基于计算实验的第三方污染治理行为演化研究

'第25卷第5期2016年10月运筹与管理OPERATIONSRESEARCHANDMANAGEMENTSCIENCEV01．25．No．50ct．2016基于计算实验的第三方污染治理行为演化研究杜建国1’2，赵龙1，金帅1(1．江苏大学管理学院，江苏镇江212013；2．南京大学工程管理学院，江苏南京210093)摘要：基于企业主体的学习性机制，通过对计算实验理论与方法的运用，构建了区域内由政府、公众、排污企业和第三方治污企业共同组成的多主体参与的企业环境行为仿真模型。模型与计算实验研究了排污企业与第三方治污企业的交互运营以及企业环境行为的动态演化规律。根据分析总结如下：A，推行环境污染第三方治理，就是将市场化机制引入到环境污染治理中，就是将排污企业的直接责任转化为间接的经济责任，解释了第三方治污存在的机理，并证明了第三方治污的重要性和必要性。B，排污企业主观且动态地决定其交予第三方治污的治污资金的合作模式更符合第三方治污的发展需要。C，提出了第三方治污存在的不足之处，需要政府制定严格的法律法规，以对第三方治污起到一定的促进和规制的作用。D，还提出了第三方治污企业的逐利性与社会环保责任的矛盾性，并发现第三方治污企业的定价环节就是解决此问题的关键。关键词：系统工程；企业环境行为；计算实验；第三方治污中图分类号：F224．39文章标识码：A文章编号：1007．3221(2016)05—0213．09doi：10．12005／orms．2016．0184EvolutionaryResearchontheThirdPartyPollutionTreatmentBehaviorBasedonComputationalExperimentDUJian．gu01一，ZHAOLon91，JINShuail(1．SchoolofManagement，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．SchoolofManagementandEngi—neering，Na咄ngUniversity，Na蛹ng210093，Chi．na)Abstract：Basedonthestudymechanismofthecorporateagent，throughusingthetheoriesandmethodsofthecomputationalexperiment，thispaperbuildsasimulationmodelofcorporateenvironmentalbehaviorofmulti—a．gentparticipationcomposedofthegovernment，thepublic，thepollutionbusinessandthethird-partypollutiontreatment．Themodelandcomputationalexperimentsstudythedynamicevolutionru]esoftheinteractionbetweenthepollutioncorporationandthethirdpartypollutiontreatmentandthecorporateenvironmentalbehaviorunderfourscenarios．Herearethesummariesaccordingtotheanalysis：A，implementationofenvironmentalpollutionbythethirdparty，istointroducethemarketmechanismtoenvironmentalpollutioncontrol，andconvertthedi—rectresponsibilityofpollutantenterprisesintoindirecteconomicresponsibility，whichexplainsthemechanismoftheexistenceofthethirdpartypollutiontreatment，andprovesitsimportanceandnecessity．B，themodelforwhichthepollutioncompaniessubjectivelyanddynamicallydeterminethefundshandedovertothirdpartypollu—tiontreatmentismoreinlinewiththeneedsofthedevelopmentofthirdpartypollutiontreatment．