（技术经济及管理专业论文）污水处理BOT项目特许期决策方法研究.pdf

大连理：大学硕士学位论文 摘要 b o t ( b u i l d o p e r a t e t r a n s f e r ) 作为一种吸引外资或民间资本进行基础设施和公共事 业建设的项目运作形式在国内外迅速发展起来。然而，许多b o t 项目的运营状况并不 理想，论证草率、决策不当而导致失败的b o t 项目十分普遍。特许期是b o t 项目特许 经营协议中的关键参数，也是特许经营谈判中的热点问题。 本文首先通过对国内外该领域文献与案例的系统梳理与总结，全面分析了现有固定 特许期和弹性特许期两类决策方法、特点及不足之处。之后，通过对利益相关者进行分 析，确定出政府和承办方是最主要者；并对影响污水处理b o t 项目运营的因素进行初 步识别，进一步界定了其中的关键的影响因素。 以此为基础，构建了不确定条件下的特许期决策模型，并提出b o t 项目特许期调 整方法，综合运用n p v 与m o n t ec a r l o 模拟方法对模型进行了求解，根据大连市某污水 处理b o t 项目的案例数据验证了该方法，并分别对有大修和无大修两种移交条件下的 特许期区间进行了估计。 同时，为了使政府和承办方在项目运营的过程中分担风险，并在风险出现时能够实 现合理分担，本文基于假设的项目运营状况分析和未来趋势预测，进一步构建了污水处 理b o t 项目的特许期调整方法，为此类项目的风险合理分担提供了一种可借鉴的方法。 关键词：b o t ；特许期；污水处理；m o n t ec a rl o 模拟 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 ad e c i s i o nm e t h o do fc o n c e s s i o np e r i o df o rb u i l d - o p e r a t e - t r a n s f e r p r o j e c t so fs e w a g et r e a t m e n t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h eb o th a sar a p i dd e v e l o p m e n ti nc h i n aa n da b r o a d ，a sa no p e r a t i o n w a yo ff o r e i g no rp r i v a t ec a p i t a li n v e s t m e n tf o rp u b l i cu t i l i t i e sa n di n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o n p r o j e c t s h o w e v e r ，m a n yo p e r a t i o n so fb o tp r o j e c t sa r en o tw e l lp e r f o r m e d ，a n dt h em a j o r i t y o ft h ef a i l u r e so fb o t p r o j e c t sa r ed u et or a s hd e c i s i o n m a k i n g c o n c e s s i o np e r i o di s ak e y p a r a m e t e ri nb u i l d o p e r a t e - - t r a n s f e r ( b o t ) c o n t r a c ta n da h o tt o p i cd u r i n gt h en e g o t i a t i o no f c o n c e s s i o no p e r a t i o n f i r s t l y ，t h i st h e s i ss u m m a r i z e ss y s t e m a t i c a l l yd o m e s t i ca n df o r e i g nl i t e r a t u r ea n dc a s e ， a n da n a l y z e sc o m p r e h e n s i v e l yt h ec h a r a c t e r i s t i ca n dt h ed e f i c i e n c yo ft h ef i x e dm e t h o d sa n d t h ef l e x i b l em e t h o d s a f t e r w a r d ，i ti sc o n c l u d e dt h a t ，a m o n gt h o s es t a k e h o l d e r so fb o t p r o j e c to fs e w a g et r e a t m e n t ，t h el o c a lg o v e r n m e n ta n dp u r v e y o ra r et h et w