張 慧,周信哲,陳月艷

(1.杭州電子科技大學(xué) 管理學(xué)院,浙江 杭州 310018;2.杭州電子科技大學(xué) 信息工程學(xué)院,浙江 杭州 311305)

一、研究背景與文獻(xiàn)綜述

(一)研究背景

2020年9月,習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國紀(jì)念峰會上提出“雙碳”目標(biāo)。次年10月,中共中央、國務(wù)院發(fā)布相關(guān)文件,指出要大力推動節(jié)能降碳,提升低碳發(fā)展水平[1]。多式聯(lián)運(yùn)通過綜合公、水、鐵等多種運(yùn)輸方式,調(diào)整交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu),在降本增效和低碳環(huán)保等方面效果顯著[2,3]。為普及推廣多式聯(lián)運(yùn),國務(wù)院辦公廳發(fā)布《推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)工作方案(2021—2025年)》,鼓勵港口航運(yùn)、鐵路貨運(yùn)、貨物運(yùn)輸代理及平臺型企業(yè)加快向多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人轉(zhuǎn)型。此后,依托國內(nèi)港口碼頭為集疏節(jié)點的多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)如雨后春筍般冒出,構(gòu)建以港口水運(yùn)為主的“主從”協(xié)同格局,其組織模式主要有:“鐵-水聯(lián)運(yùn)”模式和“公-水聯(lián)運(yùn)”模式[4]。相較兩種模式,鐵路單位貨物周轉(zhuǎn)量的能耗和碳排放量僅為公路的1/7和1/13,政府希望大宗貨物運(yùn)輸以“公轉(zhuǎn)鐵”“公轉(zhuǎn)水”為突破點,改善綜合性交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),“公轉(zhuǎn)鐵”低碳轉(zhuǎn)型已成大勢所趨。然而,我國現(xiàn)階段兩者模式選擇和貨運(yùn)量相差懸殊,鐵水聯(lián)運(yùn)模式展開仍舊遭受巨大阻力。這主要源于:港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)考慮到鐵水聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)信息不同導(dǎo)致的組織協(xié)同復(fù)雜,模式轉(zhuǎn)變需要與新承運(yùn)人溝通,定價所造成的成本投入,以及運(yùn)輸方式銜接配套站臺設(shè)備設(shè)施不夠完善等問題[5];貨物托運(yùn)人則更青睞于公水聯(lián)運(yùn)在各個物流環(huán)節(jié)的銜接靈活和提供“門到門”的個性化服務(wù)。若要解決以上問題,不能單靠港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)或貨物托運(yùn)人節(jié)能降碳的自覺意識,做到政策響應(yīng)、積極合作,還需要地方政府的外在激勵和引導(dǎo),并隨著時間推移采取動態(tài)調(diào)整。因此,探究港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”的作用因素具有現(xiàn)實意義。

(二)文獻(xiàn)綜述

作為一個新興的研究領(lǐng)域,多式聯(lián)運(yùn)在過去的20年里獲得越來越多的研究興趣[6]。港口多式聯(lián)運(yùn)是指以港口作為重要樞紐,區(qū)別于單一方式運(yùn)輸、由兩種或兩種以上運(yùn)輸方式相互銜接的聯(lián)合運(yùn)輸方式[7],其節(jié)能減排效果受到許多學(xué)者的關(guān)注,趙宇哲等[8]開發(fā)海運(yùn)網(wǎng)絡(luò)重建成本模型,同時設(shè)計求解算法,以降低二氧化碳排放;鄧學(xué)平等[9]考慮多種不確定性,同時最小化碳排放、風(fēng)險和運(yùn)輸成本的多目標(biāo)模型,提出基于“見證”軟件模擬的多模態(tài)線路參數(shù)動態(tài)計算方法來減少碳排放。港口多式聯(lián)運(yùn)推動交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型,有助于實現(xiàn)可持續(xù)和環(huán)保的貨物運(yùn)輸,符合全球?qū)p少碳排放和應(yīng)對氣候變化的需求[10]。

