2017年
财会月刊(21期)
财经论坛
基于演化博弈的非耐用型应急物资储备策略探析

作  者
雷 洋1,黄承锋2(博士生导师)

作者单位
1.重庆交通大学经济与管理学院,重庆400074;2.重庆交通大学西部交通与经济社会发展研究中心,重庆400074

摘  要
    【摘要】针对非耐用型应急物资,以有效理性假设为前提,考虑突发事件的不确定性因素,将该类物资调用的概率引入分析模型,运用演化博弈模型分析了地方政府和企业决策行为的演化过程。结果表明,政府承诺给予参与企业的优惠(例如政策、税收优惠)对系统演化博弈的稳定性影响微弱,为了提高合作的稳定性和可靠性,政府需要选择调用频率较高的物资进入市场化储备系统,考虑区域之间的合作,动态调用储备物资,提高储备物资的使用和周转效率,适当提高参与企业的成本补偿金,同时参与的企业应选择寄售式轮动储备模式,以降低储备成本。
【关键词】非耐用型应急物资;储备策略;政企合作;演化博弈
【中图分类号】F062.6      【文献标识码】A      【文章编号】1004-0994(2017)21-0104-5

一、引言
过去三十多年里全世界的各种灾害夺去了超过300万人的生命,并且花费了超过一百多亿美元来修复这些事件造成的损坏,灾害的发生具有不可预见性、罕见性以及后果的严重性,使得其对应急资源的需求具有突发性、紧迫性、多样性、巨量性的特点。应急物资储备是现代应急管理的重要环节,我国是自然灾害频发的国家之一,历史上有着优良的粮食储备传统和比较完善的粮食储备制度,为农业社会的减灾发挥了重要的作用,然而随着近年来突发公共事件的频繁发生,我国应急物资储备制度与实践显现出许多与现代应急管理不适应的问题。应急物资储备主要采用实物储备的方式,虽然具有迅速、快捷的优势,但是单一的实物储备极大地提高了储备成本,降低了财政资金的使用效益。当前国家的救援物资储备工作仍然以国家层面推进国家级救援物资储备工作为主,但仅靠国家层面的物资储备远远满足不了我国频发的自然灾害所带来的应急物资需求。
Egan指出,美国政府目前越来越依赖于使用市场、契约手段提供应急救援物资供应,这种倾向和趋势会导致政府的应急救援能力变得脆弱。Sheffi阐述了救援物资中的日常消耗品、耐用品由政府或者私人提供的科学性和应急风险。吴晓涛界定了应急救援物资生产能力储备的内涵,认为应急物资生产能力储备适于不易长期储存或储存需要较大空间的物资,且转产时间短、生产周期短的情况。丁斌等借助合作博弈模型,分析了在政府提前支付部分货款的条件下,供应商应急救援物资的库存策略,确立联盟的合作期限以及支付货款的比例。罗静等在假设储备周期内突发事件必定发生的情形下,运用演化博弈分析了企业应急物资生产能力储备策略,分别论证了三种政府激励措施下的合作行为。
从国内外的研究现状可以看出,当前应急救援物资储备研究已经从宏观的必要性论证向微观角度下的如何建设、如何储备转变。救援物资储备主体和手段经历了政府主导、财政工具转向“政府—私人”契约模式,再到救援物资混合储备战略的转变过程。应急救援物资属于公共物品,公共物品的提供主体一般是政府,政府利用财政资金进行物资储备,是传统的救援物资储备体系的基础。政府利用财政手段进行救援物资储备具有先天性优势,“专款专用”能够保证救援物资的稳定提供,使应急救援反应能力得到保障,但是这种应急物品供应机制存在先天性缺陷。耐用性救援物资可以利用财政资金进行储存,但是有许多必需的基本生活用品(如粮食、饮用水、方便面等)不可以进行大规模储备,需要利用市场手段进行储备,政府通过与私人企业签订契约合同,以期灾害发生时,企业能够按照事先约定的方式提供救援物资。利用市场手段进行救援物资储备也存在风险,这种风险的分析与规避、救援物资的分类供给办法、“政府—市场”混合机制的具体实施策略是目前研究的热点问题,也是应急救援物资储备的一种趋势。
