基于博弈论的生态工业园产业耦合共生网络运行过程研究.pdf

1、基于博弈论的生态工业园产业耦合共生网络运行过程研究刘文东 潘啸天 巴特 王艳秋摘 要：通过分析共生、网络、耦合、共生网络、耦合共生网络的内涵，阐述生态工业园产业耦合共生网络的模式，探讨生态工业园产业耦合共生网络中上下游企业共生形成的过程，并得出结论：产业耦合共生网络的形成过程是寻求企业最低成本的过程。关键词：博弈效应;生态工业园;产业耦合共生引言生态工业园是园区生态工业集中的地方，它是一种基于生态经济和循环经济理念的新型工业系统组织。由于生态工业园中的各个生态工业公司之间是相互依存、资源共享关系，所以它们构成了一个产业生态系统。“产业耦合共生”指的就是生态工业园中的各个生态工业公司之间的关系。

2、园区内高效的闭环系统是由产业耦合共生网络构成的，闭环系统加强了各个生态工业公司之间的合作，加深了公司之间交流互动，从而使公司可以充分利用和合理配置园区内的资源，保护园区的环境，提高园区的经济效益。国内外学者一直在探索产业共生网络，他们坚信产业共生网络的最终目的是获取环境效益和经济效益。它是在区域的产业中，通过传递物质、能源，以及交换知识、人力、技术，从而形成的长期共生的纽带。程金香（2004）1曾指出，生态工业园中的耦合关系存在于公司内部、公司之间、公司与区域之间，并分析了耦合的内容、步骤、方法和效果。王培成（2009）2对生态产业链耦合的含义进行了探讨，得出生态工业园和农业生态园稳定进步的基

3、础是生态产业链耦合。侯燕楠（2011）3对生态工业园耦合共生对碳减排的贡献率进行了探索。王进富（2015）4对西安高新区汽车生态产业链共生耦合关系现状进行了深入的探索，根据修正的 Shapley 值法提高了共生耦合机制的稳定性。本文基于专家学者的文献，结合耦合关系、共生理论，研究产业耦合共生网络共生模式及其运行过程。一、生态工业园产业耦合共生网络共生模式生态工业园产业耦合共生网络类型有三类：对称型产业耦合共生网络、单向依托型产业耦合共生网络、双向依托型产业耦合共生网络。对称型产业耦合共生网络中，共生的公司间通过合作及资源、信息等物质流交换获取利益，公司间的地位是平等的，不存在核心公司。在生态工

4、业园中，最基本和常见的组织形式是依托型产业耦合共生网络。核心公司对原材料和零部件的需求为围绕它运营的中小型公司提供了非常多的市场机会。而核心公司生产的副产品可以作为其卫星公司的生产材料，以吸引其他具有业务关联的公司。公司之间通过这样的运作方式不仅可以将生产废物处理后转化为其他公司的生产资源，还能够减少废物的排放，从而有利于提高各公司的经济效益和资源利用率，有利于保护环境。单向依托型产业耦合共生网络中，核心公司在共生网络中具有核心地位，在资源、信息、产品等方面发挥主导作用，向其卫星公司提供副产品、废弃物等原材料。核心公司与卫星公司间地位不平等，卫星公司对核心公司依赖性强。另外，各个核心公司之间也

5、有着相对独立性，这很大程度上减少了网络瘫痪的风险，使整体网络更具有安全性。因此，它们之间的共生关系很稳定。双向依托型产业耦合共生网络不仅存在于核心公司中，还存在于卫星公司中。参与的公司多为中小型企业，它们互相作用、互相依存、地位平等，但双方间依赖性强，离开对方都无法生存，因此共生关系非常稳定。二、产业耦合共生网络内上下游企业的共生形成过程生态工业园产業耦合共生网络的形成过程是上游公司和下游公司结成共生关系的动态过程，也是上下游公司之间不断选择的过程。我们可以用博弈论来对这一过程进行分析研究，其目的是通过博弈规则来决定均衡。朱睿（2006）5在博弈论的层面探究了影响稳定合作的几个关键因素。符合条