om o s ti m p o r t a n t p a r t s ；t h e ni tc a r r i e so nt h ep r e l i m i n a r yr e c o g n i t i o na m o n g t h ep a r a m e t e r so fi n f l u e n c i n gt h e s e w a g et r e a t m e mb o tp r o j e c to p e r a t i o n a n dm a k e sd e f i n i t i o no ft h ek e yi n f l u e n c i n gf a c t o r s o f c o n c e s s i o np e r i o di ns e w a g et r e a t m e n tp r o j e c t s b a s e do ni t ad e c i s i o nm o d e lo fc o n c e s s i o np e r i o di sc o n s t r u c t e du n d e ru n c e r t a i n t y ，a n d s o l u t i o n sa r ec a r r i e do u tb yu s i n gn p va n dm o n t ec a r l os i m u l a t i o n t h em e t h o di sc e r t i f i e d b yt h ed a t af r o ms o m es e w a g et r e a t m e n tb o tp r o j e c ti nd a l i a n t h ec o n c e s s i o np e r i o d i n t e r v a li sa l s oe s t i m a t e dr e s p e c t i v e l yu n d e rt w ot r a n s f e rc o n d i t i o n so fh e a v yr e p a i ra n d n o n h e a v yr e p a i r f i n a l l y ，t om a k et h eg o v e r n m e n ta n dp u r v e y o rs h a r er i s k sd u r i n gt h ep r o j e c to p e r a t i o n p e r i o da n dc a ns h a r e sr e a s o n a b l yw h e nt h er i s ka p p e a r s ，t h i st h e s i s f u r t h e rb u i l d st h e a d i u s t r n e n tm e t h o do ft h ec o n c e s s i o np e r i o do fs e w a g et r e a t m e n tb o tp r o j e c tb a s e do nt h e a n a l y s i so fh y p o t h e t i cp r o j e c to p e r a t i n gc o n d i t i o na n dt h ef o r e c a s t o ff u t u r et e n d e n c y i t p r o v i d e sar e f e r e n t i a lm e t h o df o rc o n c e s s i o np e r i o dd e c i s i o nm a k i n gi nt e r m so ft h i st y p eo f p r o j e c t s k e yw o r d s ：b o t ( b u i l d - o p e r a t e - t r a n s f e r ) ；c o n c e s s i o np e r i o d ；s e w a g et r e a t m e n t ；m o n t e c a d os i m u l a t i o n i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文 作者签名 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题 作者签名： 导师签名： 人连理丁：大学硕士学位论文 1绪论 1 1研究背景 b o t ( b u i l d o p e r a t et r a n s f e r ) ，译为“建设运营移交 。指由政府或其所属机构 将基础设施项目建设及经营的特许权授予项目公司，然后，由项目公司负责项目融资、 设计、建造和营运，项目公司在项目经营特许期内，利用项目收益偿还投资及营运支出， 并获得利润。特许期满后，项目交给政府或其下属机构。它是使用私营公司投资，进行 传统上由公共部门专营的基础设施建设项目的一种模式。