空白，基于技術(shù)準(zhǔn)備水平(TRL)模型對智慧工地數(shù)字皮膚的發(fā)展作出研究。Seong-JinKim和HyunOk調(diào)查了移動研究和移動應(yīng)用開發(fā)的趨勢，以及它們在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了適用于建筑工地的移動服務(wù)和工作流程改進(jìn)計劃。

智慧工地雖然優(yōu)勢眾多，但作為新興產(chǎn)業(yè)對政府和眾多建設(shè)方而言依然有許多顧慮之處，例如智慧工地改造成本及其導(dǎo)致的施工管理成本增加，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，法律責(zé)任界限不明確，配套軟硬件不夠成熟等都是非常實(shí)際的問題。

2 演化博弈模型構(gòu)建

2.1 基本假設(shè)

智慧工地產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中參與主體眾多。其中政府作為智慧工地的主要推手，負(fù)責(zé)工程建設(shè)相關(guān)法律法規(guī)與政策建議的發(fā)布、執(zhí)行、監(jiān)督工作；建設(shè)方作為智慧工地的應(yīng)用管理者，是智慧工地落實(shí)到應(yīng)用層面的關(guān)鍵一環(huán)。這兩者是智慧工地發(fā)展實(shí)施過程中權(quán)重最高的主要行為體，其利益訴求與其角色定位息息相關(guān)，在當(dāng)前發(fā)展政策下都希望實(shí)現(xiàn)自身主體的利益最大化。下文分別對政府與建設(shè)方的行為與利益進(jìn)行假設(shè)。

假設(shè)1：政府的行為策略可以分為激勵與不激勵兩種，其中激勵的概率假設(shè)為x(0＜x＜1)，不激勵的概率假設(shè)為(1-x)；建設(shè)方的行為策略即分為智慧工地與傳統(tǒng)工地兩種，其中采用智慧工地的概率為y(0＜y＜1)，采用傳統(tǒng)工地的概率為(1-y)。

假設(shè)2：政府采取激勵政策時，其管理成本為C G1；若建設(shè)方采用智慧工地，則給予其補(bǔ)貼為E，產(chǎn)生額外的社會、環(huán)境效益為I G，因符合中央政策受到上級政府嘉獎為A；若建設(shè)方采用傳統(tǒng)工地，則給予其罰金為F。若政府不采取激勵策略，其管理成本為C G2；此時若建設(shè)方采用智慧工地，仍有一定的概率θ(0＜θ＜1)獲得上級政府嘉獎A。

假設(shè)3：建設(shè)方采用智慧工地施工時，其成本為C P1，可以獲得政府補(bǔ)貼為E，并獲得更多承包機(jī)會、社會口碑等潛在收益為I P；若建設(shè)方采用傳統(tǒng)工地施工，成本為C P2，此時若政府采用激勵政策則會受到罰金為F。無論建設(shè)方采用何種方法施工，其工程項目收益均為G。

2.2 演化博弈矩陣

基于以上3項假設(shè)構(gòu)建政府-建設(shè)方雙方演化博弈矩陣如表1所示。

表1 政府-建設(shè)方演化博弈矩陣

3 演化博弈模擬結(jié)果分析

3.1 均衡點(diǎn)計算分析

根據(jù)表1演化博弈收益矩陣設(shè)政府采取激勵政策時的期望收益、采取不激勵政策時的期望收益、政府平均收益分別為

根據(jù)Malthusian動態(tài)方程可得政府在激勵策略下的復(fù)制動態(tài)方程為：

令U(x)=0可得x1=0，x2=0，

相應(yīng)地，設(shè)建設(shè)方采用智慧工地時的期望收益、采用傳統(tǒng)工地時的期望收益、建設(shè)方平均收益分別為N1、N2、

可得建設(shè)方在采用智慧工地策略下的復(fù)制動態(tài)方程為：

令V(y)=0可得

綜上所述該博弈系統(tǒng)均衡點(diǎn)為：(0,0)，(0,1)，(1,0)，(1,1)，(x3,y3)，其中

對上述平衡點(diǎn)分析該博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略，根據(jù)Friedman提出的判定標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建該博弈系統(tǒng)的雅可比矩陣為：

且滿足：

條件時達(dá)到均衡點(diǎn)。

代入得到該系統(tǒng)的雅可比矩陣為：

因此該系統(tǒng)局部平衡點(diǎn)對應(yīng)的跡條件trJ與行列式條件detJ如表2所示。

表2 局部平衡點(diǎn)對應(yīng)trJ及det J

由表中(x3,y3)處跡條件trJ=0可知該點(diǎn)不滿足均衡點(diǎn)條件，故該局部均衡點(diǎn)顯然不為ESS。

3.2 均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析

對除(x3,y3)外4個局部均衡點(diǎn)取值，通過討論博弈雙方策略發(fā)生變化時受決策影響的各種因素的取值變化，分析各均衡點(diǎn)隨之變化的結(jié)果，進(jìn)而得出在不同決策情況下的博弈結(jié)果。