目前,國內(nèi)外許多學(xué)者對低碳轉(zhuǎn)型的演化博弈研究主要包括博弈方的選擇、博弈主體的低碳轉(zhuǎn)型策略以及各博弈方的策略選擇穩(wěn)定性等。(1)在博弈方的選擇方面,李丹丹和侯敬[11]對鐵水聯(lián)運(yùn)的演化博弈進(jìn)行定量研究目的是為鐵路與水路運(yùn)輸企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展;Hu和Dong[12]構(gòu)建物流服務(wù)集成商(MC)與物流服務(wù)提供商(AC)演化博弈模型,研究航運(yùn)業(yè)中MC和AC之間的合作行為如何解決航船的低效運(yùn)營。后又有加入政府這一博弈方的研究[13-15],如李春發(fā)等[16]發(fā)現(xiàn)政府規(guī)制是促進(jìn)金融機(jī)構(gòu)投資企業(yè)綠色創(chuàng)新的必要手段,并創(chuàng)建地方政府、企業(yè)和金融機(jī)構(gòu)三方的演化博弈;李存芳等[17]希望通過國家和地方政府的監(jiān)察監(jiān)管系統(tǒng)推動我國資源型企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。不難發(fā)現(xiàn)政府制定相應(yīng)的規(guī)則、制度都能強(qiáng)化博弈主體的低碳轉(zhuǎn)型。(2)在博弈主體的低碳轉(zhuǎn)型策略方面,柴瑞瑞和李綱[18]考慮把傳統(tǒng)能源的潔凈利用以及對可再生潔凈能源的節(jié)能改造作為電力企業(yè)能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型的策略著力點;陸菊春等[19]從多利益主體視角出發(fā),考慮用政府的低碳消費補(bǔ)償和企業(yè)研究投入低碳生產(chǎn)的額外技術(shù)來推動建筑企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型;王強(qiáng)強(qiáng)等[20]認(rèn)為“拉閘限電”將幫助地方政府控制高耗能企業(yè)節(jié)能降耗。綠色轉(zhuǎn)型策略還包括低碳生產(chǎn)[21,22]、節(jié)能降碳[23]、廢舊電子產(chǎn)品回收[24]、綠色技術(shù)[25-27]等。由此可見,博弈主體一旦擁有高效可行的策略,就能加快推進(jìn)主體的低碳轉(zhuǎn)型。(3)在各博弈方的策略選擇穩(wěn)定性方面,Zhang Yi等[28]構(gòu)建大眾物流、大眾物流平臺(CLP)和托運(yùn)人的三方演化模型,運(yùn)用Lyapunov第一法分析純策略組合演化穩(wěn)定性;Lyapunov第一法是現(xiàn)代控制論中分析微分方程穩(wěn)定性的基本方法,廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中[29]?，F(xiàn)有研究大多僅局部分析了純策略均衡點的穩(wěn)定性,忽視了混合策略均衡點的分析。

綜上所述,現(xiàn)有文獻(xiàn)認(rèn)可港口多式聯(lián)運(yùn)發(fā)揮的碳減效用,卻未有將“公轉(zhuǎn)鐵”所推廣的鐵水聯(lián)運(yùn)模式納入演化博弈的低碳轉(zhuǎn)型策略,在低碳運(yùn)輸?shù)难莼┺闹幸蝉r少加入政府這一博弈方。本文在政府做出支持行為的背景下,構(gòu)建地方政府、貨物托運(yùn)人和港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)之間的三方演化博弈模型,利用Lyapunov第一法對復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)的純策略和混合策略均衡點,探討分析各博弈方策略的穩(wěn)定性以及各要素對低碳轉(zhuǎn)型策略選擇的影響,為港口多式聯(lián)運(yùn)“公轉(zhuǎn)鐵”的低碳轉(zhuǎn)型之路提供結(jié)論與建議。

二、模型假設(shè)與構(gòu)建

在港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”的過程中,涉及到的主要利益方包括地方政府、貨物托運(yùn)人和港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)。三方演化博弈中各博弈方之間的邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 三方演化博弈邏輯關(guān)系圖

(一)模型假設(shè)

為建立博弈模型,并對參與者的策略、均衡點的穩(wěn)定性、各因素之間的相互影響進(jìn)行研究,提出以下假說:

1.地方政府面臨的兩種行為策略包括高力度支持和低力度支持;貨物托運(yùn)人面臨的兩種行為策略包括積極合作和消極合作;港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)面臨的兩種行為策略包括選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式和“公水聯(lián)運(yùn)”模式。三者均是有限理性的參與方,策略選擇隨時間逐漸演化穩(wěn)定于最優(yōu)策略。