从本质上说，它意味着提供贷 款者可期望利用项目本身的收益来偿还贷款，而不必依靠政府担保或项目发起人的资产 等其他担保形式。 1 9 9 4 年，中国政府开始研究b o t 项目。1 9 9 5 年8 月，国家计委、电力部和交通部 联合下发了关于试办外商投资特许权项目审批管理有关问题的通知，为国内运作b o t 项目提供了法规依据。同时，国家计委选择了广西来宾b 电厂、成都第六水厂、长沙电 厂和广东淀白高速公路等项目作为b o t 试点项目，标志着中国b o t 项目进入了规范运 作的发展阶段。b o t 项目的运营特点非常适合我国的国情，在国内发展很快。目前， b o t 项目在我国的发电、供水、污水处理、高速公路等各种公共基础项目中得到了十分 广泛的应用。 b o t 作为交通、水处理等基础设施和公用事业项目的一种运作方式，其特点是融资 结构复杂、项目投资大、投资回收期长、风险高。随着我国投融资体制改革的逐步深化， 特别是国务院颁发关于鼓励支持和引导个体私营等非公有制经济发展的若干意见以 来，国家明确支持“非公有资本进入基础设施和公用事业领域，完善政府特许经营制度， 规范招投标行为，我国各级政府开始广泛运作b o t 项目。 污水处理b o t 项目是由市场中的具有污水处理业务的项目公司( 包括私人公司和 国有公司) 作为项目发起人，从政府获得建设污水处理厂的特许权，然后由其组建污水 处理项目公司，负责项目的融资、设计、建造和运营，整个特许期内污水处理项目公司 通过污水处理厂的运营来收回投资、偿还债务并获得利润，在特许期满之后，把一个运 行良好的污水处理厂无偿移交给政府，从而达到双赢的局面。 因此，污水处理行业中大量地采取了特许经营方式，可以节省地方政府的财政预算， 用市场中的资金束发展污水处理行业，政府财政预算就可以更多地投入到教育、科技发 展和其它的一些领域中，从而进一步促进社会经济的发展。污水处理行业的发展可以改 变中国污水处理率低下的尴尬局面，实现国家的污水处理率的规划目标，消除阻碍经济 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 社会发展的瓶颈，促进各大中小城市的精神文明建设。目前中国七大水系中五类和劣五 类水体占3 0 ，9 7 5 的城市水体受到不同程度的污染，其中4 0 的城市受到重度污染， 污水处理行业发展可以缓解乃至进一步消除水污染的严峻局势，缓解水资源匮乏的问 题。因此，建立一个科学合理的污水处理b o t 项目特许期决策模型有着十分显著的现 实意义。 然而，许多b o t 项目的运营状况并不理想，论证草率、决策不当而导致失败的项 目十分普遍。长春汇津和武汉汤逊湖污水处理厂、沈阳第八水厂等失败的案例都反映出 当前b o t 项目决策中的漏洞。缺乏科学的指导，特别是对特许期、投资回报等因素缺 少有效的决策方法是其中的主要原因，这也是目前b o t 项目运作中亟待解决的重要课 题。 b o t 项目具有投资高、风险高、资金回收慢的特点，因此项目特许期的长短对其运 营效益具有直接的影响。目前在项目的决策过程中，通常由政府相关部门在项目招标前 依据同类项目的经验确定特许期，但由于缺少有信服力的方法，许多同类的b o t 项目 实际上都采用了相同特许期的做法，虽然政府与项目公司可以通过特许价格博弈来分担 收益与风险，但公共服务产品的价格相对固定，调价阻力大。因此，这种不考虑项目所 处地区的经济水平、项目规模、投资、运营成本和市场风险等因素而一律采用相同特许 期的做法，导致b o t 项目在运营过程中出现了许多问题，或使政府和社会公众的利益 受损，或使投资者的利益受损。 为此，一些学者在b o t 项目特许期决策领域开展了持续的研究。虽然已有研究在 影响因素识别、风险应对、特许期决策等方面取得了许多有价值的成果，但目前极为缺 乏针对特定领域b o t 项目的深入研究。由于不同领域b o t 项目的特征明显不同，其决 策风险因素也存在显著差异，因此，聚焦研究对象，对国内污水、高速公路等特定类型 的b o t 项目开展研究十分必要。 1 2问题的提出 近年来，b o t ( b u i l d o p e r a t e t r a n s f e r ) 作为一种吸引外资或民间资本进行基础设施 和公共事业建设的项目运作形式在国内外迅速发展起来【l 2 】。然而，许多b o t 项目的运 营状况并不理想，论证草率、决策不当而导致失败的b o t 项目十分普遍【3 4 l 。缺乏科学 的决策指导，特别是对特许期、特许定价等关键参数缺少有效的决策方法是其中的主要 原因，这也是目前b o t 项目运作中亟待解决的重要课题。 人连理工大学硕士学位论文 b o t 项目的投资通常较高，因而特许期的长短对其运营水平具有直接的影响，不合 理的特许期设定将会导致政府补贴负担过重或者投资者无法达到预期的获益水平，进而 导致项目失败。目前在b o t 项目特许经营协议谈判和运营过程中，存在如下两个方面 的问题： ( 1 ) 在项目决策阶段对特许期缺乏科学有效的估算依据 政府部门通常在项目招标前依据相似案例的经验和简单的财务评估结果确定特许 期。