基于演化博弈的电力企业采购监管均衡的研究

基于演化博弈的电力企业采购监管均衡的研究一、引言电力企业采购包含电力设备的购买费用、安装费用、地块改造费用及调试费用，即可投产使用前的所有投资。这部分所包括的内容多，牵涉的范围广，对电力企业而言，采购环节是关系到企业的成本管理和质量管理的主要环节。采购能否及时直接影响电力企业安全生产，采购物资的质量直接影响电力供给的安全和稳定，采购的价格直接影响供电成本及电网建设造价，以至影响电力企业整体经济效益的提升。2013年以来，国家电网在加强特高压输电线路建设的同时施行统筹规划，各地配电网建设改造悄然提速。据数据统计，仅杭州市全年计划电网建设投资就将达27亿元；全市共投产110千伏及以上输变电项目20项，投产变电容量223.15万千伏安，线路长度213.69公里，估计全市将突破110千伏及以上公用变电容量5000万千伏大关。如此宏大的项目资金投入假如对采购环节缺乏有效的监管，势必容易造成大量的资金损失，这要求各级电力企业必需进一步强化管理意识，提升企业采购环节的监管水平。演化博弈模型近年来在各个领域都有广泛应用。盛昭瀚、高洁等以NW模型为基础建立产业动态演化模型，分析了产业内各个企业的投资、RD策略、技术变化等产业特征方面的互相作用。易余胤、肖条军、盛昭瀚等分别运用演化博弈方法研究了信贷市场、双寡头市场、自立创新行为、合作研发中的时机等一系列问题。崔浩、陈晓剑和张道武等用演化博弈论的方法分析了有限理性的利益相关者在共同治理构造下参与企业所有权配置并到达纳什平衡的演化博弈经过。演化博弈方法在电力行业也有所牵涉，如高洁、盛昭瀚应用演化博弈方法分析了发电企业竞价策略的自觉演化形式，指出了对电力市场进行监管和调控的需要性与可能性。张新华在电力市场中分别对MCP与PAB竞价机制下的电力竞价市场演化情况进行分析。任玉珑，刘贞提出一种基于多主体平台〔Swarm〕的2阶段演化博弈模型，刻画了发电企业充足利用在博弈经过中所获取的信息，不断修正自己行为规则的演化经过，对由具有效仿行为的发电企业构成的发电市场进行仿真，发现了留存在市场上的发电企业通常能较精确预测竞争对手的信息。当前对电力企业采购的研究大多数讨论的是怎样建立有效的外部监管制度，即通过行业、部门对垄断企业采购行为和采购人员进行监管，同时多采取静态博弈分析方法，还未曾有用演化博弈方法进行分析的文献。本文尝试以博弈论作为分析工具，在有限理性的假设下构建电力企业购买部门、设备供给商和监管部门的三方博弈模型，在相关研究的基础上采取演化博弈方法分析电力企业在采购中监管部门和购买部门的行为选择，找出影响博弈双方行为策略选择的变量，并根据分析结论提出相应对策。二、非对称的演化博弈模型演化博弈模型强调有限理性，即在反复博弈中，仅仅具备有限信息的群体根据其既得利益不断地在边际上对其策略进行调整，为寻求本身利益的改善不断地用较知足的事态代替较不知足的事态，最终到达一种动态平衡。考虑两个非对称互相博弈的种群I与，每一种群仅有两种可供选择的策略方S1、S2，种群中的个体分别两两随机配对进行如表1的博弈。其中，ij〔i，j=1，2〕表示种群I中个体的支付，bij〔i，j=1，2〕为种群II中个体的支付，并ijbij〔i，j=1，2〕。假设种群I采取S1的比例为，种群II采取S2的比例y，则种群I不采取S1策略比例是1-，种群II不采取S2策略比例是1-y。演化博弈论用每个种群中个体的适应度作为支付来描绘叙述博弈策略，适应度的函数记成■〔r，s〕=〔■1〔r1，s〕，■2〔r2，s〕〕。其中，设向量rk〔k=1，2〕表示种群rk〔k=1，2〕的任一个体的混合策略，向量Sk〔k=1，2〕表示种群k〔k=1，2〕中采取每种策略的个体在该种群中所占的比例。现分析策略S1博弈方的支付和群体平均支付分别为：■1〔r1，s〕=y11+〔1-y〕12；■1〔r2，s〕=y21+〔1-y〕22；■1〔，s〕=■1〔r1，s〕+〔1-〕■1〔r2，s〕；采取S1的博弈方的变化速度能够用微分方程d/dt来表示，根据复制子动态公式，■〔〕=〔u1-u〕，记d/dt=■〔〕，令■〔〕=0，可得复制动态方程的平衡点。若■〔'〕0，则是演化稳定策略〔ESSevolutionarystablestrategy〕，若该平衡点需同时知足雅克比矩阵的行列式detj0及该矩阵的迹trj0，该平衡点具有稳定性，若detj0，则为鞍点〔saddlepoint〕。