从Bailey、Auerswald等的研究可以看出,在应急救援物资储备实践中,政府和私人的利益平衡点不同以及法律对私人的约束效率等因素,使政府和企业所面临的约束条件和效用具有显著的差异。对政府来说,“政府—市场”混合策略可能存在脆弱性,政府和企业之间的博弈结果存在不确定性,因此在整个合作过程中,政府和企业双方之间利益诉求存在差异,需要进行多次博弈,参与博弈的双方均被认为具有有限理性,因此双方都需要经过不断的试错与学习,从而找到合适的博弈策略。按照生物进化复制动态思想,采用收益较低的策略者会改变自己的策略而模仿收益较高者的策略,从而达到某种均衡。应急救援储备物资种类繁多,不同类型的物资具有不同的保质期和存储成本,相对于耐用型应急救援物资和设备,非耐用型应急救援物资的保质期相对较短,一般不能重复利用。本文运用演化博弈的思想,分析政企利用契约手段储备非耐用型应急救援物资问题,讨论双方的博弈策略,探究非耐用型应急救援物资合作储备的可行性与可靠性。
二、假设条件与参数设定
相对于复杂的外部决策环境,决策者不可能掌握全部信息,并且决策者自身的知识有限,也无法认识决策的详尽规律,因此假设决策主体是有限理性的更加符合实际决策过程,由此本文假设政府应急管理部门和参与应急救援物资储备的企业都是有限理性的。
假设在一个储备周期内突发事件发生的概率为r,在突发事件发生时调用应急救援物资。如果在储备周期内突发事件没有发生(概率为1-r),政府自有力量储备的非耐用型应急救援物资由于不具有流动性,以及存在保质期问题,在考虑处置成本的情况下,假定该批物资在储备周期结束时刻的残值忽略不计。对于企业储备的非耐用型应急物资,假定采用寄售式轮动储备方式,定期更换与投放市场,物资具有充分的流动性,物资贬值影响微弱,为了便于分析问题,假定不存在物资贬值问题。
在非耐用型应急救援物资储备合作中,政府采用两种纯策略:一种是信任参与应急救援物资储备的企业,认可合作储备的可靠性,即合作策略T1;另一种是不认可市场储备的可靠性,利用财政资金购买非耐用型应急救援物资,利用政府部门资源进行储备,即非合作策略T2。参与非耐用型应急救援物资储备的企业采取两种策略:一种是积极努力参与联合储备,即储备策略S1;另一种是不积极履行合同,采取机会主义态度对待合作,即不储备策略S2。
地方政府方的收益和成本设定。假定在非耐用型应急救援物资储备中,可靠稳定的应急救援物资储备给政府带来的基本收益为b1,如果政府认同市场化储备方式,就会采用与企业订立契约方式储备,如果突发事件发生,需要动用应急物资,则需要支付给企业的费用为c1;如果在一个储备周期内突发事件没有发生,政府则需要给予企业的储备补贴为w1。如果政府利用自有资源和力量进行非耐用型应急救援物资储备,储备成本为c2(假定包含物资本身价值);当企业方采取机会主义策略时,如果政府未能预期到这种结果的出现,突发事件发生时临时从市场上购买非耐用型应急救援物资,所支付的代价为c3(包含缺货成本)。根据实际情况和假设条件可知:c3>c1>w1,c3>c2。
企业方的收益和成本设定。假定企业参与非耐用型应急救援物资储备工作,则可以从政府部门获取各种政策、税收优惠。设定其获取的基本收益为b2,采用寄售式轮动储备方式,储备成本为d,物资具有充分的流动性,不考虑物资贬值问题。如果企业采取机会主义策略,不储备应急救援物资,将物资直接销售获得的收益为s,需要支付给政府的违约金为w2。
基于假设条件,考虑突发事件发生的概率,分别得到博弈双方不同策略组合下的收益函数,具体支付矩阵如表1所示。

 

 