2.地方政府采用高力度支持的概率為x,則低力度支持的概率為1-x;貨物托運(yùn)人采用積極合作的概率為y,采用消極合作的概率為1-y;港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)采用“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式運(yùn)輸?shù)母怕蕿閦,采用“公水聯(lián)運(yùn)”模式運(yùn)輸?shù)母怕蕿?-z,x,y,z∈[0,1]。

3.地方政府為提升港口集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)“公轉(zhuǎn)鐵”的轉(zhuǎn)化率,增加社會效益,會根據(jù)合作態(tài)度和多式聯(lián)運(yùn)模式分別對貨物托運(yùn)人的引導(dǎo)和港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)的補(bǔ)貼采取不同的支持力度。

地方政府實行高力度支持策略時,對積極合作的貨物托運(yùn)人提供更多的引導(dǎo)G1,對消極合作的貨物托運(yùn)人提供較多的引導(dǎo)G2(G1>G2);而地方政府實行低力度支持策略時,對積極合作的貨物托運(yùn)人提供較少的引導(dǎo)G3和對消極合作的貨物托運(yùn)人提供更少的引導(dǎo)G4(G3>G4),選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式合作的貨物托運(yùn)人才享有惠鐵政策的柔性引導(dǎo),并且在高力度支持和低力度支持下的兩種引導(dǎo)差距較小。同理,地方政府實行高力度支持策略時,對“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)提供補(bǔ)貼S1;而地方政府實行低力度支持策略時,對“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)提供補(bǔ)貼S2(S1>S2)。

當(dāng)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式運(yùn)輸時會為地方政府帶來社會效益,這種社會效益主要包括提升港口集疏運(yùn)“公轉(zhuǎn)鐵”的轉(zhuǎn)化率帶來的減排、政績和聲譽(yù)收益。地方政府高力度支持時獲取社會效益D1,低力度支持時獲取社會效益D2。此外,當(dāng)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)因選擇“公水聯(lián)運(yùn)”模式運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)型落后,地方政府會付出懲罰成本P。

4.貨物托運(yùn)人由于委托港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)托運(yùn)貨物需投入的基礎(chǔ)成本Cm,當(dāng)選擇“公水聯(lián)運(yùn)”模式時,基礎(chǔ)成本Cmh;選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式時,基礎(chǔ)成本Cmr(Cmh>Cmr)。同時已選擇“公水聯(lián)運(yùn)”模式的貨物托運(yùn)人仍舊積極合作,說明個人配合“公轉(zhuǎn)鐵”的意愿更為強(qiáng)烈(θ為合作系數(shù),θ∈(0,1]),后續(xù)會有概率選取“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式,而獲得潛在收益θIe1。

5.港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)組織多式聯(lián)運(yùn)過程中,需投入基礎(chǔ)成本Cn。當(dāng)選擇“公水聯(lián)運(yùn)”模式時,基礎(chǔ)收益Rnh(Rnh=Cmh),該模式下簽署多式聯(lián)運(yùn)合同意味著企業(yè)必須承擔(dān)公路運(yùn)輸安全隱患、環(huán)境代價和擁堵成本等負(fù)外部性風(fēng)險可能帶來的損失πRnh=πCmh,其中損失與風(fēng)險成正比,π為風(fēng)險系數(shù),π∈[0,1]?；A(chǔ)成本Cnh,其中包含直接運(yùn)輸成本Cha、碳排放成本Chb。

6.當(dāng)選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式時,基礎(chǔ)收益Rnr(Rnr=Cmr),基礎(chǔ)成本Cnr,其中包含直接運(yùn)輸成本Cra、碳排放成本Crb。企業(yè)業(yè)務(wù)“公轉(zhuǎn)鐵”低碳轉(zhuǎn)型,重選承運(yùn)人需付出成本Ce,但這種低碳運(yùn)輸模式會增加企業(yè)聲譽(yù)、知名度等潛在收益Ie2。在兩種多式聯(lián)運(yùn)模式都不出現(xiàn)負(fù)外部性風(fēng)險且起始地、目的地和貨物重量相同情況下,Chi>Cri,a,b∈i。

(二)收益矩陣構(gòu)建

基于上述模型假設(shè),得到三方博弈收益矩陣,具體如表1所示。其中,博弈三方的收益分別為π1、π2、π3。

表1 三方博弈收益矩陣

三、模型分析

(一)地方政府的期望收益及穩(wěn)定性分析

(1)

由此,可以得到地方政府的復(fù)制動態(tài)方程為:

(2)

(二)貨物托運(yùn)人的期望收益及穩(wěn)定性分析

(3)