6、件的上下游公司会形成合作，上游公司把处理后的垃圾资源和所需材料提供给下游公司作为他们的产品原料;下游公司可以选择接受上游公司处理后的废弃物或副产品作为自己的原材料，也可以通过其他渠道去采购自己所需要的原材料。无论如何选择，上下游公司都需要付出一定成本，因此出现如下博弈策略组合和假设，如表 1 所示。UA：下游公司接受上游公司所提供的原材料所获得的收益;CA：下游公司接受上游公司所提供的原材料所支付的成本;UB：下游公司选择其他渠道采购原材料所获得的收益;CB：下游公司选择其他渠道采购原材料所支付的成本;UC：上游公司将废弃物或副产品加工处理后提供给下游公司所获得的收益;CC：上游公司将废弃物或

7、副产品加工处理后提供给下游公司所支付的成本;CD：上游公司将废弃物进行焚烧或粗放式排放所支付的成本;UM：政府对下游公司接受上游公司提供的原材料所给予的奖励;CM：政府对下游公司不接受上游公司提供的原材料所进行的处罚;UN：政府对上游公司将废弃物或副产品加工处理后提供给下游公司的行为所给予的奖励;CN：政府对上游公司将废弃物进行焚烧或粗放式排放的行为所进行的处罚。1.下游公司接受上游公司提供的废弃物或者副产品所带来的效用大于下游公司选择其他渠道采购原材料带来的效用：UA-CA+UMUB-CB-CM。如果 UC-CC+UN-CD-CN，即上游公司把处理后的废弃物或副产品提供给下游公司作为原材料这

8、一行为所获得的效用大于上游公司采用粗放式排放等方法处理废弃物所获得的效用，此时上下游公司间存在唯一纳什均衡解（接受，提供）;如果 UC-CC+UN-CD-CN，即上游公司把处理后的废弃物或副产品提供给下游公司作为原材料这一行为所获得的效用，小于上游公司采用粗放式排放等方法处理废弃物所获得的效用，此时上下游公司间存在唯一纳什均衡解（接受，不提供）。由于政府对上游公司所采用粗放的方式排放废弃物或是焚烧、填埋垃圾等行为处罚的力度不够，才会出现这种情况，因此上游公司更倾向于用这种方式来处理废弃物和副产品。2.下游公司接受上游公司提供的废弃物或副产品所产生的效用大于下游公司选择其他渠道采购原材料所产生的

9、效用：UA-CA+UMUB-CB-CM。如果-CC+UN-CD-CN，即上游公司把处理后的废弃物或副产品提供给下游公司作为原材料的这一行为所获得的效用大于上游公司所采用粗放式排放等方法处理废弃物所获得的效用，此时上下游公司间存在唯一纳什均衡解（不接受，提供）;如果 UC-CC+UN-CD-CN，即上游公司把处理后的废弃物或副产品提供给下游公司作为原材料的这一行为所获得的效用，小于上游公司所采用粗放式排放等方法处理废弃物所获得的效用，此时上下游公司间存在唯一纳什均衡解（不接受，不提供）。3.當-CD+UN-CD-CNUC-CC+UN 时，上下游公司间无占优策略，这个时候也没有单纯策略的纳什均衡解

10、，我们应该考虑混合策略：假设下游公司所接受得上游公司所提供原材料的概率为 P1，则不接受上游公司提供的原材料而选择其他方式所采购得原材料概率 1-P1（0P11）;假设上游公司把废弃物或副产品加工处理后提供给下游公司作为原材料的概率为 P2，则上游公司把废弃物或副产品加工处理后供给下游公司作为原材料的概率为 1-P2（0P21）。可得，下游公司期望效用函数：根据刘浩（2010）6的描述，演化博弈理论的基本思路是源于有限理性，同时博弈的上下游公司不可能在每一次博弈的过程中都能找到最优的均衡点，所以它的最佳策略就是通过不断博弈，模仿和改进自己和他人的最优策略，探寻“演化稳定策略”，即上下游公司相互

11、适应的过程。参考文献：1程金香.生态工业园建设中的企业耦合研究D.西安：西北大学，2004.2王培成，齐振宏，冉春艳.生态产业链耦合的研究综述J.新疆农垦经济，2009，（5）：87-91.3侯燕楠，崔兆杰.生态工业园产业耦合共生对碳减排的贡献率C/全国循环经济与生态工业学术论坛暨中国生态经济学会工业生态经济与技术专业委员会年会文集，2011.4王进富，侯海燕，张爱香.生态产业链共生耦合实现机制及发展对策研究以西安汽车生态产业链为例J.科技进步与对策，2015，（3）：75-79.5朱睿.生态工业园工业共生网络稳定性研究D.阜新：辽宁工程技术大学，2006.6刘浩.产业间共生网络的演化机理研究D.大连：大连理工大学，2010.