其判别标准为由此可见，上述复制动态最多可能有三个稳定点，分别是=1，0或者y=12-22/12+21-11-22。三、电力企业采购演化平衡分析与生物系统类似，在电力设备购买市场中，购买部门、供给商和监管部门在外部环境变化和内部构造调整的交互作用中随着时间推移而不断演变进化。从微观条理来看，电力企业内部部门和外部商家相互的策略又互相影响。因而，由这些参与者在每一阶段反复地进行博弈便构成了演化博弈模型。借鉴生物系统天然选择的思想，演化博弈论中群体的复制者动态被假定为：某种策略的增加率依靠于它的适应度，产生更高层次收益的策略具有更高层次的增加率。因而，电力设备购买市场中的各部门能够通过模拟和试验使整个系统适应度增长。假设博弈的参与方包含电力企业监管部门、电力企业购买承包商和设备供给商。监管部门不与电力企业购买部门和供给商寻租，为独立存在单位，供给商和承包商能够选择寻租和不寻租两种行为策略。承包商购买一批电力设备A，A的市场价值为I1，实际的采购价格为I2，供给商行贿金额为R，监管部门的稽察成本为C，监管部门证明违规成功的概率为P，证明违规失败的概率为〔1-P〕，证明违规成功情况下监管部门对招标单位的处理惩罚mR，对供给商的处理惩罚z〔I2-I1〕，其中m、z为处分系数；一般情况下I2-I1-R0，可得表2。令供给商与购买部门寻租比例为，不寻租比例则是1-；监管部门稽察比例是y，不稽察比例则是1-y，由演化博弈知监管部门选择稽察和不稽察的适应度函数为：■1〔r1，s〕=[mR+z〔I2-I1〕-c]p+[-〔I2-I1〕-c]〔1-p〕+〔1-〕〔-c〕■1〔r2，s〕=-〔I2-I1〕+〔1-〕0=-〔I2-I1〕监管部门平均适应度函数为：■1〔y，s〕=y■2〔r1，s〕+〔1-y〕■2〔r2，s〕=y{[mR+z〔I2-I1〕-c]p+[-〔I2-I1〕-c]〔1-p〕}+y〔1-〕〔-c〕+〔1-y〕〔I1-I2〕■〔y〕=y{■1〔r1，s〕-[y■1〔r1，s〕+〔1-y〕■1〔r2，s〕]}=y〔1-y〕〔■1〔r1，s〕-■1〔r2，s〕〕=y〔1-y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}=y〔1-y〕{[mR+z〔I2-I1〕-c]p+[-〔I2-I1〕-c]〔1-p〕+〔1-〕〔-c〕+〔I2-I1〕}=y〔1-y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}对监管部门进行分析，能够得到下面结论：命题1：监管部门稽察策略有两个平衡点y1=0，y2=1且均是部分渐进稳定点。证明：首先令■〔y〕=y〔1-y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}=0令c/p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]，则y1=0，y2=1为平衡点，计算■〔y〕=〔1-2y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}1、考虑在y1=0处，■'〔0〕0，所以y1=0不是部分渐进稳定点；2、考虑在y2=1处，■'〔1〕0，所以y2=1是部分渐进稳定点。令计算■'〔y〕=〔1-2y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}1、考虑在y1=0处，■'〔0〕0，所以y1=0是部分渐进稳定点；2、考虑在y2=1处，■'〔1〕0，所以y2=1不是部分渐进稳定点。令=c/p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]对所有的y而言，f〔y〕=0，也就是所有y都是稳定状况。命题2：购买部门寻租策略有两个平衡点1=0，2=1且均是部分渐进稳定点。证明：对购买部门的分析运用同样的方法，由演化博弈知购买部门选择寻租和不寻租的适应度函数为：■2〔r1，s〕=y[-〔m-1〕pR+〔1-y〕R]+〔1-y〕R■2〔r2，s〕=y0+〔1-y〕0=0购买部门平均适应度函数为：■2〔，s〕=■2〔r1，s〕+〔1-〕■2〔r2，s〕={y[-〔m-1〕pR+〔1-p〕R]+〔1-y〕R}■〔〕={■2〔r1，s〕-[■2〔r1，s〕+〔1-〕■2〔r2，s〕]}=〔1-〕〔■2〔r1，s〕〕=〔1-〕{y[-〔m-1〕pR+〔1-p〕R]+〔1-y〕R}=〔1-〕R〔1-myp〕首先令■〔〕=〔1-〕R〔1-myp〕=0然后令y1/mp，则1=0，2=1为平衡点，计算■'〔〕=〔1-2〕R〔1-myp〕1、考虑在1=0处，■'〔0〕0，所以1=0是部分渐进稳定点；2、考虑在2=1处，■'〔1〕0，所以2=1不是部分渐进稳定点。