公众监督下绿色建筑开发利益主体行为的演化博弈分析

尹泽宇, 洪文霞

(青岛理工大学 管理工程学院, 山东 青岛 266525)

建筑行业作为国际能源署(IEA)评价的全球碳排放量最高的三个行业之一,其消耗的能源与造成的环境污染均占全球总量的50%左右[1]。根据中国能源统计年鉴公布的数据显示,2019年我国建筑业碳排放量达194.54亿吨,占全国碳排放总量的50%,同比2009年的88.44亿吨增长了119.97%。随着中国城市化进程的快速推进,建筑业的发展速度与地区经济发达程度呈正相关[2],2019年,仅江苏、浙江、福建三省的建筑业碳排放量就高达69.63亿吨,占比35.79%。与传统建筑相比,绿色建筑在全寿命周期中具有环境影响小、运行能耗低等优点[3],同时对降低城市热岛效应(UHI)具有显著作用[4]。因此,推动传统建筑行业的绿色升级与绿色转型是中国于2060年实现“碳中和”的必然要求[5]。

绿色建筑在我国虽起步较晚,但随着国家对发展绿色建筑的相关规划与评价标准的日趋完善,其发展势头还是呈现出较为迅猛的态势。2006年住建部在参考国际权威绿色建筑评价标准的基础上,结合我国的实际情况,颁布了第一部《绿色建筑评价标准》,并于2014年和2019年进行了两次更新,现作为我国最新的标准实施,得到了国内大部分城市的积极响应。

但对于相关企业来说,从开发传统建筑转向开发绿色建筑,由于面临相当大的成本增量、质量控制与技术问题、政策与标准变化、组织与管理的风险、运营阶段城市居民的购买力不足等因素的影响[6],许多企业对于开发绿色建筑仍持观望态度。而政府作为开发绿色建筑的政策推行者、标准制定者、金融掌控者,仅靠单一约束不能有效地解决绿色建筑开发过程中政府与建筑企业之间的利益冲突。且政府作为发展绿色建筑最大的外部激励因素,通过正向与负向的双重激励可以有效地帮助企业分担相关风险,提升激励有效性[7]。正是因为政府与企业之间在追求社会效益与经济效益上的需求差异,以及有限理性下双方主导策略的相互依存性[8],导致双方在开发绿色建筑的方向上处于重复博弈的状态。

在信息传播技术高度发达的今天,公众对于绿色建筑的关注度正随着互联网的发展、政府对环境治理理念的变化而逐渐提高[9],现代建筑的可持续设计、光照及能源节约情况、对土地及建筑材料的节约情况等都成为影响公众消费的重要决策因素[10]。同时,随着公众对政府服务质量要求的提高,政府对公共事业的态度与政府形象具有很强的相关性,让公众进行有效地参与社会管理对社会的和谐稳定具有正向促进作用。因此,政府有必要加强对公众的引导,使其参与到对建筑企业是否开发绿色建筑的监督中来。

一、 政府、建筑企业与公众之间演化博弈模型的建立

1. 基本假设

假设1 根据谢识予[11]对演化博弈主体的分析,在该博弈过程中,各博弈主体均是有限理性的,有限理性意味着其不能在第一时间找到最优的策略选择,而是需要根据对方的策略不断学习和调整自己的博弈策略,随着时间的推移最终达到演化稳定状态。

假设2 设政府采取奖惩策略的概率为x(1≤x≤0),则采取不奖惩的策略为(1-x)。建筑企业开发绿色建筑的概率为y(0≤y≤1),则开发传统建筑的概率为(1-y)。公众参与监督的概率为z(0≤z≤1),不监督的概率为(1-z)。

假设3 在政府视角下,建筑企业无论开发传统建筑还是开发绿色建筑,对促进城市居民就业,带动城市经济发展及维护社会稳定均起到了正向作用,现将其量化为Rg2;若建筑企业开发绿色建筑,其带来的环境增效量化为Rg1;政府在奖惩策略下,对供应链上游的材料监管、检测成本为Cg1,且给予建筑企业相应的激励津贴为E1;若建筑企业开发传统建筑,政府在付出环境治理成本Cg2的同时要收取企业罚金Pe,并且企业罚金需摊平环境治理成本(Pe>Cg2);同时,政府应给予监督的公众一定的奖励E2,在公众监督的背景下,政府对推动企业开发绿色建筑持积极态度,上级政府会给予相当数额的财政补贴A,否则公众一旦举报环境污染且政府态度的不作为等,会受到针对本级政府的罚金Pg。

