張蓓佳

(安徽大學(xué) 管理學(xué)院,安徽 合肥 230601)

近年來,城市生活垃圾的混裝焚燒和填埋所帶來的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題愈演愈烈,推行垃圾分類刻不容緩。[1]2017年國家發(fā)布《生活垃圾分類制度實(shí)施方案》,提出生活垃圾強(qiáng)制分類的要求,正式拉開全面推進(jìn)垃圾分類的序幕。居民作為垃圾分類的重要實(shí)施主體,其垃圾投放行為選擇會直接影響垃圾分類成效。然而自垃圾分類工作推進(jìn)以來,各分類試點(diǎn)城市的居民垃圾分類參與率不容樂觀。[2]例如杭州市統(tǒng)計(jì)局2019年的調(diào)查結(jié)果顯示,居民垃圾分類實(shí)際參與率僅為20%-30%。[3]因此研究如何解決居民垃圾分類參與率低的問題,就成為決定未來垃圾分類成效的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)社會和環(huán)境長效發(fā)展的必然需求。

縱觀現(xiàn)有研究成果發(fā)現(xiàn),部分學(xué)者解決垃圾分類投放問題的研究思路一般是先找到分類投放的影響因素,然后根據(jù)影響因素探索解決路徑。居民垃圾分類投放行為的影響因素,從內(nèi)在特征視角分析,即從居民個人視角切入,包括態(tài)度、[4]道德規(guī)范、[5]習(xí)慣、[6]認(rèn)知因素[7]等;從外部環(huán)境視角分析,來源于個體外部的刺激因素有政策法規(guī)、[2]社會規(guī)范、[8]便利條件[9]等。態(tài)度、道德規(guī)范、習(xí)慣等因素來源于居民本身,政策法規(guī)、便利條件等的制訂和實(shí)施者為政府,因此垃圾分類投放行為的參與主體主要就是居民和政府。另一些學(xué)者在此認(rèn)知基礎(chǔ)上,不再滿足于研究影響因素與行為之間的單向關(guān)系,而是開始探索居民和政府之間的演化博弈關(guān)系,力求找到促使政府監(jiān)管和居民分類投放的策略實(shí)現(xiàn)條件,例如周葉等、[10]沈志峰等、[11]張爽等[12]在各自的研究中均以政府和居民為主體,構(gòu)建演化博弈模型并進(jìn)行仿真分析。

當(dāng)前雖然已有學(xué)者運(yùn)用演化博弈理論對垃圾分類投放問題進(jìn)行研究,但僅局限于構(gòu)建兩方演化博弈模型,實(shí)際上居民垃圾分類投放行為會受到居民、物業(yè)公司和地方政府三方?jīng)Q策行為的影響。其中物業(yè)公司作為居民居住小區(qū)的直接管理者,對于居民的不當(dāng)投放行為有義務(wù)進(jìn)行勸阻、監(jiān)督和管理,需要承擔(dān)規(guī)范居民垃圾投放行為的責(zé)任。然而將這三個參與主體共同置于同一博弈分析模型中的研究還很匱乏。鑒于此,本研究將居民、物業(yè)公司和地方政府納入同一研究框架中,構(gòu)建三方演化博弈模型,分析模型的演化穩(wěn)定策略及實(shí)現(xiàn)條件,最后運(yùn)用MATLAB軟件仿真不同參數(shù)取值情況下的各博弈方演化行為,并進(jìn)一步提出促進(jìn)居民分類投放行為的策略建議。

一、三方演化博弈模型假設(shè)與構(gòu)建

在居民垃圾投放過程中,主要參與主體為地方政府、物業(yè)公司和居民,地方政府針對物業(yè)公司是否規(guī)范垃圾投放行為的策略選擇為{監(jiān)管,不監(jiān)管},x為監(jiān)管概率( 0≤x≤1);物業(yè)公司對居民是否分類投放行為的策略選擇為{規(guī)范,不規(guī)范},y為規(guī)范概率( 0≤x≤1);而居民垃圾投放行為的策略選擇為{分類投放,不分類投放},z為分類投放概率( 0≤z≤1)。在明確地方政府、物業(yè)公司及居民行為特征的基礎(chǔ)上設(shè)置相關(guān)參數(shù),參數(shù)名稱及含義見表1。

表1 相關(guān)參數(shù)及含義

表2 垃圾投放問題中三方演化博弈收益矩陣

二、三方演化博弈模型穩(wěn)定性分析

1.模型局部均衡點(diǎn)求解

Ux1=yz(R1-C1-B1)+y(1-z)(R1-C1-B1+P3)+(1-y)z(R1-C1+P1)+(1-y)(1-z)(R1-C1+P1+P3)

(1)

(2)

(3)