在实际操作过程中，由于缺少有信服力的方法，许多同类的b o t 项目都采用了相 同特许期的做法，如表1 1 所示，这种不考虑地区经济水平、项目规模、投资、运营成 本和市场风险等因素而一律采用相同特许期的决策方式，导致b o t 项目在运营过程中 出现了许多漏洞，或使政府和社会公众的利益受损，或使投资者的利益受损。 ( 2 ) 在项目运营阶段缺少应对风险的特许期调整方法 b o t 项目在运营过程中存在许多不确定性因素，目前绝大多数项目是在固定特许期 条件下采用调整特许价格或补贴等方法进行风险规趔5 丌，但是公共服务产品价格调整 通常很敏感且调价空间有限，补贴在实际执行中又存在较大的争议，相对而言，调整特 许期的各方争议较小，容易被公众接受，但目前关于特许期调整十分缺乏科学理论与方 法指导。 表1 1 国内部分污水处理b o t 项目特许期概况 t a b 1 1t h ec o n c e s s i o np e r i o do ft h ed o m e s t i cs e w a g et r e a t m e n tb o tp r o j e c t s b o t 项目名称 总投资( 万元) 特许期( 年) 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 1 3 研究内容和技术路线 1 3 1 研究内容 本文以案例研究为基础，构建以污水处理b o t 项目为研究背景特许期决策模型， 预期将国外已有的比较科学的b o t 项目特许期决策模型进行完善和重新构建，设计出 符合国内污水处理b o t 项目特许期决策模型及调整方法，确定影响污水处理b o t 项目 特许期的因素集，为政府和项目公司进行特许期决策提供依据。为此，本文主要结构分 为四个部分，内容分别是： 第一部分是特许期研究综述。通过对国内外该领域文献与案例的系统梳理与总结， 全面分析了现有固定特许期和弹性特许期两类决策方法、特点及不足之处。 第二部分是影响污水处理b o t 项目特许期关键因素的确定。通过对利益相关者进 行分析，确定出政府和承办方是最主要者；并对影响污水处理b o t 项目运营的因素进 行初步识别，进一步界定了其中的关键的影响因素。 第三部分是污水处理b o t 项目特许期决策模型的构建。以第二部分研究为基础， 构建了不确定条件下的特许期决策模型，并提出b o t 项目特许期调整的情况，给之相 应的调整方法。 第四部分是污水处理b o t 项目特许期决策案例分析。根据大连市某污水处理b o t 项目的案例数据验证了该方法，并分别对有大修和无大修两种移交条件下的特许期区间 进行了估计。同时，为了使政府和承办方在项目运营的过程中分担风险，并在风险出现 时能够实现合理分担，本文基于假设的项目运营状况分析和未来趋势预测，进一步构建 了污水处理b o t 项目的特许期调整方法。 第五部分是结论与展望。该部分对论文得出的结论进行了总结，分析了本文研究中 存在的一些局限和不足，并对后续研究提出了展望。 大连理一i ：大学硕十学位论文 1 3 2 技术路线 本文首先运用文献调研、统计分析、数学推理， 因素识别开始，确定了其中的某些关键性影响因素， 从对影响污水处理b o t 特许期的 围绕这些关键性影响因素构建污水 处理b o t 项目特许期决策模型，并提出运营中调整特许期的方法；最后根据实际案例 数据对模型加以演示，从而完成本次研究目的。本文的技术路线如图1 。1 所示： 图1 1 技术路线图 f i g 1 1 t e c h n i c a lp a t ho fp a p e r 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 1 4 研究意义及主要创新点 1 4 1 研究意义 随着国民经济与城市建设得到高速的发展，水污染控制及水环境保护的问题目益显 著。到2 0 0 6 年年底，全国6 5 6 个城市共有城市污水处理厂8 1 4 座，其中一半以上为b o t 项目，解决了城市污水治理的资金问题，是当前投资建设我国城市污水处理厂的最有效 方式。 目前中国还没有科学统一的理论指导污水处理b o t 项目特许期决策，主要是靠政 府方和承办方通过谈判和以往的经验来决定一个固定年限作为特许期。污水处理b o t 项目在运营中存在不同程度的风险，在确定特许期时必须考虑风险问题，而决定一个固 定特许期，较少考虑风险，致使当风险发生的时候，双方须重新谈判，从而产生浪费， 或发生的风险全部由一方不公平地承担。 在现实方面，中国没有一个良好的污水处理b o t 项目特许期决策模型作为基础。 以往的污水处理b o t 项目特许期决策方法非常不规范，也不完善，阻碍了中国污水处 理行业的发展。由于缺乏实务操作经验、加之相关专业指导政策不完善，导致政府与项 目公司签订的特许协议不合理，进而使政府或项目公司在污水处理b o t 项目运作过程 承担了巨大的风险。 本研究能够在一定程度上指导政府和承办方确定出科学合理的特许期，从而能促进 污水处理b o t 项目在中国的发展。 理论意义： 本研究结合中国国情以及污水处理b o t 项目在我国发展的实际情况，构建的b o t 项目特许期确定及调整机制，丰富b o t 项目特许期决策方法，保证污水处理b o t 项目 在中国健康快速的发展。 