假设4 建筑企业在开发项目时,无论是否为绿色建筑均会取得正常收益Re,开发传统建筑的成本为Ce1,开发绿色建筑的成本为Ce2,因绿色建筑在设计以及施工过程中的成本均高于传统建筑,故Ce1

假设5 当建筑企业选择开发绿色建筑时,城市碳排放的减少以及环境的优化会提升城市居民幸福感,量化到公众所能享受到的收益为Rp;当公众选择对政府和建筑企业对开发绿色建筑的态度进行监督时,付出的监督成本为Cp,如公众自发组织的监督工会的运营成本等;当企业选择开发传统建筑时,企业损失的未来收益有α比例为公众节约的未来消费,即αRb,其中(0≤α≤1)。

2. 建立支付矩阵

表1 政府、建筑企业与公众的支付矩阵

3. 建立各博弈主体复制动态方程

政府方的复制动态方程为

定义

G(y,z)=zy(-Pg)+z(A+Pg-E2)+y(-E1-Pe)+(Pe-Cg1)

(5)

(2) 政府方的复制动态分析。

① 当z=z*或y=y*时,G(y,z)=0,F(x)≡0,经过等式两端增项与变换,可以得到

此时政府采取奖惩策略与采取不奖惩策略下的收支达到了平衡状态,无论x取何值,其均不会随着时间的推移而产生变化,系统处于稳定状态;但政府不存在演化稳定策略,一旦该平衡受到破坏,政府策略就会随着时间推移逐渐收敛于奖惩或不奖惩。

② 根据微分方程稳定性定理,若政府策略处于演化稳定策略,需满足条件为F(x)=0且dF(x)/dx<0。dF(x)/dx=(1-2x)G(y,z),当zz*时,则x=1为演化稳定策略,此时政府会收敛于奖惩策略。

③ 同理,当y>y*时,G(y,z)<0,x=0为政府演化稳定策略,当y0,x=1为政府演化稳定策略。其中:

现定义三维空间A={L(x,y,z)|0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1}, 在方程G(y,z)=0中, y,z互为反函数,具有等效作用, 故以公众选择监督概率z=z*为例, 分析其中各参数对政府方复制动态收敛趋势的影响。 如图1所示,截面Z将空间L分为L1与L2两部分, 若初始博弈策略落在空间L1内, 则政府方策略最终收敛于奖惩, 反之收敛于不奖惩。

图1 政府方复制动态相位图

(7)

推论1 当参数A、Pg、Pe增大,E1、E2、Cg1减小时, 截面Z在空间L中的相对位置会出现下移, 且当A>E1+E2+Cg1时, 截面Z的边界会与平面abb1a1相交, 此时VL1显著增大, 则政府方收敛于奖惩策略的概率得到了显著提升, 反之政府方则更容易收敛于不奖惩策略。 由于建筑企业和公众方复制动态分析与政府方分析方式类似, 故不单独进行分析。

建筑企业复制动态方程为

定义

H(x,z)=z(Ra2+Rb)+x(E1+Pe)+Ra1+Ce1-Ce2

(12)

公众方复制动态方程为

定义

I(x,y)=y(-Ra2-αRb)+xE2+αRb-Cp

(17)

4. 局部稳定性分析

为更好地分析不同情景下政府、建筑企业、公众之间的复制动态关系,了解各参数变化对各博弈主体策略选择的关联情况,现联立方程F(x)=0,F(y)=0,F(z)=0,并进行局部稳定性分析。

(18)

通过对式(18)求解可得到E1(0,0,0)、E2(0,1,0)、E3(0,1,1)、E4(1,1,1)、E5(1,0,0)、E6(1,1,0)、E7(1,0,1)、E8(0,0,1)共8个纯策略纳什均衡点,但这8个纯策略纳什均衡点不一定都是该复制动态系统的演化稳定状态;现通过建立雅克比矩阵计算当矩阵处于不同策略时,其特征值λ1、λ2、λ3实部部分的符号来判断该纳什均衡点是否具有局部稳定性,若λ1,λ2,λ3<0,则该纳什均衡点具有局部稳定性,是该博弈系统的演化稳定策略,否则该点为鞍点或不稳定点,计算结果如表2所示。

表2 纯策略均衡点下雅克比矩阵的特征值

其中:

(20)

推论2 当政府选择不奖惩策略、建筑企业选择开发绿色建筑和公众选择不监督时,符合社会发展中政府与公众期望的建筑企业的最理想状态,由于假设4的限制,目前,社会发展程度还不太可能仅靠提升企业声誉所获得的间接收益,在短时间内就能摊平开发绿色建筑较开发传统建筑多付出的成本。故只能考虑条件达到次理想状态,即政府选择奖惩策略、建筑企业选择开发绿色建筑和公众选择监督。