三、政府和企业演化博弈构建
1. 演化博弈模型。假定在初始时间政府采用T1策略的概率为x,则采用T2策略的概率为1-x;企业采用S1策略的概率为y,则采用S2策略的概率为1-y,并且x,y∈[0,1]。
则政府的策略T1、T2的适应度和平均适应度分别为:
  u1T1=y(b1+rw1-rc1-w1)+(1-y)(b1-rc3+w2)
  u1T2=y(b1-c2-w1)+(1-y)(b1-c2)
  ug=xu1T1+(1-x)u1T2
 (1)
企业的策略S1、S2的适应度与平均适应度分别为:
  u2s1=x[b2+rc1+(1-r)w1-d]+(1-x)(s-d+w1)
  u2s2=x(b2+s-w2)+(1-x)s
  ue=yu2s1+(1-y)u2s2
 (2)
因此,政府选择合作策略T1、企业选择储备策略S1的复制动态方程分别为:
  Fg(x)=[dxdt]=x(u1T1-ug)
   =x(1-x)[(rw1+rc3-rc1-w2)y+c2+w2-rc3]
  Fe(y)=[dydt]=y(u2s1-ue)
   =y(1-y)[(rc1+w2-rw1-s)x+w1-d]
 (3)
令[                             ],联立下文的方程(4),可以在平面P={(x,y)∥x∈[0,1],y∈[0,1]}上求得演化博弈的五个均衡点,分别为O(0,0)、A(0,1)、B(1,0)、C(1,1)、D([d-w1rc1+w2-rw1-s],[c2+w2-rc3w2+rc1-rc3-rw1]),令[d-w1rc1+w2-rw1-s=x5,c2+w2-rc3w2+rc1-rc3-rw1=y5],且当同时满足x5,y5∈[0,1]时,D(x5,y5)才存在。
2. 模型稳定性及参数变化的影响分析。博弈演化系统均衡点的稳定性可以通过该系统的雅可比矩阵局部稳定性分析得出判断结论。Cressma详细说明了具体的判断分析标准,如果系统雅可比矩阵行列式的符号为正,而矩阵行列式的迹Tr(J)符号为负,可以判定所对应的均衡点具有渐进稳定的性质;如果系统雅可比矩阵行列式本身和行列式的迹Tr(J)均为正号,则可以判定系统中的该均衡点具有不稳定性;如果系统雅可比矩阵的符号为负,则可以判定该点为演化系统中的鞍点。演化系统方程(3)的雅可比矩阵为:
J(x,y)

 

 

根据J(x,y),可以计算出五个均衡点的雅可比矩阵行列式和行列式的迹Tr(J),如表2所示。由此可以看出,成本和收益参数取值不同,会影响到各均衡点的稳定性。特别需要指出的是,突发事件发生的概率r即非耐用型应急物资被调用的概率,会影响系统的均衡情况。

 

 

 

 

 

 

 

 