由此,可以得到貨物托運(yùn)人的復(fù)制動態(tài)方程為:

(4)

(三)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)的期望收益及穩(wěn)定性分析

(5)

由此,可以得到港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)的復(fù)制動態(tài)方程為:

(6)

(四)三方演化博弈系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

1.演化博弈均衡點求解

由地方政府、貨物托運(yùn)人、港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)三方的復(fù)制動態(tài)方程式(2)、(4)、(6)可得到三維動態(tài)系統(tǒng),如下所示:

設(shè)F(x)=0,F(y)=0,F(z)=0,解得復(fù)制動態(tài)方程組存在以下12個均衡點,其中包括8個純策略解:(0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0)、(0,0,1)、(1,1,0)、(1,0,1)、(0,1,1)、(1,1,1);4個混合策略解(x0,y0,z0),x0,y0,z0∈[0,1]。

2.均衡點的穩(wěn)定性分析

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程構(gòu)建三方演化博弈系統(tǒng)的雅克比矩陣J為:

j11=(1-2x)[yz(-G1+G2+G3-G4)+z(D1-D2-G2+G4-S1+S2)];

j12=x(1-x)z(-G1+G2+G3-G4);

j13=x(1-x)[y(-G1+G2+G3-G4)+(D1-D2-G2+G4-S1+S2)];

j21=y(1-y)z(G1-G2-G3+G4);

j22=(1-2y)[xz(G1-G2-G3+G4)+z(G3-G4-θIe1)+θIe1];

j23=y(1-y)[x(G1-G2-G3+G4)+(G3-G4-θIe1)];

j31=z(1-z)(S1-S2);j32=0;

j33=(1-2z)[x(S1-S2)+S2+Cmr-Cmh-Cnr+Cnh+πCmh-Ce+Ie2]。

引用Lyapunov第一法,測試雅克比矩陣中均衡點的穩(wěn)定性。當(dāng)雅克比矩陣的全部特征值都為負(fù)實部,那么該均衡點就是漸進(jìn)穩(wěn)定點(ESS);當(dāng)雅克比矩陣的全部特征值,其中有一個含有正實部,那么該均衡點就是不穩(wěn)定點;當(dāng)雅克比矩陣全部特征值將實部為零的除外,其余特征值都含有負(fù)實部,那么該均衡點的穩(wěn)定性暫時無法確定。求得動態(tài)系統(tǒng)各均衡點的特征值,如表2所示。

純策略均衡點(0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0)、(1,1,0)和4個混合策略均衡點均有特征值λi≥0,實部為零,則所列均衡點都不是漸進(jìn)穩(wěn)定點,在均衡點的演化穩(wěn)定策略中以上8個均衡點不再展現(xiàn)。

推論1：已知G3>G4,G4-G3<0。當(dāng)D1-D2-G1+G3-S1+S2<0,-(S2+Cmr-Cmh-Cnr+Cnh+πCmh-Ce+Ie2)<0時,復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)僅存在漸進(jìn)穩(wěn)定點(0,1,1),即策略組合(低力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))為該系統(tǒng)經(jīng)過演化后唯一的穩(wěn)定策略。

推論1表明：如表3所示,此時系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定點是(0,1,1),而其余均衡點特征值的都至少有一個正實部,都為不穩(wěn)定點。從D1-D2G4可知,當(dāng)貨物托運(yùn)人對地方政府引導(dǎo)認(rèn)可較大時,即使地方政府對鐵路貨運(yùn)柔性引導(dǎo)力度較小,其最終也會積極與港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)加深合作程度,配合業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變;從S2+(Cmr-Cnr)-Ce+Ie2>(Cmh-Cnh)-πCmh可知,不同情境下,當(dāng)運(yùn)輸風(fēng)險π過大,極有可能導(dǎo)致企業(yè)損失報價部分損失;或者企業(yè)因低碳轉(zhuǎn)型收獲較大的知名度,都會增加潛在客戶,激發(fā)潛在收益。從收益角度分析,前者模式收益大于后者,企業(yè)改用“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式。

表3 均衡點的演化穩(wěn)定策略

推論2：當(dāng)D2-D1+G1-G3+S1-S2<0,-(S1+Cmr-Cmh-Cn+Cnh+πCmh-Ce+Ie2)<0時,復(fù)制動態(tài)系統(tǒng)僅存在漸進(jìn)穩(wěn)定點(1,1,1),即策略組合(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))為該系統(tǒng)經(jīng)過演化后唯一的穩(wěn)定策略。