现实意义： 本研究以污水处理b o t 项目为背景，建立了特许期决策模型，为政府和项目公司 进行特许期决策提供依据。 1 4 2 主要创新点 本文从新的角度、运用新的方法解决目前污水处理b o t 项目中的特许期决策问题。 论文创新点体现在以下两点： 大连理丁大学硕十学位论文 ( 1 ) 本文在已有b o t 项目特许期决策方法的基础上，以污水处理b o t 项目为背 景，遴选出了影响污水处理b o t 项目特许期的确定性因素和不确定性因素，并结合实 践研究预测了不确定性因素的概率分布； ( 2 ) 本文不仅构建了在污水处理b o t 项目前期特许期决策模型，而且提供了在项 目运营过程中出现风险时特许期的调整方法，使污水处理b o t 项目特许期的决策更为 合理，丰富了特许期决策方法。 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 2 特许期决策方法研究述评 2 1 特许期的范围界定 通过对国内外文献及有关b o t 项目特许经营协议的总结，可以将特许期的界定归 纳为两类：其一是明确划分出建设期与特许运营期，如图2 1 所示，o t i 为建设期，t l t 3 为特许运营期，t 3 为项目移交回政府的时点，t 4 可以理解为理论意义上的项目生命周期 终点( 如果考虑项目的更新决策问题，t 4 应该前移至t 4 ) ；其二是将建设期纳入特许期 中，统称为特许期或者特许运营期，即图2 1 中的o t 3 。考虑到大多数研究中的引用惯 例，本论文采用第二种提法。显然，在图2 1 中，b o t 项目特许期的终点应当介于t 2 与 “中间，即处于n p v 0 的可行域内。 n p v jl 一 g 3 ( 撖棚入于 图2 1b o t 项目特许期的范围界定 f i g 2 1 t h es c o p eo fc o n c e s s i o np e r i o do fb o t p r o j e c t s s h a w 、h e n n e t h 和t h o m p s o n 研究指出，决定b o t 项目特许期的主要因素是b o t 项目资产的经济寿命和资产的市场适用性。该研究给出了一些国家交通运输b o t 项目 的特许期参考标准1 8 j 。 台湾学者夏家承、姚乃嘉等认为，特许期长短应考虑项目工程量、设备设旌的寿命、 重置及维修支出情况、政府鼓励承诺、偿还贷款时的融资结构、项目移交方式等因素【9 , 1 0 】。 李启明和申立银认为，影响特许期的因素包括项目内部环境和外部环境两方面，其 中，内部环境包括项目类型、融资和建设方案、运营和维护方案、风险及分配等因素【】。 杨宏伟、周晶和何建敏进一步指出，特许期长短和项目投资会额、建造周期、运营效益、 预期收益以及各种风险因素有关f 1 2 j 。 大连理t ：大学硕士学位论文 y e 和r o b e r t 研究指出，对项目的特许期进行合理设计可以规避完工风险对项目的 影响。该研究设计出单时段不带激励措施、单时段带激励措施、双时段不带激励措施和 双时段带激励措施四种b o t 项目特许期确定模式，分别对应四种不同的完工风险分担 方式【1 4 , 1 5 】。 b f i c k l e y 、m i s r a 和v a n 通过对项目特许期影响因素的统计分析指出，特许期与项目 初期投资、技术难度、类似项目经验、政策限制等有关，且特许期多为五的倍数【1 6 】。 于国安认为，影响特许期决策的关键因素是政府实施b o t 项目的目标和项目建设 与运营过程中的投资特点。其中，以融资为主要目标的项目特许期较长，以效率为主要 目标的项目特许期较短【1 7 1 。 2 2 固定特许期决策方法 现有固定特许期决策方法主要可以归纳为三类，即净现值( n p v ) 法、博弈论法和 蒙特卡罗模拟方法。 2 2 1净现值法 净现值( n p v ) 法根据项目公司在特许期内的预测现金流净现值来确定b o t 项目 特许期【1 4 】。该方法的计算公式为： n p v ：主导孚( 同，2 ，d ( 2 1 ) 智( 1 + ，) 、 一 。 在其他变量不变的条件下，调整特许期t ，n p v 会相应改变。如果n p v 大于项目 公司预期收益，则项目公司可以考虑投资；如果n p v 小于项目公司预期收益，则项目 公司应该拒绝投资；在n p v 等于项目公司预期收益的条件下，计算出的丁值则为项目 的特许期。 李启明和申立银在传统净现值法的基础上，从项目公司和政府双方利益出发，提出 一种特许期决策模型】。该模型计算公式如下： 硼炯：萎鬻“氇 晓2 ) 政 府： ( 2 3 ) 辫 r 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 其中，为项目运营启动点，瓦为项目特许期，丁为项目生命周期，e 为项目公司 投资总额，r e 为项目公司预期投资回报率，厂为贴现率( ，= # 芝一1 ) ，f 为银行贷款利 率，j 为通货膨胀率。 项目公司在给定预期投资回报率、其他变量已知或可预测的条件下，可以依据公式 ( 2 2 ) 计算出项目的特许期( 疋) 区间；公式( 2 3 ) 为瓦的约束条件，从政府的角度 看，项目移交后的净现值应该为正，即根据公式( 2 2 ) 计算出的疋应当满足公式( 2 3 ) 。 