Uy1=xz(R2-C2+B1-B2)+

x(1-z)(R2-C2+B1+P2)+z(1-x)(R2-C2-B2)+

(1-x)(1-z)(R2-C2+P2)

(4)

(5)

(6)

Uz1=xy(R3-C3+B2)+x(1-y)(R3-C3)+y(1-x)(R3-C3+B2)+(1-x)(1-y)(R3-C3)

(7)

(8)

(9)

分別構(gòu)建地方政府、物業(yè)公司和居民的復(fù)制動態(tài)方程為:

y(P1+B1)-zP3]

(10)

x(B1+P1)-z(B2+P2)]

(11)

y(B2+P2)]

(12)

在地方政府、物業(yè)公司和居民的三方演化博弈中,式(10)-式(12)的復(fù)制動態(tài)方程描述了有限理性方的動態(tài)博弈過程,當(dāng)三方均達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,表示博弈參與方均通過不斷試錯找到了有效的納什均衡。[13]為了尋求三方演化博弈的均衡點(diǎn),令F(x)=F(y)=F(z)=0,同時根據(jù)Ritzberger和Weibull提出的結(jié)論,即多群體演化博弈復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定解一定是嚴(yán)格的納什均衡解,[14]在此僅求解8個嚴(yán)格納什均衡點(diǎn),分別為E1(0,0,0)、E2(1,0,0)、E3(0,1,0)、E4(0,0,1)、E5(1,1,0)、E6(0,1,1)、E7(1,0,1)和E8(1,1,1)。

2.均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析

根據(jù)李雅普洛夫穩(wěn)定性理論,系統(tǒng)在均衡點(diǎn)處的漸近穩(wěn)定特性可以通過分析系統(tǒng)雅可比矩陣的特征值來判斷,即系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定的充要條件是矩陣的所有特征值均小于0。[15-16]系統(tǒng)的雅可比矩陣J如式(13)所示:

(13)

其中:

(14)

(15)

(16)

(17)

x(B1+P1)-z(B2+P2)]

(18)

(19)

(20)

(21)

y(B2+P2)+xP3]

(22)

表3 三方演化博弈系統(tǒng)均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析

對表3結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在三方演化博弈穩(wěn)定策略中,均衡點(diǎn)E7(1,0,1)和E8(1,1,1)對應(yīng)的穩(wěn)定策略是較為理想的策略,因?yàn)榫用褡罱K都會選擇分類投放,達(dá)到解決居民垃圾分類投放問題的目的。但E7所對應(yīng)的(監(jiān)管,不規(guī)范,分類投放)策略是僅靠地方政府發(fā)揮監(jiān)管作用促使居民完成垃圾的分類投放,而作為小區(qū)垃圾分類責(zé)任人的物業(yè)公司,在此過程中對居民的投放行為并不加以規(guī)范。然而要想取得良好成效,政府必然需要付出大量的監(jiān)管成本,從而給地方財(cái)政帶來極大壓力。所以物業(yè)公司不應(yīng)該將自身應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任全部推給地方政府,增加政府行政負(fù)擔(dān)。從長遠(yuǎn)角度看,地方政府和物業(yè)公司通過協(xié)同治理,共同促使居民選擇分類投放行為的(監(jiān)管,規(guī)范,分類投放)策略才是最符合實(shí)際的理想策略。

三、三方演化博弈模型數(shù)值模擬

1.三方博弈行為演化路徑

假設(shè)演化的初始狀態(tài)為(x,y,z)=(0.2,0.3,0.4),演化過程如圖1所示,從二維圖和三維圖中均可以看出演化結(jié)果逐漸收斂于(監(jiān)管,規(guī)范,分類投放)策略。接著調(diào)整演化的初始狀態(tài),將每個博弈方的策略比例增大至(x,y,z)=(0.5,0.6,0.7),演化過程如圖2所示,從二維圖和三維圖中均可以看出各博弈方的演化路徑仍未發(fā)生改變,依然逐漸收斂于(監(jiān)管,規(guī)范,分類投放)策略。圖1和圖2展示的博弈結(jié)果驗(yàn)證了均衡點(diǎn)E8(1,1,1)的穩(wěn)定性,也說明初始狀態(tài)的改變不會對演化的收斂結(jié)果產(chǎn)生影響。