推論2表明：如表3所示,此時系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定點是(1,1,1),而其余均衡點特征值的都至少有一個正實部,都為不穩(wěn)定點。從D1-D2>G1-G3+S1-S2可知地方政府發(fā)現(xiàn)采取高、低力度支持獲得的社會效益差值大于其投入引導(dǎo)、補(bǔ)貼的成本差值時,其樂于對另兩方演化方采取高力度支持策略;從G1>G2可知,當(dāng)貨物托運(yùn)人積極合作的引導(dǎo)更大時,“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式對貨物托運(yùn)人的更有吸引力;從S1+(Cmr-Cnr)-Ce+Ie2>(Cmh-Cnh)-πCmh可知,在該情境下,地方政府的高力度補(bǔ)貼會極大地增加“公轉(zhuǎn)鐵”帶來的收益;或者企業(yè)與鐵路承運(yùn)人順暢對接,投入的轉(zhuǎn)型成本較小。從收益角度分析,兩種多式聯(lián)運(yùn)模式相比,前者收益大于后者,企業(yè)亦會選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式。

四、仿真分析

為驗證演化穩(wěn)定性分析的有效性,并探究相關(guān)因素的參數(shù)變動對各方策略行為的作用,在模型中賦以根據(jù)面板數(shù)據(jù)計算得來的真實數(shù)據(jù),運(yùn)用Matlab2020a開展數(shù)值仿真。

(一)均衡點檢驗仿真

通過參考相關(guān)文獻(xiàn)[30]和查閱碳K線網(wǎng)站,得出不同聯(lián)運(yùn)模式下,運(yùn)行基價(￥/km.t)分別為0.29/0.20,單位碳排放量(t/t.km)分別為4.2*10-5/2.7*10-5,碳交易價格(￥/t)為323。通常情況下,港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)業(yè)務(wù)的利潤率是10%-30%[31],現(xiàn)取不同聯(lián)運(yùn)方式的利潤率在25%。可得港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)“公水聯(lián)運(yùn)”模式和“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的成本Cni、直接運(yùn)輸成本Cia、碳排放成本Cib、收益Cmi和利潤C(jī)mi-Cni且r,h∈i的固定參數(shù)取值,而S、G、D等其余收益、成本參數(shù)都選擇文獻(xiàn)[32-34]中摘取政府補(bǔ)貼、引導(dǎo)、社會效益等真實數(shù)據(jù),并加以調(diào)整。

數(shù)組1、2符合推論1、2中的所有條件,其仿真參數(shù)賦值為數(shù)組1、2:G1=60,G2=55,G3=40,G4=35,S1=60,S2=40,Cmr-Cnr=53-40=13,Ie1=15,Ie2=8,Ce=5,θ=0.9,π=0.1,但數(shù)組1的D1=150,D2=120;數(shù)組2的D1=180,D2=100。

仿真結(jié)果表明,符合所有條件后,仿真結(jié)果得(0,1,1)為漸進(jìn)穩(wěn)定均衡點,系統(tǒng)此時僅存在一個演化穩(wěn)定策略組合(低力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))與推論1結(jié)論一致;在滿足條件下,仿真結(jié)果得(1,1,1)為漸進(jìn)穩(wěn)定均衡點,此時系統(tǒng)僅存在(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))策略組合與推論2結(jié)論一致。以上兩個模型計算結(jié)果都可驗證模型切實有效。

(二)參數(shù)敏感性分析

在數(shù)組2的基礎(chǔ)上,符合推論2中的所有條件,于Matlab2020a設(shè)置博弈三方的策略選擇概率(x,y,z)的初始值為(0.2,0.2,0.2),三方策略最終到達(dá)ESS點(1,1,1),即無論參數(shù)如何變化,博弈三方演化最終都會達(dá)到均衡。剖析S1-S2、G1-G3、π、Ce、Cib這些參數(shù)變化對演化博弈過程和結(jié)果的作用。其中,S1-S2和G1-G3的參數(shù)變化都與博弈雙方的收益或成本直接掛鉤,而π、Ce、Cib僅與博弈一方的收益或成本直接掛鉤,間接影響博弈的另兩方。

1.博弈雙方掛鉤參數(shù)的敏感性分析

(1)地方政府高、低力度支持下對港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)補(bǔ)貼差值(S1-S2)的敏感性分析