这一模型计算简单，并从项目公司和政府两个利益相关者的角度出发确定项目的特许 期，比传统的n p v 法更科学。 s h e n 、l i 和w u 进一步对该模型进行了修正，将公式( 2 2 ) 修改为不等式，见公 式( 2 4 ) 。通过公式( 2 3 ) 和( 2 4 ) 联立，共同确定特许期的可行域【1 8 】。 f l + ，- c r o , e 尺 () i = t o ( 1 + ，) 上 ( 2 4 ) 针对上述特许期决策模型，秦旋进一步提出，项目公司资本构成包括股本资金和债 务资金，其中股本资金的成本要高于债务资金，因此在确定投资收益率( 即贴现率) 时， 仅考虑项目公司债务资金的银行贷款利率和通货膨胀率是不准确的，还应该考虑项目公 司股本资金的风险报酬率【1 9 1 。基于这一思想，采用m m 理论和资本资产定价模型 ( c a p m ) ，建立项目公司无负债贝塔系数( 尾) 和负债贝塔系数( 尾) 之间的数学关 系，推导出负债贝塔系数( 厦) ，进而将其代入c a p m 和加权平均资本成本( w a c c ) 公式，计算项目的风险调整贴现率( 七) ，然后确定项目的特许期( z ) 。该研究还采 用一个修正系数( a ) 来反映非系统风险对特许期的影响，即特许期z = t 2 奉z 。 2 2 2 博弈论法 一些学者认为，b o t 项目特许期决策问题可以归纳为政府与项目公司间的完全信息 动态博弈。 杨宏伟、周晶和何建敏以交通b o t 项目为研究对象，并且假定： ( 1 ) 仅考虑道路收费给政府和项目公司带来的直接收益，且收费价格由政府和社 会福利等因素确定； ( 2 ) 交通流量的均值为常数： ( 3 ) 建设成本增加，道路质量提高，则年维护成本降低。 人连理1 ：大学硕士学位论文 基于这些假设，该研究以特许期和建设成本分别作为政府和项目公司的决策变量， 建立各自的效用函数。采用逆向归纳法求解这个模型的子博弈精炼纳什均衡，将政府期 望的项目建设成本输入博弈模型，确定政府选择特许期的最优策略，并得出项目公司选 择的实际建设成本。该研究建立了特许期与建设成本、项目公司期望收益、道路年均收 入的关系，如果道路的年均收入较高，项目公司可以较快地收回成本和收益，则特许期 相对较短；如果项目公司的保留效用较高，则需要延长特许期，以保证项目公司的收益 【1 2 ，1 3 】 o 进一步地，高丽峰、张国杰和杜燕建立了完全信息动态博弈条件下的“分蛋糕”模 型，探讨了未来收益相对稳定、生命周期已知的b o t 项目特许期决策方法【2 们。侍玉成 和万法菊建立了政府与项目公司问的完全信息动态博弈模型，推导出特许期的最优决 策，为城市供水b o t 项目特许期决策提供了较为系统的方法【2 。 还有一些学者基于b o t 项目利益相关者之间的博弈关系开展了研究。 s c h m i d t 和s c h m i t z 着眼于特许经营协议的不完备性所引起的服务效率性问题，分 析了政府和项目公司之间的权力分配对b o t 项目特许期和效率性的影响1 2 2 埘】。 x i n g 和w u 以电力b o t 项目为研究对象，在电量供不应求的前提下，建立了项目 公司与电力行业的s t a c k e l b e r g 博弈模型，探讨了成本对于电力b o t 项目特许期决策的 影响【2 5 1 。 s h e n 等基于议价博弈理论对特许期谈判过程进行了建模分析，以政府与项目公司各 自期望的最大收益进行交替谈判，直至同时满足双方的决策目标函数要求。该方法能够 从n p v 法确定的特许期可行域中，选择一个更精确的区间，从而提高特许期决策的有 效性【2 6 1 。 2 2 3 蒙特卡罗模拟方法 b o t 项目在建设和运营过程中存在许多不确定性因素，这些因素直接影响项目的现 金流量，进而改变特许期的长短1 2 7 , 2 8 。因此，作为建设项目进度、成本风险管理的常用 工具，蒙特卡罗模拟方法被引用到b o t 项目特许期决策中 2 9 , 3 0 】。 该方法根据决策者的实践经验，定义各类关键不确定性变量的概率分布，主要包括 建设期、建设成本、收费价格、市场需求、运营和维护成本以及贴现率、利率、通货膨 胀率等【3 ，进一步构建特许期决策的数学模型和模拟流程，通过蒙特卡罗模拟技术来反 映这些变量对特许期的影响，模拟出项目公司的n p v 曲线，在给定的置信水平下确定 特许期的区间，并结合项目评估【3 2 】、模糊数学【3 3 1 等方法进行优化。 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 s h e n 、l i 和w u 在公式( 2 3 ) 和( 2 4 ) 基础上，通过引入建设期、建设成本、价 格、市场需求等关键风险因素扩展了原有模型。应用蒙特卡罗模拟方法求解特许期，分 别设定项目公司与政府针对项目运营期内p v 的置信水平( 即绑和阮) ，以此反映各 自的风险承担能力，进一步在绑和肥相等、小于、大于三种情况下，分别探讨了特许 期的计算方法和约束条件【1 8 , 3 4 j 。 