（1）當(dāng)(1-θ)A+F-E＜C G1-C G2且E+I P＜C P1-C P2時，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點(diǎn)ESS為(0,0)。(0,1)、(1,1)為鞍點(diǎn)，(1,0)為不穩(wěn)定點(diǎn)。此時對政府和建設(shè)方而言智慧工地所增加的成本均超過其相應(yīng)的罰款收益、嘉獎收益、額外收益的總和，由于博弈雙方的有限理性假設(shè)，其對智慧工地的推進(jìn)工作均易采取消極策略，政府激勵意愿低下，企業(yè)也不愿意冒著虧損風(fēng)險選擇智慧工地施工。最終博弈系統(tǒng)演化為[不激勵，傳統(tǒng)工地]組合。

（2）當(dāng)(1-θ)A+F-E＜C G1-C G2且I P-F＞C P1-C P2時，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點(diǎn)ESS為(0,1)。(0,0)、(1,0)為鞍點(diǎn)，(1,1)為不穩(wěn)定點(diǎn)。此時對政府而言，其獲得上級政府嘉獎、罰款收益總和扣除給予建設(shè)方的補(bǔ)貼外無法覆蓋其增加的管理成本，因此政府傾向于選擇不激勵。但對建設(shè)方而言即使政府的補(bǔ)貼數(shù)額不足，其獲得的額外收益總和依然超過采用智慧工地所增加的成本，因此其對智慧工地的推進(jìn)工作將采取積極策略，最終演化為[不激勵，智慧工地]組合。此時在不耗費(fèi)或耗費(fèi)極少公共資源與行政成本的情況下，依然能夠達(dá)成對智慧工地的推廣目標(biāo)，從社會綜合效益角度來看該組合對目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是最有利的。

（3）當(dāng)F-E＞C G1-C G2且I P-F＜C P1-C P2時，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點(diǎn)ESS為(1,0)。(0,0)、(1,1)為鞍點(diǎn)，(0,1)為不穩(wěn)定點(diǎn)。此時建設(shè)方即使被罰款其收益也無法覆蓋其采取智慧工地所增加的成本，即便政府采取激勵政策建設(shè)方依然傾向于選擇傳統(tǒng)工地。該情況最終演化為[激勵，傳統(tǒng)工地]組合，對政府而言盡管獲得的收益大于采取激勵政策所增加的成本，但其實(shí)現(xiàn)推廣智慧工地的目標(biāo)未能實(shí)現(xiàn)，屬于不理想的情況。

（4）當(dāng)(1-θ)A+F-E＞C G1-C G2且I P-F＞C P1-C P2時，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定點(diǎn)ESS為(1,1)。(1,0)、(0,1)為鞍點(diǎn)，(0,0)為不穩(wěn)定點(diǎn)。由于政府與建設(shè)方均可得到超過增加成本的收益值，因此均傾向于做出積極推廣智慧工地的選擇，最終演化為[激勵，智慧工地]組合，該情況有利于最終目標(biāo)的達(dá)成，但比起情況（3）依然需要耗費(fèi)更多的社會資源與行政管理成本。

（5）當(dāng)(1-θ)A+F＞C G1-C G2＞E且F＞C P1-C P2＞I P時，系統(tǒng)所有平衡點(diǎn)都無法滿足條件，此時系統(tǒng)不存在穩(wěn)定策略ESS。

4 結(jié)束語

本文通過對政府與建設(shè)方在推廣智慧工地過程中的利益取舍建立演化博弈模型，得到該博弈系統(tǒng)4個均衡點(diǎn)的策略分析?；谕茝V智慧工地目標(biāo)的綜合社會效益，最優(yōu)的博弈結(jié)果應(yīng)考慮為［不激勵，智慧工地］組合，即政府只需少量甚至不給予補(bǔ)貼措施的情況下，依靠有限的獎勵措施以及有效的宣傳政策提升智慧工地項目的社會效益與企業(yè)口碑，來提升建設(shè)方對采用智慧工地的興趣，最終達(dá)成推廣智慧工地、提升建筑行業(yè)信息化和智能化的目標(biāo)。模擬過程中可以發(fā)現(xiàn)，在智慧工地尚處藍(lán)海的情況下，比起純粹的政府補(bǔ)貼，上級政府給予的獎勵支持與企業(yè)采用智慧工地產(chǎn)生的額外的形象收益與社會效益同樣助力巨大。由此考慮到未來可以著重于多方面的敏感性分析研究，細(xì)化多項正負(fù)反饋對政府、建設(shè)方的影響；或加入涉及智慧工地產(chǎn)業(yè)的其他主體進(jìn)行多方演化博弈分析，為政府調(diào)控產(chǎn)業(yè)鏈提供更多的參考思路。