令y1/mp，则1=0，2=1为平衡点，1、考虑在1=0处，■'〔0〕0，所以1=0不是部分渐进稳定点；2、考虑在2=1处，■'〔1〕0，所以2=1是部分渐进稳定点。令y1/mp对所有的而言，f〔〕=0，也就是所有都是稳定状况。由命题1命题2的证明可得电力企业在监管部门的稽察策略下的购买活动中存在5个平衡点，分别是E1〔0，0〕，E2〔0，1〕，E3〔1，0〕，E4〔1，1〕和E5〔c/p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]，1/mp〕。命题3：1、当p■且pc/mR+〔I2-I1〕〔z+1〕时，E4〔1，1〕是稳定点〔ESS〕；2、当p证明：若平衡点'同时知足雅克比矩阵的行列式detj0及该矩阵的迹trj0，该平衡点为ESS稳定。分别对f〔〕f〔y〕求关于x，y的倒数，可得雅克比矩阵：■=■由此可得：detj=〔1-2〕R〔1-myp〕〔1-2y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}+mp〔1-〕Ry〔1-y〕p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]trj=〔1-2〕R〔1-myp〕+〔1-2y〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}将平衡点E1E5带入计算如下：E1：detj=-RC，trj=R-CE2：detj=RC〔1-mp〕，trj=R〔1-mp〕+cE3：detj=-R{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕-c]}trj=-R+{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕-c]}E4：detj=R〔1-mp〕{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}trj=-R〔1-mp〕-{p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]-c}E5：detj=CR〔1-1/mp〕〔1-c/p[mR+〔I2-I1〕〔z+1〕]〕trj=0现通过雅克比矩阵的部分稳定性分析以上平衡点的平稳性。由以上平衡点可知，其正负由〔1-mp〕，p-c由此可见博弈中没有稳定的平衡点，只要阶段的稳定点。当V0，W0时，E4〔1，1〕是稳定点〔ESS〕，即当〔1-mp〕0且p-c0时E3〔1，0〕是稳定点〔ESS〕，整理不等式得当p四、结束语本文尝试以博弈论作为分析工具，在有限理性的假设下构建电力企业内部购买部门、设备供给商和监管部门的三方博弈模型，采取演化博弈方法分析电力企业在采购中监管部门和购买部门的行为选择，找出影响博弈双方行为策略选择的变量。分析结果表示清楚，第一，由于监管成本C，设备市场价和实际价格I1、I2被设定为固定值，因而，购买部门和供给商寻租比例和监管部门稽察比例y受监管部门稽察成功比例p的影响，由于p受处分系数m和z的影响，所以购买部门和供给商寻租比例和监管部门稽察比例y受处分系数m和z的影响；第二，从演化博弈的结果来看，当监管部门稽察成功比例p较大，即■因而，要抑制电力采购部门和供给商的寻租行为，维护电力购买市场的稳定，本文对电力企业购买监管行为提出下面建议：一是对电力采购部门和供给商的寻租行为进行重办，加大寻租成本。详细具体表现出在提升处分系数m和z，在企业内部实行企业采购问责制，一旦发现寻租行为，对违法的采购从业人员依法进行处分，对严重违法的从业人员取消其从业资格；对寻租供给商能够将其纳入采购黑名单，情节严重的，能够取消其参与采购竞争的资格。二是监管部门应不断强化监督机制，提升稽察能力。监管部门能够建立内部自律机制、外部监督机制，监管部门应加强内部运行控制，提升监管效率，降低监管成本。监管部门应采用各种办法降低机构运行产生的直接成本，包含制度的制订成本、监管机构的运行成本等，保证监管机构的高效运作。在这一经过中，尤其需要看重