C，thepaperalsopointsoutthedeficienciesofthethirdpartypollutiontreatment，andthegovernmentneedstodeveloparig-orouslawsandregulations，inordertoplayaroleofpromotionandregulationinthethirdpartypollutiontreat·ment．D，itfindsthecontradictionsbetweentheprofit—drivenandsocialenvironmentalresponsibilityofthethirdpartypollutiontreatment，andproposesthatthepricingstepisthekeytosolvethis．Keywords：systemengineering；corporateenvironmentalbehavior；computationalexperiment；thethirdpartypollutiontreatment收稿日期：2014—09—04基金项目：国家自然科学基金面上项目(71171099，71471076)；国家自然科学基金委员会与韩国国家研究基金会联合资助合作交流项目(713111111)；国家自然科学基金青年项目(71201071)作者简介：杜建国，博士，教授，博导，主要研究方向为经济演化与管理博弈、计算管理学等。 214运筹与管理2016年第25卷0引言改革开放以来，我国的经济得到了较快的发展，但不可避免的是随之而来的严重的污染问题。单从近两年引起较大反响的雾霾污染来看，据中国气象局的观测结果表明，2013年全国平均霾日数为35．9天，比上年增加18．3天，为1961年以来最多。我国中东部地区雾和霾天气多发，华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50～100天，部分地区超过100天¨1。如此沉重的影响，使得我们不得不重新对污染问题进行深入的认识。为什么在环境保护成为基本国策之一、环保投入逐年增加、各类环境污染治理设施加速建设的背景下，环境形势却依然严峻旧17追究其原因，多是因为地方政府和污染企业之问的“政企合谋”¨。、企业对排放数据作假，或者环保设施建而不运、运而不足，未将减排、治污等工作落在实处。对此，政府机构除了加强监管，便没有其他有效可行的措施可以采用。基于此，环境污染第三方治理(以下简称“第三方治污”)应运而生，成为解决上述问题的一大利器。十八届三中全会审议通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中明确提出“建立吸引社会资本投入生态环境保护的市场化机制，推行环境污染第三方治理”，这是国家对环境管理制度的重大创新。对于使用集中治污或建立第三方治污解决企业环境行为的问题，已有不少学者也进行了相关研究，主要表现在政府规制方式等的讨论。Yuan等H1通过实证研究，发现集中治污使得区域内水污染得到较大改善，且政府的强力支持是集中治污能够顺利实施的关键因素。DelNery等”。检验了集中或分散的污水处理模型的相对有效性。方小玲¨。从文本规范和实践规范分离的角度分析污染治理，提出应该建立政府、市场和社会三维框架下的多中心治理模式。于璐等‘7。采用数理统计方法分析环渤海地区工业废水石油类污染物排放情况，提出有效发挥产业规模集聚和污染集中治理效益，是控制区域石油污染的根本途径。崔志芳等¨。建立了集中治污模式下的排污定价模型，得出了该模式的实施条件以及治污企业的定价策略。胡新平等归。建立了政府、中小企业和第三方治污的排污监管博弈模型，设计了集中治污模式下的最优监管机制。黄波等¨叫考虑成立第三方治污企业集中治理区域内中小企业污染物，构建了多重委托代理关系下的政府、第三方治污企业和多家中小企业排污监管博弈模型，研究了在集中治污模式下的排污监管机制并给出了最优监管策略。李辉等¨刈通过评价我国目前的环境管理制度，提出建立污染第三方治理机制的重要性，并为第三方治污的良好运营提出相应建议。研究方法多为定性分析、优化或博弈分析以及实证研究，对排污企业、地方政府、公众与第三方治污企业两两之问关系分析得比较清楚，但是一般会有主体信息对称性以及外部环境可度量性的前提假设。然而在现实系统中不同政府机构、公众以及排污企业和第三方治污企业均会在不同的情况下为了自身的目的而表现出不同的行为、优化自己的目标。