圖1 初始狀態(tài)下三方演化博弈過程圖

圖2 改變初始狀態(tài)下的三方演化博弈過程圖

另外,根據(jù)圖1和圖2中的二維圖可知,在不同初始狀態(tài)下,x的演化規(guī)律都呈現(xiàn)單調(diào)遞增并無限趨近于1的趨勢,說明地方政府選擇監(jiān)管決策的比例會隨著時間持續(xù)增加,最終地方政府將全部采取監(jiān)管策略。而y和z的演化則不具有單調(diào)性,雖然最終仍將演化到無限趨近于1的狀態(tài),但在演化過程中,會出現(xiàn)值隨時間減小的階段。這里y值出現(xiàn)震蕩的原因可能是因?yàn)樵谠撾A段物業(yè)公司發(fā)現(xiàn)地方政府的監(jiān)管力度仍然處于較低的水平,導(dǎo)致部分物業(yè)公司為了安撫居民情緒而放棄對居民垃圾投放行為的規(guī)范,但隨著演化的繼續(xù)進(jìn)行,地方政府監(jiān)管的力度達(dá)到較高的水平,物業(yè)公司最終將全部選擇規(guī)范行為策略。對z值的演化規(guī)律也可以解釋為,居民最終選擇分類投放行為需要一個過程,在演化的某個階段中,居民可能由于惰性和投機(jī)心理出現(xiàn)行為上的反復(fù),然而通過地方政府的繼續(xù)監(jiān)管和物業(yè)公司的持續(xù)規(guī)范管理,所有居民終將實(shí)施分類投放。

2.地方政府獎懲機(jī)制變動對演化結(jié)果的影響

根據(jù)第3節(jié)的分析,(監(jiān)管,規(guī)范,分類投放)策略的實(shí)現(xiàn)受到博弈三方的策略選擇收益和行為成本,以及相互之間獎懲機(jī)制的影響,在此選擇變動地方政府獎懲機(jī)制中的相關(guān)參數(shù),分析不同參數(shù)變化對三方演化結(jié)果的影響。

地方政府獎懲機(jī)制參數(shù)包括地方政府對物業(yè)公司和居民的獎懲,即地方政府對物業(yè)公司的規(guī)范行為給予的獎勵B1、對物業(yè)公司的不規(guī)范行為實(shí)施的處罰P1以及對居民的不分類投放行為實(shí)施的處罰P3。在保持其他參數(shù)初始值不變,一次僅改變一個參數(shù)的情況下,依次改變B1、P1和P3。先B1分別取值1、3和4,其變化對演化博弈結(jié)果的影響如圖3所示。再設(shè)置P1值為1、3和5,其變化對演化博弈結(jié)果的影響如圖4所示。最后令P3分別等于0.5、1.5和3,其變化對演化博弈結(jié)果的影響如圖5所示。

圖3 對演化結(jié)果的影響

圖4 對演化結(jié)果的影響

圖5 對演化結(jié)果的影響

由圖3和圖4可知,B1和P1均存在使ESS(1,0,0)轉(zhuǎn)變?yōu)镋SS(1,1,1)的臨界值,當(dāng)B1和P1分別小于該臨界值時,x收斂于1,y和z收斂于0;當(dāng)B1和P1分別大于該臨界值時,x的演化路徑不會受到影響,但y和z則會改變其演化路徑轉(zhuǎn)而收斂于1。并且此時隨著B1和P1的各自增大,y和z收斂于1的速度加快,而它們對x的收斂速度影響并不顯著。值得注意的是,這里的影響不顯著是指當(dāng)參數(shù)值達(dá)到了能夠保證ESS(1,1,1)為演化穩(wěn)定策略的臨界值之后,參數(shù)值的增加對演化速度的影響不顯著。[18]

由圖5可知,P3存在使ESS(1,1,0)轉(zhuǎn)變?yōu)镋SS(1,1,1)的臨界值,當(dāng)P3小于該臨界值時,x和y收斂于1,z收斂于0;當(dāng)P3大于該臨界值時,x和y的演化路徑不會受到影響,但z則會改變其演化路徑轉(zhuǎn)而收斂于1。并且此時隨著P3的增大,z收斂于1的速度加快,而它們對x和y的收斂速度影響并不顯著。

模擬結(jié)果表明首先隨著地方政府給予物業(yè)公司的獎勵和處罰增加,不僅能夠同時改變物業(yè)公司和居民的演化路徑,使它們分別選擇規(guī)范策略和分類投放策略,而且還能加快策略選擇的速度。其次隨著地方政府對居民施加的處罰力度的增加,也會改變居民的演化路徑,使其選擇分類投放策略,并且加快居民策略選擇的速度。地方政府通過調(diào)整獎懲機(jī)制參數(shù)使物業(yè)公司和居民在垃圾投放過程中的決策朝著地方政府及社會期望的方向轉(zhuǎn)變,對其行為起到良好的激勵約束作用。

四、結(jié)論與建議

本研究將地方政府、物業(yè)公司和居民納入同一研究框架中,構(gòu)建多主體參與下的三方演化博弈模型,分析模型的演化穩(wěn)定策略及實(shí)現(xiàn)條件,最后運(yùn)用MATLAB軟件仿真不同參數(shù)取值情況下的各博弈方演化行為,得出以下結(jié)論。