為分析S1、S2不同取值變化對演化博弈過程和(高力度支持,鐵水聯(lián)運(yùn))結(jié)果的作用,將S1、S2分別賦以60、40,70、30,70、20,復(fù)制動態(tài)方程組在時間推移下,圖2a顯示其演化50次的仿真結(jié)果。

圖2 博弈雙方掛鉤參數(shù)的敏感性分析

圖2a表明,在系統(tǒng)演化至穩(wěn)定點的過程中,隨著S1-S2增加,政府發(fā)現(xiàn)高力度支持所負(fù)擔(dān)的財政補(bǔ)貼遠(yuǎn)高于低力度支持時,會減緩政府采取高力度支持策略的演化速度,其選擇概率也會下降。但企業(yè)能得到實質(zhì)性補(bǔ)貼,其選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的概率會上升。如果政府希望加快企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”效率,就需要增加補(bǔ)貼力度。在實施低碳補(bǔ)貼措施時,政府也應(yīng)當(dāng)綜合自身財政狀況,適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)貼機(jī)制,保證其常態(tài)化運(yùn)行。

(2)地方政府高、低力度支持下對積極合作貨物托運(yùn)人引導(dǎo)差值(G1-G3)的敏感性分析

為分析G1、G3不同取值變化對演化博弈過程和(高力度支持,積極合作)策略組合結(jié)果的作用,將G1、G3分別賦以60、40,70、40,90、50,復(fù)制動態(tài)方程組在時間推移下,圖2b顯示其演化50次的仿真結(jié)果。

圖2b表明,在演化過程中,隨著G1-G3增大,政府發(fā)現(xiàn)對積極合作的貨物托運(yùn)人,高力度支持與低力度支持之間引導(dǎo)的差額較大時,選擇高力度支持策略的概率下降,但貨物托運(yùn)人能享受鐵路服務(wù)質(zhì)量提升、運(yùn)價下浮,運(yùn)輸效率上升等紅利,其選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的概率會上升。相較于圖2a的演化曲線可發(fā)現(xiàn),有積極合作傾向的貨物托運(yùn)人在長期演變的過程中,即使最終做出積極合作的決定,但圖2b曲線爬升至積極合作策略概率Y=1較為緩慢。這表明,在現(xiàn)實雙方博弈中,貨物托運(yùn)人可能對政府的引導(dǎo)政策持有謹(jǐn)慎態(tài)度,需要通過長期觀察企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”的運(yùn)輸效果,以逐漸建立政策信任。

2.博弈單方掛鉤參數(shù)的敏感性分析

(1)“公水聯(lián)運(yùn)”模式風(fēng)險系數(shù)(π)的敏感性分析

滿足推論2中的條件,將π分別賦以0.1,0.3,0.5,從圖3-1會發(fā)現(xiàn)π的不同取值變化,博弈三方的策略組合依舊趨于(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn)),但演化博弈過程中各策略選擇概率(X,Y,Z)的演化曲線會產(chǎn)生波動,復(fù)制動態(tài)方程組在時間推移下,圖3-1(a,b,c)顯示其演化50次的仿真結(jié)果。

公路運(yùn)輸所處環(huán)境復(fù)雜,安全風(fēng)險較多。當(dāng)“公水聯(lián)運(yùn)”模式在運(yùn)輸途中風(fēng)險系數(shù)π越高,相同演化時間下,地方政府高力度支持策略的概率會上升,面對這種情況,政府會采取加快推動鐵路入港口、物流園區(qū)和大型礦企,推動大宗及中長途貨物運(yùn)輸向鐵路轉(zhuǎn)移等措施,以應(yīng)對公路日益復(fù)雜的運(yùn)輸環(huán)境和安全風(fēng)險;貨物托運(yùn)人積極合作的概率反而下降,觀察圖3-1b的三條曲線,發(fā)現(xiàn)曲線之間較為接近,且以一種均速到達(dá)積極合作策略概率Y=1。合理推測是貨物托運(yùn)人作為甲方與企業(yè)簽訂多式聯(lián)運(yùn)合同,按照相關(guān)法律規(guī)定,多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人要對貨物損毀進(jìn)行賠償,致使貨物托運(yùn)人對運(yùn)輸方式的風(fēng)險系數(shù)并不敏感;企業(yè)對風(fēng)險系數(shù)π更為敏感,圖3-1c中取值π=0.5,演化曲線幾乎在演化時間=0時,企業(yè)即刻選擇“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式,而且圖3-1c的演化曲線也比圖3-1a反應(yīng)速度更快,側(cè)面證明企業(yè)作為市場化運(yùn)營的博弈主體,對運(yùn)輸決策存在的風(fēng)險最為敏感。