推论3 若在政府奖惩和公众监督策略下,建筑企业开发绿色建筑的收益仍然不及开发传统建筑,企业会选择开发传统建筑,而政府收到的企业罚金还不足以摊平其付出的对供应链上游的监管成本。同时,公众对污染企业节约的未来消费也不足以补贴其监督成本时,整个系统会收敛于(0,0,0),即该系统的唯一演化稳定策略为政府选择不奖惩策略、建筑企业选择开发传统建筑与公众选择不监督。

现分析当系统收敛于理想策略组合(1,1,1)时,各均衡点的局部稳定性。为简化表示,令π1=E1+E2+Cg1-A、π2=Ce2-Ce1-Ra1-Ra2-Rb-E1-Pe、π3=Ra2+Cp-E2、π4=E2+Cg1-Pe-Pg-A、π5=Cp-αRb、π6=Cg1-Pe、π7=E1+Pe+Ra1+Ce1-Ce2、π8=Ra2+Ra1+Rb+Ce1-Ce2。为简化分析且策略组合(1,0,0)、(0,0,1)、(1,0,1)并非理想中的组合,故从建筑企业角度不构建E5、E7、E8的局部稳定条件,即假定企业在政府奖惩或公众监督的策略下,开发绿色建筑的收益要高于开发传统建筑,即π1、π2、π3、π4<0,π7、π8>0。则不同情景下各纯策略纳什均衡点的演化状态如表3所示。

推论4 在情景1～3中,当上级政府给予当地政府的财政补贴高于其需要付出的监管成本,并给予建筑企业和公众的激励津贴时,政府方会继续选择奖惩策略;同时,对于公众来说,政府给予的激励津贴能够高于其付出的监督成本和对环保建筑企业的未来消费,则公众也会继续选择协助政府监督建筑企业;在政府奖惩和公众监督的双重策略下,若建筑企业选择开发绿色建筑的各种收益高于开发普通建筑,建筑企业也会倾向于开发绿色建筑,整个系统就会收敛于(1,1,1)。

推论5 而在情景4、5中,该博弈系统存在两个演化稳定策略,这与博弈三方初始的策略选择有关,现以情景5为例,构建三方的复制动态相位图(见图2)并分析以下三种情况:

图2 情景5复制动态相位图

(1) 在博弈的初始状态,若政府高概率选择不奖惩策略,即使建筑企业和公众初始选择开发绿色建筑和进行监督的意愿很强烈,但由于政府的消极态度,公众在付出成本的情况下得不到政府的补贴会转向不监督策略;而建筑企业在开发绿色建筑时,缺失了政府的资助、税务减免及公众的未来消费,其提升声誉所带来的隐性收益也不足以摊平其开发绿色建筑多付出的成本,故建筑企业也会转向开发普通建筑,系统收敛于(0,0,0)。同理,若公众初始大概率选择不监督,政府和建筑企业也会遇到相似困境,故不进行赘述。

(2) 若政府高概率选择奖惩策略,即使建筑企业和公众初始的合作意愿不是很强烈,但在政府方面给予的优厚补贴下,建筑企业和公众也会逐渐配合政府选择开发绿色建筑和配合监督,系统会收敛于(1,1,1)。同理,当公众高概率选择监督策略,当建筑企业和政府的合作意愿较低时,政府不仅没有上级政府的财政补贴,还会面临上级罚款,而建筑企业也会面临声誉及未来收益的损失时,均会转向奖惩及开发绿色建筑的策略。

(3) 而当建筑企业选择开发传统建筑概率较高时,若政府和公众选择奖惩与监督的概率同时较低时,考虑因为政府奖惩所获得的企业罚金还没有其付出的监督成本高,以及公众节约的未来消费也不及其付出的监督成本,系统会收敛于(0,0,0)。若政府和公众选择奖惩和监督的概率同时较高时,政府和公众相互促进维持当前策略选择的同时会拉动建筑企业转向开发绿色建筑以获得更高的利润,系统会收敛于(1,1,1)。反之当建筑企业开发绿色建筑的初始概率较高时,情况类似,不再赘述。