由表2可以看出,局部均衡点的符号正负与b2无关,因此可以认为,在政府和企业合作储备非耐用型应急救援物资活动中,政府承诺给予参与企业的各项优惠(例如政策、税收优惠)不会影响系统演化博弈的稳定性。从模型假设可以看出,b2能否成为企业的收益取决于政府最终所选择的决策,因此具有不确定性。企业在进行决策时,会意识到这种收益的不确定性。
成本和收益的参数取值不同,会影响各均衡点的稳定性。特别需要指出的是,突发事件发生的概率r即非耐用型应急物资被调用的概率,会影响系统的均衡情况。实际上,演化系统要求rc3>c2+w2,即考虑到应急救援物资被调用的概率,政府临时从市场上获取所需应急救援物资的成本大于自有资源储备成本加上从联盟企业获取的违约金,如果rc3<c2+w2,从成本收益的视角出发,不管企业如何决策,政府只会选择不储备;同时也需要满足w1-d<0,即当储备周期结束,应急救援物资没有被征用,政府支付给企业的费用低于企业储备物资的存储成本,同理,如果w1-d>0,则无论是否发生应急事件,此时企业只会倾向于存储物资,企业至少能够获得储存成本的弥补,即政府没有实现应急救援物资储备风险分担的目标。
根据Friedman提出的方法,当x5,y5∈[0,1],D(x5,y5)是系统中的鞍点,若rc3>c2+w2、w1-d<0,则有rc1+w2-rw1-s>0、w2+rc1-rc3-rw1<0,五个局部均衡点中O(0,0)、C(1,1)是演化稳定策略,分别对应地方政府和企业采取(非合作,不储备)和(合作,储备)两种策略。右图描述了地方政府和企业之间的动态博弈过程。折线ABD是系统收敛于不同状态的临界线,其右侧ACBD部分系统收敛于(合作,储备)状态,在折线的左侧,系统收敛于(非合作,不储备)状态。由此可以看出,系统的演化过程和稳定状态受到系统初始状态(双方选择策略的概率) 与鞍点D相对位置的影响。当演化系统初始状态落入OBDA区域时,演化博弈系统将会收敛于O(0,0),最终政府和企业双方都不实施合作策略,政府利用自有资源储备非耐用型应急物资,企业不参与非耐用型应急物资的储备。当初始状态落在ACBD 区域时,演化博弈系统向C(1,1)收敛,稳定策略逐渐向帕累托最优的方向演化,政府采取合作策略,企业储备应急救援物资,因此具体的演化路径依赖于区域OBDA和区域ACBD的面积,若SOBDA>SACBD,系统以更大的概率沿着DO路径演化收敛于O点,若SOBDA<SACBD,则系统以更大的概率沿着DC方向收敛于C点。
当x5,y5∈[0,1],rc3>c2+w2,w1-d<0时,演化博弈的相位图如右图所示,由相位图可以看出,SOBDA=SAOD+SBOD=[12](x5×OA+y5×OB)=[12](x5+y5),由上文分析可知:[y5=c2+w2-rc3w2+rc1-rc3-rw1],[x5=d-w1rc1+w2-rw1-s=d-w1r(c1-w1)+w2-s],从参数的实际意义来看,考虑缺货成本后c3>c1,令c3"=c3-c1,则有:
SOBDA=[12][[d-w1r(c1-w1)+w2-s]+
                                     ]
SACBD=1-[12][[d-w1r(c1-w1)+w2-s]+
                                     ]
由此可以看出影响SOBDA的参数与SACBD存在单调关系。
又由于c1>w1、c2+w2-rc3<0,因此可以作出如下判断:①当r增大时,SACBD增大,系统收敛于C(1,1)的概率增大,即应急救援物资被征用的概率增大时,系统更加倾向于向合作方向演化。②当w1增大时,SACBD增大,即政府给予企业的实际资金补贴增大时,系统更加倾向于向合作方向演化。③当c2增大时,SACBD增大,即政府利用自有资源独立储备非耐用型应急物资的成本增大时,系统更加倾向于向合作方向演化。④当d增大时,SACBD减小,即当企业的储备成本增大时,系统向合作方向演化的概率降低。
四、结论及政策建议
本文假定在非耐用型应急物资储备过程中,地方政府和参与的企业具有有限理性,在此基础上运用演化博弈理论分析了地方政府和企业决策行为的演化过程,得出如下结论和相关建议。
1. 对于非耐用型应急救援物资,政府可以通过与企业订立契约,双方约定违约金和成本补偿金,采用市场手段进行该类型的物资储备。参与企业采用寄售式轮动储备方式,在与政府分担储备风险的同,能够有效降低储备机会成本,并保证供应的可靠性。对于政府来说,只有约定的成本补偿金低于参与企业寄售式轮动储备成本时,才能实现利用市场手段分担物资储备的风险。
2. 从演化博弈均衡点稳定性分析可以看出,在模型假设条件下,系统有可能收敛于双方不合作状态,因此政府和企业联合储备非耐用型应急物资策略具有一定的脆弱性。在储备周期内,物资被调用的概率直接影响着博弈系统的演化方向,被调用的概率越大,双方的博弈系统向合作状态演化的概率越大。对于政府来说,为了强化市场储备的可靠性,需要选择使用频率较高的应急物资品类进入市场储备策略之中,同时可以考虑区域之间的合作,动态调用储备物资,提高储备物资的使用和周转效率。
3. 假定企业奉行利益最大化目标下的机会主义,在政府和企业联合储备非耐用型应急物资的博弈过程中,政府承诺给予参与企业的各项优惠(例如政策、税收优惠)不会影响系统演化博弈的稳定性。为了提高市场化储备手段的可靠性,政府需要在充分研究企业轮动储备成本的基础上,适当提高参与企业的储备成本补偿金,增强企业的合作意愿。降低参与企业的轮动储备成本,会提高双方合作的概率。

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