(2)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)重選承運(yùn)人成本(Ce)的敏感性分析

為分析Ce的不同取值變化對演化博弈過程和結(jié)果的作用,將Ce分別賦以5,35,65,從圖3-2d會發(fā)現(xiàn)其中設(shè)置的特殊參數(shù)取值Ce=65,不滿足推論2中的條件,會使系統(tǒng)穩(wěn)定均衡點從(1,1,1)轉(zhuǎn)變?yōu)?0.4,1,0),博弈三方的策略組合(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))同時發(fā)生變動。圖3-2呈現(xiàn)復(fù)制動態(tài)方程組在時間推移下,演化50次的仿真結(jié)果。

重選承運(yùn)人成本Ce的存在,一定程度上會對“公轉(zhuǎn)鐵”效率造成阻礙。隨著成本Ce越高,相同演化時間下,地方政府高力度支持策略概率會下降,在圖3-2a中Ce=65的線條顯示策略選擇X≤0.4,這表明Ce雖是企業(yè)期望收益中的成本支出,但成本過高也會間接導(dǎo)致政府決策的不確定性;貨物托運(yùn)人即使在圖3-2b中Ce=65時,積極合作策略概率最終也會是Y=1,但演化時間t∈[0,0.2]這段曲線中政府高力度支持策略的概率快速上升,顯然貨物托運(yùn)人不愿面對因Ce過高,企業(yè)停止“公轉(zhuǎn)鐵”低碳轉(zhuǎn)型,取消“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式的可能性;港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)由于Ce過高,突破企業(yè)的心理閾值,策略選擇仍舊保持“公水聯(lián)運(yùn)”模式。例如,鐵路承運(yùn)人資源緊張、鐵路運(yùn)價高昂或合作難度大等問題都會導(dǎo)致企業(yè)錯失與鐵路承運(yùn)人建立新合作伙伴關(guān)系的機(jī)會。

(3)兩種聯(lián)運(yùn)模式產(chǎn)生的碳排放成本差值(Chb-Crb)的敏感性分析

以Chb-Crb的差值變化來分析碳排放成本Cib對演化博弈過程和博弈三方的策略組合(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))結(jié)果的作用,將兩種模式下的Crb和Chb分別賦以5、10,10、20,15、30,復(fù)制動態(tài)方程組在時間推移下,圖3-3顯示其演化50次的仿真結(jié)果。

在全國碳市場中,碳排放配額交易價格作為市場的風(fēng)向標(biāo),實時反映市場的供給與需求,碳交易市場成交價格γ隨時間變化呈現(xiàn)無規(guī)律波動的趨勢。已知單位的碳排放量β,“公水聯(lián)運(yùn)”模式遠(yuǎn)高于“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式,并且起始地、目的地和貨物重量相同情況下,Crb

隨著Chb-Crb的差值增加,相同演化時間下,博弈三方的策略組合(高力度支持,積極合作,鐵水聯(lián)運(yùn))的概率都呈現(xiàn)上升趨勢,政府和企業(yè)的策略概率X,Z=1時,演化時間分別是ta=0.2,tc=0.1,證明兩方在“公轉(zhuǎn)鐵”演化前期就對參數(shù)Cib極為重視,積極響應(yīng)國家“雙碳”理念。故而,Chb-Crb差值越大,政府采取高力度支持加快聯(lián)運(yùn)模式“公轉(zhuǎn)鐵”低碳轉(zhuǎn)型,企業(yè)則更為傾向碳排放成本較少的“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式。