二、 仿真分析

为了更直观地描述政府、建筑企业及公众之间的博弈过程,并探讨不同参数的取值变化对博弈过程的影响,现用Matlab进行仿真分析。将各影响因素分为两类,第一类为内控因素,包括政府津贴E1、E2,各方的成本类参数,如Cg1、Ce1、Ce2、Cp,企业罚金Pe;第二类为外部因素,包括声望类的未来收益,如Ra1、Ra2、Rb、α,政府罚金Pg与上级政府财政补贴A。

1. 对推论5的探讨

不妨假设条件1,即内控因素E1=10、E2=10、Cg1=30、Ce1=5、Ce2=55、Cp=20、Pe=10。外部因素Ra1=5、Ra2=10、Rb=10、α=0.5、Pg=10、A=40。使其满足推论5中(0,0,0)为唯一演化稳定策略的各项条件。此时政府对于企业是否开发绿色建筑处于消极状态,对企业与公众的激励值都较低,同时对于建筑材料等供应链上游的监管成本也偏高。建筑企业得不到政府的各项扶持,并且公众对于是否开发绿色建筑也并不买账,导致其开发绿色建筑的成本很高,企业会选择继续开发传统建筑。在此状态下,各方的仿真结果如图3所示。

图3 推论5中各博弈主体策略仿真分析

2. 对推论5中情景5的探讨

当政府逐渐意识到环境等可持续发展问题后,上级政府增大对政府方的财政帮扶力度,调整A=70。同时政府开始改变内控因素,加强对建筑企业和公众的激励E1=15、E2=30,调整管理模式及政策,降低对建筑材料等上游产业的成本Cg1=20。公众得到政府激励后可提升配合政府监督积极性,积极组织,降低监督成本Cp=10。建筑企业由于政策影响,开发传统建筑成本增加Ce1=10,而开发绿色建筑的成本由于政府鼓励、公众支持加上企业自身的研发与创新得到显著降低Ce2=25,其他各项参数不变,即假设为条件2,使其满足推论5中情景5的各项约束条件,仿真结果如图4所示。

图4 推论5中各情况下博弈主体策略选择仿真分析

3. 影响因素分析

根据图4(d)与图4(e)不难看出,当建筑企业在激励模式下开发绿色建筑的收益高于传统建筑时,政府和公众的态度对整个系统的演化趋势具有决定性的影响。由于该博弈系统中影响系统演化趋势的因素较多,故选取两个政府方因素组合和一个公众方因素组合对情景5的演化趋势进行分析。设政府方外部因素组合θ1=A+Pg,内控因素组合θ2=Cg1-Pe,公众方的因素组合为θ3=Cp-αRb。

以情景5中x=0.5、y=0.5、z=0.5作为对照,在该条件下,虽然建筑企业短暂地有向开发绿色建筑策略演化的趋势,但由于在初始策略选择中,政府与公众选择积极策略较选择消极策略的期望收益低,反而会拉动建筑企业转向开发传统建筑,最终系统也会收敛于(0,0,0),如图5(a)。

图5 不同影响因素组合仿真分析

现分析政府外部因素组合θ1,将条件2中的θ1=80调整为100,其仿真结果如图5(b)所示,仿真结果表明,增加上级政府奖励或加重政府罚款力度较轻时,不能改变系统演化趋势,若继续增加奖罚力度,将θ1调整为120,仿真结果如图5(c)所示,可见在上级政府的大力奖罚之下,政府会选择奖惩策略,并且带动公众和建筑企业的积极态度,使系统收敛于(1,1,1)。

在条件2的基础上将政府内控因素组合θ2=10调整为-10,仿真结果如图5(d),若继续加大企业罚金,将θ2调整为-20,仿真结果如图5(e),仿真结果表明,单纯改变政府内控因素会导致系统处于不稳定状态。虽然政府对企业罚金的增加会使建筑企业在一段时间内选择开发绿色建筑,但当政府失去了企业罚金后,政府会继续选择不奖惩策略。相应地,建筑企业在政府消极对待(选择不奖惩策略)的态度下,自然会转向开发成本更低的传统建筑,并循环往复。若对内控和外部因素组合同时进行调整,且均采取较低力度,即θ1=100、θ2=-10,仿真结果如图5(f)。可见,对政府来说,同时以较低的力度改变内控和外部因素,就可以带动系统收敛于(1,1,1)。

在条件2基础上更改公众策略组合θ3,通过进一步降低监督成本与提升α比例,实现θ3=-2,仿真结果如图5(g),虽然系统最后会收敛于(1,1,1),但作用效果明显较低,政府和建筑企业长时间处于消极的策略选择,只有当公众选择监督策略的比例达到一定值时,政府和建筑企业才会突然转变状态,选择积极策略。为使系统能够以较快速度收敛于理想状态,现将公众θ3与政府较低力度(扶持力度和惩罚力度低)θ1=100、θ2=-10分别进行组合分析,仿真结果如图5(h)与图5(i)所示。显然,公众因素无论是与政府外部因素还是与内控因素进行组合,只需要较低的力度就可以带动建筑企业开发绿色建筑,使整个系统快速收敛于(1,1,1)。