(1)在地方政府、物業(yè)公司和居民三方主體參與下的垃圾投放行為演化博弈中,可以得到六種條件下的六種演化結(jié)果,其中ESS(1,1,1)對應(yīng)的穩(wěn)定策略是最符合實(shí)際的理想策略。該理想策略的實(shí)現(xiàn)受到三方在不同策略下的行為收益、三方行為成本以及地方政府和物業(yè)公司獎懲機(jī)制的影響。

(2)在滿足實(shí)現(xiàn)ESS(1,1,1)條件不變的前提下,三方初始狀態(tài)的改變不會對演化收斂結(jié)果產(chǎn)生影響。其中地方政府的策略選擇比例單調(diào)遞增至收斂結(jié)果,而物業(yè)公司和居民的策略選擇比例在某個階段會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象,即呈現(xiàn)先遞減再遞增至收斂結(jié)果的演化規(guī)律。

(3)通過調(diào)節(jié)地方政府獎懲機(jī)制參數(shù),即增加施予物業(yè)公司的獎勵和處罰能夠同時改變物業(yè)公司和居民的演化路徑,使其更快的選擇監(jiān)管策略和分類投放策略;而地方政府對居民施加的處罰力度的增加,也能改變居民的演化路徑,加快其選擇分類投放策略的速度。

為了更好地促進(jìn)居民采取垃圾分類投放行為,從地方政府視角出發(fā),在提高政府監(jiān)管行為收益、降低政府監(jiān)管成本和構(gòu)建科學(xué)獎懲機(jī)制三方面提出建議。

(1)地方政府需要運(yùn)用宣傳教育手段以提升居民的社會和環(huán)境責(zé)任感,讓居民意識到垃圾分類投放的重要性,從而支持認(rèn)可政府的監(jiān)管行為,使政府獲得更多社會聲譽(yù)?？梢圆扇〉拇胧┌ㄒ韵聨讉€:首先打造面向公眾開放的垃圾分類宣傳教育基地,集科普、宣傳、展示、體驗(yàn)等功能于一體,向公眾普及垃圾分類投放的知識和理念;其次發(fā)揮媒體的傳播優(yōu)勢,在電視、廣播、報(bào)紙、“兩微一端”等多種有效載體開設(shè)垃圾分類宣傳專欄;最后將垃圾分類知識納入校園教育體系,強(qiáng)化對學(xué)生垃圾分類知識的宣傳教育,通過小手牽大手,輻射家庭和社區(qū),進(jìn)一步營造全社會支持垃圾分類、踐行垃圾分類的良好氛圍。

(2)地方政府對物業(yè)公司的監(jiān)管往往依賴于社區(qū)管理人員對物業(yè)公司規(guī)范工作的檢查,為了達(dá)到監(jiān)管效果,監(jiān)管頻率的增加致使監(jiān)管成本相對較高。因此政府需利用大數(shù)據(jù)及人工智能等技術(shù),安裝智慧化分類收集裝置,構(gòu)建垃圾分類收集信息管理系統(tǒng),每日獲取各小區(qū)的包括投放時間、分類情況、垃圾重量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以及垃圾分類參與率、投放率、準(zhǔn)確率等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),從而對物業(yè)公司的工作進(jìn)展實(shí)施動態(tài)監(jiān)測,以提升監(jiān)管效率。同時政府還應(yīng)開設(shè)舉報(bào)平臺,鼓勵居民對物業(yè)公司不規(guī)范垃圾投放的行為進(jìn)行舉報(bào)。期望未來可以實(shí)現(xiàn)以系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)管為主和居民志愿監(jiān)管為輔的綜合監(jiān)管模式。

(3)雖然提高地方政府對物業(yè)公司和居民的獎懲力度能夠促進(jìn)理想策略的實(shí)現(xiàn),但如果地方政府和物業(yè)公司的獎勵和處罰都是以貨幣形式體現(xiàn)的話,數(shù)額會受到財(cái)政支出、法律法規(guī)和物業(yè)公司預(yù)算的限制,因此需要試算出合理的金額數(shù)。此外將信用積分的增減引入獎罰機(jī)制,能夠改變貨幣化獎罰機(jī)制的單一性。例如政府可以將物業(yè)公司對垃圾投放的規(guī)范或不規(guī)范行為納入企業(yè)信用積分體系,信用分低的物業(yè)公司會受到評級降低等處罰,嚴(yán)重者甚至可責(zé)令其退出市場;而針對居民,政府需要完善公民的個人信用體系,加快信用數(shù)據(jù)庫的建設(shè),將居民的分類投放或不分類投放行為納入個人信用體系,信用分過低的用戶將受到被政府限制使用其他公共服務(wù)的處罰。