z h a n g 和a b o u r i z k 也认为建设期和建设成本是直接影响特许期的关键因素，因此， 将建设期、建设成本和运营期内的n p v 定义为随机决策变量，综合运用关键路径法 ( c p m ) 和净现值法构建特许期决策的数学模型。采用蒙特卡罗模拟方法求解特许期的 过程包括三个步骤：首先，基于c p m 将建设期划分为若干个阶段，定义各阶段内时间 和成本的概率分布，模拟出建设期和建设成本。其次，模拟运营期内的n p v ，在给定置 信水平和项目公司可接受的最低回报率( i r r 历m ) 、政府允许的最高回报率( 豫尺) 条 件下，采用插值法确定运营期的上、下限。最后，计算项目的特许期区间。研究表明， 在统筹设计建设期和运营期基础上确定特许期，不仅可以激励项目公司节约成本、缩短 工期以获得更多的运营收入，还可以兼顾政府与项目公司双方的利益，从而提高特许期 决策的合理性 1 5 , 3 5 j 。 后续学者进一步深化和完善了该模型，t h o m a s 等建立了特许期决策的随机模拟流 程，决策参数包括运营成本、收入、收益等不确定性变量，以及建设期、贴现率、收费 价格等确定性变量，确定特许期的边界条件为p 险o 。该研究针对项目公司可接受的最 低回报率( i r r m i n ) 、项目公司期望回报率( 侬r 一删) 、政府允许的最高回报率( 肌r 一) 三种情况，分别模拟出反映特许期与收益率的累计概率之间关系的曲线。研究表明，合 理的特许期应该同时满足1 r r 卅加的累计概率相对较高、职k t e d 的累计概率相对适中、 职r 的累计概率相对较低；这种方法综合考虑了一些不确定性因素，能够更准确地确 定特许期；该研究还针对收费机制、通货膨胀率等风险因素展开敏感度分析，为决策者 进行特许经营协议谈判提供参考基准【3 刚。 在特许经营协议谈判中，政府、项目公司和使用者期望的特许期、内部收益率和收 费价格等决策目标通常存在差异，而这三个目标相互矛盾、无法同时满足。因此，为了 在多指标组合决策方案( 例如收费价格低、特许期长：或者反之) 中选择非劣策略 ( n o n i n f e r i o r ) ，t h o m a s 等进一步引入了模糊多目标决策方法，优化和比选通过蒙特 卡罗模拟方法确定的备选方案，从而在三个决策目标均衡条件下确定特许删 j 。 人连理i ：人学硕十学位论文 除了上述三类固定特许期决策方法之外，l o h 、r o b e r t 和j a h i d u l 建立了特许期、收 费价格与i r r 三者的非线性回归模型，通过三者的回归关系求解特许期，该方法简化了 特许期的计算过程1 3 7 1 。 2 3 弹性特许期决策方法 2 3 1 弹性特许期含义与基本假设 为了合理分担不确定性风险【3 8 , 3 9 1 ，在招标过程中选择最优的项目公司，一些学者引 入“弹性特许期”概念【4 0 4 劲。与固定特许期模式下采用价格或特许期竞标不同，以弹性 特许期形式运作的b o t 项目在特许经营协议中不直接确定特许期，而是由项目公司以 收益竞标，政府选择收益最低的公司作为中标入，当项目公司的收益达到协议中的规定 时，特许经营协议即告终止。 弹性特许期主要适用于项目建设成本和周期高度不确定、未来运营收入难以预测、 项目公司财务杠杆高等情况。目前，相关文献的研究对象主要是高速公路b o t 项目， 学者们一般基于下列假设条件【4 3 , 4 4 】，构建特许期决策模型： ( 1 ) 在项目刚建成、未来交通量需求不确定条件下，大部分的项目投资转变为一 次性沉没成本； ( 2 ) 理论上存在一个合理的收费区问，可以调节使用者合理利用高速公路，保证 交通量趋于最优化，并同时实现社会福利最大化； ( 3 ) 由于交通量风险发生概率较高、难以准确预测，且项目公司无法有效控制该 风险，因此将项目公司假定为风险规避型，将政府假定为风险中性型45 1 ，以此作为模型 决策函数的假设基础。 2 3 2 弹性特许期决策模型 从福利经济学视角看，政府发起b o t 项目的初衷是实现社会福利最大化，同时允 许项目公司获得一定的收益 4 6 j 。 基于这一思想，e n g e l 、f i s h e r 和g a l e t o v i c 建立了特许期决策的l p v r ( 1 e a s tp r e s e n t v a l u eo f r e v e n u e ) 模型4 1 4 3 1 。该模型以社会福利最大化为决策目标，构建特许期与项目 收益、成本之问的函数关系，特许期并非一个固定值，而是由项目公司的实际运营收入 决定。计算公式如下： m a ) ( 乃【r ，( ) p 叫讲十f 岱，( p 一) p 叫a t + i ：。p 月q ( p 月矿a t ( 2 5 ) 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 s t 乃甜( 尸忱一，) = “( o ) p v r l = p l q l l 砰e - a r t ( 2 6 ) ( 2 7 ) c s , ( p ) = ”。