五、結(jié)論與建議

本文綜合考慮了影響港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”低碳轉(zhuǎn)型的因素,構(gòu)建地方政府、貨物托運(yùn)人和港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)三方演化博弈模型。通過求解均衡點、分析均衡點穩(wěn)定性和參數(shù)敏感性后,研究結(jié)論如下:(1)地方政府制定支持力度的高低取決于其所能回報的社會效益與投入的引導(dǎo)、補(bǔ)貼成本之間的差值大小;(2)地方政府支持力度的高低不干擾貨物托運(yùn)人和港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”的選擇結(jié)果,但可以加速另兩方的策略選擇理想化。該研究結(jié)論與政府采取支持、補(bǔ)貼或獎懲措施加速策略選擇的結(jié)論[15,22,35]相一致;(3)貨物托運(yùn)人對待“公轉(zhuǎn)鐵”存在先天意愿偏好,策略選擇會隨著演化時間的推移,均速地趨向積極合作;(4)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)作為博弈三方的核心,隨著影響因素變化,其演化時間縮短且波動最為劇烈。該研究結(jié)論與核心企業(yè)在博弈系統(tǒng)演化中相較其他主體變動幅度最大[24]的結(jié)論相符。公路運(yùn)輸風(fēng)險上升、企業(yè)重選承運(yùn)人成本下降或碳排放成本升高都會拉動企業(yè)“鐵水聯(lián)運(yùn)”的市場需求。研究肯定了地方政府支持在推動聯(lián)運(yùn)模式“公轉(zhuǎn)鐵”中發(fā)揮的效用,并豐富了以“公轉(zhuǎn)鐵”作為港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑的演化博弈研究。

基于上述研究結(jié)論,從博弈三方各自利益角度為推動“公轉(zhuǎn)鐵”提出對策建議:(1)地方政府盲目地高力度支持,可能陷入財政入不敷出、社會效益回報低下的兩難窘境。為防止上述狀況出現(xiàn),一方面,政府需要全面考慮自身財政和受益企業(yè)增量規(guī)模等內(nèi)外因素,動態(tài)調(diào)整引導(dǎo)、補(bǔ)貼機(jī)制,避免過度依賴政策扶持。另一方面,科學(xué)分析和預(yù)測公、鐵兩種運(yùn)輸方式的市場供需,避免兩者的市場規(guī)模失衡,致使回報政府的社會效益降低。(2)貨物托運(yùn)人已經(jīng)意識到未來港口集疏運(yùn)的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)將向鐵路端傾斜,但受慣性思維和政策走向不明干擾,大部分時間處于搖擺階段。為吸引托運(yùn)人貨源從公路轉(zhuǎn)向鐵路,政府引導(dǎo)應(yīng)從兩個方面下手。一方面,通過擴(kuò)充貨物品類和空間、創(chuàng)新物流服務(wù)、下浮鐵路運(yùn)價等有利舉措,讓托運(yùn)人看到具體效益,滿足實際需求。另一方面,將宣傳重點放在“公轉(zhuǎn)鐵”的長遠(yuǎn)作用和戰(zhàn)略地位,讓托運(yùn)人知曉運(yùn)輸結(jié)構(gòu)供給側(cè)改革是未來交通運(yùn)輸發(fā)展的必由之路。(3)港口多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)需從法律層面警惕公路風(fēng)險逐年遞增帶來的巨大賠償隱患;政府通過合理手段調(diào)控企業(yè)碳配額、碳核查力度或者碳排放超支懲罰等,碳排放成本一定程度地升高,反而能倒逼企業(yè)“公轉(zhuǎn)鐵”;重選承運(yùn)人成本過高,可以視作企業(yè)與新的鐵路承運(yùn)人達(dá)成合作伙伴關(guān)系的協(xié)商中,出現(xiàn)鐵路運(yùn)營商資源缺乏、信息溝通不暢等阻礙,為使企業(yè)對“鐵水聯(lián)運(yùn)”模式恢復(fù)信心,維持運(yùn)輸服務(wù)多樣性。政府也應(yīng)增設(shè)公共信息平臺,輔助企業(yè)尋找合適承運(yùn)人,并且完成托運(yùn)人、承運(yùn)商、多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)之間的信息共享,打造高效、無縫對接機(jī)制。

本文也存在一定的局限性:(1)本文對模擬仿真中各參數(shù)賦以真實數(shù)據(jù),但除多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)運(yùn)輸成本數(shù)據(jù)外,其余數(shù)據(jù)大多是直取文獻(xiàn)中的變量數(shù)據(jù),加以推測賦值,未避免主觀性偏誤,仍不夠準(zhǔn)確。(2)本研究分析僅側(cè)重于在演化條件成立后,成本與收益參數(shù)對三方博弈中各主體是否產(chǎn)生影響、敏感性如何,并沒有思考臨界狀態(tài)下讓演化條件成立所付出的轉(zhuǎn)換代價。下一步可在三方演化博弈模型中引入海關(guān)、鐵路局等參與者,構(gòu)建多主體的動態(tài)、重復(fù)博弈模型,使其更符合現(xiàn)實。