同时，由于参与者的行为决策导致的延迟、非线性、负反馈循环以及成员交互会导致系统的动态复杂性¨⋯。这些原因使得定量、清晰地分析系统中各成员的行为规律，制定合理的第三方治污的运营方案变得困难。为此，本文采取计算实验的方法来研究这个问题，构建多主体参与的企业环境行为仿真模型，来模拟第三方治污的运营，并对排污企业的环境行为进行动态分析。其思路为利用基于多主体的建模方法，产生系统内的相关参与主体，通过参与各主体的动态交互作用，“自下而上”地在系统内产生各种行为和现象，实现动态演化的计算实验¨孔“1，模拟第三方治污参与的多主体企业环境行为系统各成员的相互作用及其整体现象，抽取几个重要的参数变化来分析第三方治污企业的运营效率及排污企业的环境行为规律，并根据变化规律得到积极的管理启示。1模型构建1．1基本假设和背景设定假设市场上有一些产品不同、规模不同，但在生产过程中会排放污染物的生产型排污企业。相应地，市场上还有政府主体和公众主体(在本文中，为了简化模型，将公众主体简单地设定为消费者群体)会对排污企业产生影响。而由于排污企业对污染治理的非专业性，导致市场上治污的低效，由此引发了第三方治污群体的形成。于是出现了政府、公众、排污企业以及第三方治污的交互博弈行为，本文采用计算实验的方法，模拟不同情境下有限理性的企业的环境行为，并通过各周期企业环境行为的变化，观察总结有限理性的企业环境行为的演化规律。系统基本假设如下： 第5期杜建国，等：基于计算实验的第三方污染治理行为演化研究215(1)区域市场中有1个第三方治污企业和W个排污企业，为便于观察企业与第三方治污交互的环境行为的演化规律，假定市场上各类企业的数量固定，且无增减。(2)第三方治污企业虽然受到政府的支持，但其本质还是私营企业，具有一切私营企业所有的特质。例如：以盈利为目的、自负盈亏等。(3)由于第三方治污的合作和交往对象多为政府机构或企业，因此，公众对其的影响较小，本文为了便于模拟观察，忽略公众对第三方治污的影响。(4)市场上的生产型排污企业分为5类，其中G，代表深绿色环保企业类型，坚定的绿色行为执行者；G：代表绿色环保企业类型，严格遵守绿色环保规定，但无其他绿色行为；G，代表浅绿色环保企业类型，企业对自身有一定的环保要求，但未达社会环保要求标准；G。代表黄色环保企业类型，关心企业的环保形象，但无环保行为；G，代表棕色环保企业类型，对环境保护漠不关心，一切以经济利益为先。第三方治污与排污企业交互系统的参与主体包括政府监管机构、排污企业、公众及第三方治污企业。其中，政府监管机构监管区域内的排污企业是否违规偷排、多排，若违规，则进行处罚。若企业持续表现良好，则给予奖励。另外，企业还需向政府机构缴纳一定的税收。公众则主要对政府、排污企业以及第三方治污企业起到一定的监督和影响的作用。为了对第三方治污进行行业扶持，政府还会在一定程度上对第三方治污企业给予资金支持。对于第三方治污和排污企业来说，他们之间的关系即为简单的买卖交易关系。排污企业出资，第三方治污企业治污，双方各取所需，达成合作。其运作交互过程如图1所示。图1第三方治污与政府、排污企业、公众的交互过程1．2系统内各主体描述(1)政府主体政府主体的职能，首先，是对排污企业进行监管，并对污染不达标的企业采取惩罚措施PU。。PU=r竹PD州JP0叫>PD。f1)i,t2lo’‰≤PO。‘1)其中，PO。表示企业i第t期的污染排放量；PO。≥0表示政府制定的企业污染排放标准，企业排放的污染量一旦超过了这个标准，政府就要对其采取一定程度的惩罚措施；政府对排污企业多排放的那部分污染按比例收取相应的罚款，而田就表示罚款和污染量的比例关系。其次，政府有收取税收的职能。为了体现政府机构对绿色环保行为的支持，我们假设政府的税收会因企业的绿色技术水平而调整税率，即r0．1Ti，。>Tl豫“=J0．15％乏乙2(3)其中，C，为常数，即政府规定的奖励款项；p为上节基本假设中设定的企业类型。最后，政府还会将监管中出现的问题和信息披露给公众主体。(2)公众主体首先，作为公众，根据政府对排污企业的信息披露，形成公众意见与舆论压力，继而对排污企业产生公众约束力。而本文中的公众主体，不仅包含公众，还包括了消费者在内。于是，公众的压力就实实在在地体现在了对排污企业产品价格的影响上。假设政府披露的信息中包含关于企业的技术水平系数的数值大小，则企业i在第t期时产品的价格为P“=PⅢ一1(1一s“CO。)(4)其中，CO。为系统运行到第t期时，公众的环保意识；s“则为调整系数，用来调整占。c0。的数值正负，即r一1T‘，l>Tl占¨=?0ro