e ( g ) 由_ q ( p ) 尸+ c ( q ( p ) ) ( 2 8 ) 其中，f 为项目可能面临的第f 种需求情况( 1 勘) ，万为第f 种情况发生的概率： 乃为第f 种情况下的特许期；p 为收费价格，p ，f 和尸，分别表示特许期内和项目移交后 的价格；q 为交通量；c s ( p ) 表示价格为p 时的消费者剩余，c s ( p f ) 和c s ( p ，) 分别表示 项目公司和政府的消费者剩余；，为贴现率；尸凇，为第f 种情况下项目公司的收益现值； u ( p v r , 一i ) 表示b o t 项目给公司带来的效用，u ( 0 ) 为该项目的机会成本。 l p v r 模型引入了拥挤费的概念，定义为“调节交通量需求至最优状态下的收费水 平” 4 7 - 4 8 ，并针对交通量需求高、中、低三种情况展开讨论，阐释交通量需求不确定 性风险对特许期的影响。 ( 1 ) 在高需求条件下，项目公司将收费价格定在拥挤费水平即可顺利收回投资。 根据公式( 2 7 ) ，在招标过程中经过项目公司间的纳什竞争，最终确定收益现值等于项 目投资的公司中标。项目公司获得特许经营协议规定的收益时，特许期终止。 ( 2 ) 在中等需求条件下，项目公司将收费价格定在拥挤费水平可能无法收回投资。 考虑到价格粘性( p r i c es t i c k i n e s s ) 、风险分担等因素，政府允许项目公司在合理的价格 浮动区间内提高收费标准，或者适当延长特许期，直到项目公司获得协议中规定的收益 为止。 ( 3 ) 在交通量需求较低的情况下，根据需求价格弹性( “1 ) 的高、低，项目公司 可以分别采用低收费、长特许期和高收费、短特许期的策略获得预期收益。尽管后者带 来的社会福利损失相对较小，从使用者角度看，前者更容易被接受：然而，由于需求量 过低，项目公司可能无限制延长特许期，因此，在实行前一种策略时，需要建立外部监 督和约束机制。 l p v r 模型忽略了高速公路运营和维护成本，为此，n o m b e l a 等对l p v r 模型进一 步完善，引入运营和维护成本变量，构建了l p v n r ( 1 e a s tp r e s e n tv a l u eo f n e tr e v e n u e ) 模型】。该模型与l p v r 模型的显著区别在于，政府选择净收益现值最小的竞标公司作 为中标人。为便于公式推导，模型中省略了贴现率变量。计算公式如下： lp r m 政肌而n ( e + 丽刍蚓 ( 2 9 ) 大连理- ：人学硕十学位论文 项目公司：n ( q ，b i ，e ，) = ( 口，。，f ) + ( e ，。m f ) p o 二- 一e ( 2 其中，马为f 公司的总收益( 不包括运营和维护成本) ；研乙, 为政府限定的特1 0 许) 期范围；e 为f 公司投标的年运营和维护成本，必为f 公司实际的年运营和维护成本； 五为f 公司的项目建设成本；p 为高速公路收费价格；q 为交通量。 研究表明，l p v n r 模型可以在交通量需求不确定的条件下，选择最优的项目公司 中标，并实现社会福利最大化目标。一方面，根据公式( 2 1 0 ) ，项目公司可能尽量提 高8 ，和丘，来收回投资并获得一定的利润；另一方面，根据公式( 2 9 ) ，为了提高中 标概率，项目公司必须尽量压低最和e 。因此，竞标公司间完全竞争的结果将趋于实现 b 幸磁和矿l 刊；，从而节约项目建设成本、提高项目公司的服务质量。 2 4 特许期决策方法的比较分析 目前，国内b o t 项目特许经营协议谈判过程中基本都沿用了固定特许期方式。综 合来看，这一类决策方法的特点如下： ( 1 ) 参考同类项目法和回归法简便易用，但忽略了b o t 项目特许期的关键影响因 素。与之相比，净现值法可操作性强，各变量的数据相对容易预测，可以比较直观地构 建政府与项目公司的收益期望函数，因此成为目前特许期决策实践中最常用的方法。然 而，净现值法构建的决策函数可能出现多重解或无解的问题，需要在后续研究中进一步 分析与解决。 ( 2 ) 蒙特卡罗模拟方法与其他固定特许期决策方法的不同之处在于，该方法能够 将影响特许期的不确定性因素纳入模型，弥补了其他方法的不足。这种方法不仅满足项 目公司获得预期的收益，还能帮助政府确定项目移交的最优时间点。但由于不确定性因 素的概率分布需要凭借决策者的实践经验确定【3 3 1 ，为减少特许期决策偏差，仍需要结合 模糊评价理论加以深入分析。 ( 3 ) 博弈论法从政府和企业之间的博弈视角分析了b o t 项目特许期决策问题，并 且将这一问题抽象为完全信息动态博弈。由于政府与项目公司之间存在实际建设成本、 收益等信息的非对称性 2 2 , 2 3 】，在实践中政府很可能无法掌握真实数据，因此，后续研究 可以进一步探讨不完全信息条件下的特许期决策问题。 与固定特许期相比，国内学者针对弹性特许期的研究鲜见，而且在实践中尚未采用。 其特点如下： ( 1 ) 弹性特许期区别于固定特许期的显著特点，是在特许经营协议中以项目公司 未来的收益替代特许期，作为项目公司竞标和项目移交的决策变量。其优势在于，项目 污水处理b o t 项目特许期决策方法研究 公司可以通过调整特许期长短，与政府合理分担交通量需求不确定性风险，从而保证双 方的利益。 ( 2 ) 在固定特许期模式下，项目公司缺乏应对风险的激励，一旦