根据以上仿真结果,通过加强政府外部因素力度,同时调整外部因素与内控因素组合、调整公众因素与政府外部因素组合、调整公众因素与政府内控因素组合,均可以使系统以较快的速度向理想状态演化。但对于博弈方来说,由于调整内控因素较调整外部因素容易,故政府和公众在条件2的基础上选择进一步降低监管与监督成本、适当提高企业罚金与提升α比例是首选的调整方针,向上级政府申请更大力度的帮扶与被上级政府处以更高额的罚款为最劣调整方针。

三、 结论及建议

通过构建政府、建筑企业与公众的三方演化博弈模型并进行复制动态分析与局部稳定性分析后,可以发现在目前经济发展情况与社会背景下,以政府、建筑企业与公众分别采取奖惩、开发绿色建筑、监督为理想策略组合至少需要满足条件2中的三点约束条件。首先,对于建筑企业来说,在政府激励或者公众对企业行为具有良好反馈的前提下,其开发绿色建筑所获得的收益要高于开发传统建筑。其次,对于政府来说,上级政府的财政补贴需要弥补其因为奖惩策略所多增加的财政支出。最后,对于公众来说,政府对公众积极监督给予的补贴能够弥补其监督成本与未来消费。

虽然满足以上三点基本条件可以使系统向理想策略组合进行演化,但此时政府和公众对建筑企业来说具有绝对的话语权,其初始的策略选择对整个系统的演化方向具有决定性的影响。故用Matlab软件探讨重要影响因素时,以优化政府与公众相关参数作为主要抓手,根据仿真结果,降低对上游建筑材料供应商的监管成本、提高企业罚金额度、降低公众监督成本;同时,把加强对传统高污染建筑的抵制作为政府和公众的主要优化目标,尽量达到(奖惩,开发绿色建筑,监督)为系统的唯一演化稳定策略。现根据以上分析,针对政府、建筑企业和公众三方面提出五条建议。

(1) 确保政府激励措施的持续性。从供给侧的角度来说,对选择开发绿色建筑的企业给予实质性的激励,如降低企业所得税税率、减免城建税、减免地方教育费附加、降低银行贷款利率等支持绿色建筑产业链的发展。从需求侧的角度来说,对积极监督、选择购买绿色建筑的消费者给予现金补贴,同时降低首套房贷款利率与减免契税等。

(2) 加强监管,制定严格规范的处罚条件。制定建筑企业碳排放量绿色标准,对碳排放量超标的企业加收碳排税,同时对生产、施工污染严重企业给予行政处罚。对绿色建筑的评定并非一次性评定,而是对其运营过程中的能源消耗是否绿色的持续性评价。因此,政府应推动第三方评价机构的建立,避免企业在开发后期出现不作为现象。

(3) 精简管理,降低监督监管成本。政府可通过取消重复监管机构,精简人员及流程实现监管成本的降低;同时,政府激励政策的推行也有助于提升企业自觉性,降低监管成本。对于公众来说,政府增强相关信息的透明度,保障公众的知情权有助于提升公众监督的热情,还可以通过增设信访办、网络监督等降低公众监督成本。

(4) 增强科技创新,降低绿色建筑开发成本。当前智慧化节能技术、人工智能及环保科技材料在建筑开发上的应用严重不足,其应用成本过高是主要原因之一。无论是建筑企业还是政府均应加强科技研发,着重培养科研人员,降低智慧化、环保技术的应用成本,以期在未来拉近开发绿色建筑与开发传统建筑的成本,使得建筑企业在不需要任何激励的前提下也会选择开发绿色建筑。

(5) 加深宣传,关注未来收益。宣传所产生的效果对三方来说均应得到重视,对政府来说,加深绿色宣传可增强公众对绿色建筑的具体概念,明确未来节省的成本估量,了解绿色建筑对人体的益处等,为政府相关政策的推行打下群众基础;对建筑企业来说,加强自身宣传可以更好地提升企业形象,在获得更好声誉的同时也会增加未来与政府的合作机会,提升未来收益;对公众来说,加强绿色建筑与传统建筑的对比宣传可以提升公众对虚假绿色建筑的辨识力,降低公众未来对高污染企业的消费。