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基于博弈论的跨流域调水工程水价及项目管理研究

作　者: 姜国辉
导　师: 沈冰；刘发全
学　校: 西安理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 博弈水价项目管理委托代理寻租演化博弈
分类号: TV512
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

跨流域调水是解决水资源时空分布不均的一条有效途径,但由于跨流域调水的复杂性、所涉及问题的综合多样性,使得到目前为止,对跨流域调水系统水价和工程管理的研究尚未系统、完善。本文根据水利行业中跨流域调水工程的特点,运用博弈论的思想和方法解释、分析目前跨流域调水工程管理中出现的一些现象。在整个跨流域调水工程实施过程中,参与者比较多,本文重点选择了利益关系最为密切,在跨流域调水工程实施过程中最重要的几个参与者——政府、业主、监理、承包商之间可能出现的不同博弈过程,如调水工程水价问题、委托—代理问题、合谋问题、招投标问题、企业发展问题等,从理论上提出相应的解决方法和思路。本文在分析相关问题研究的基础上,主要研究以下几个方面的问题:(1)在分析跨流域调水工程水价制定原则的基础上,运用完全信息动态博弈模型,对供水方收益和用水户的满意度进行博弈分析,寻求政府规定水费价格与供水企业测算价格之间的纳什均衡,使得水费价格既满足供水企业维持一定的利润,又满足社会对水价的承受能力。并通过对辽宁省大伙房输水工程综合水价、工程水价、用户承受水价的分析、计算,验证了博弈分析结论的正确性。(2)在业主与承包商之间,应用委托—代理理论,分别就业主与承包商在签约前、签约后以及在合同履行过程中,在双方追求自身利益最大化的过程中如何博弈进行了详细分析。首先,用不完美信息动态博弈—贝叶斯均衡理论,就业主在招标时如何采取策略选择一个高素质的承包商进行分析研究;其次,用完全且完美信息动态博弈纳什均衡理论,就业主与承包商在签约后,对不合格的承包商如何采取措施维护自身的利益进行了分析研究;最后,用博弈论中委托—代理理论建立了承包商在履行合同过程中的激励约束模型,得到了承包商的最优努力程度与业主激励系数之间的关系,对业主设计激励约束合同,提高承包商的努力程度具有重要的指导意义。(3)在业主与监理之间,首先分析了固定报酬的确定性委托—代理博弈模型,由于监理单位不承担工程方面的任何风险,收入基本固定且不与风险挂钩,因此,在工程监理过程中不可避免地产生不道德行为;其次,分析了报酬不确定的委托—代理博弈模型。由于监理单位承担部分风险,同时得到与风险对等的报酬,这样就可以提高他们对工程项目管理的积极性,减少在工程监理过程中的不道德行为;最后,根据我国监理目前采用固定报酬合同的现状,建立了监理工程师的市场—声誉模型,通过“代理人”市场—声誉模型的重复博弈分析可知,即使业主不给监理显性激励,监理单位也会从长远的利益考虑,给业主和同行树立良好的形象,保持自己在市场中的竞争优势,监理也会尽职的工作。表明隐性激励同样可以达到显性激励的效果。(4)在监理与承包商之间,首先就监理单位与承包商之间的质量监控进行了单阶段和多阶段博弈分析,通过质量监控模型分析得知,由于监理单位对承包商的质量检查不能全部到位,所以承包商的质量欺骗行为是不可避免的,因此,监理单位可以采取先进的检查手段、加大处罚措施等来减少质量问题的出现。其次,由于监理、承包商不是工程利益的最终享受者,为了自身利益最大化考虑,监理单位和承包商之间就可能存在寻租行为,当承包商不努力工作时,承包商会主动与监理寻租,产生合谋行为。当承包商努力工作,监理为获得额外利益会滥用权威,承包商为了最大化自己的效用,滥用权威诱使他由被动寻租转变成主动寻租,继而变成与监理“合谋”。因此,为阻止寻租行为的发生,根据寻租理论,建立了寻租行为防范博弈模型。由模型分析可知,对业主来说,通过引入另外一个监督员如推行“代建制”,形成“囚徒困境”的机制,使两个监督员相互控制,阻止合谋。(5)在招投标工作中,针对我国目前普遍采用的“最低价法”和“复合标底法”招标方式,分别建立了两种投标报价博弈模型。在最低价中标博弈模型中量化了施工企业在工程投标中利润与中标概率的关系;在复合标底报价博弈模型中,建立了复合标底通用模型,当投标单位对竞争对手的投标历史资料了解有限或竞争对手数量众多的情况下,复合标底矩阵博弈模型也可以将报价误差、扣分控制在很小的范围内。通过工程实例分析,验证了上述报价博弈模型的实用性,可以指导投标商的报价决策。(6)在对我国监理市场和企业创新发展研究中,针对我国建筑市场中监理、承包商诚信缺失,企业创新能力不足等问题建立了演化博弈模型。首先以监理市场为例,监理单位在投标时,拟派监理人员素质较高,而中标后实派监理人员素质低。这种现象在无约束市场条件下,将演化成两种均衡结果:一是大家都遵守承诺,形成有序市场竞争状态;二是大家都不遵守承诺,形成无序市场竞争状态。若对监理单位不严格履行合同行为予以处罚,监理市场开始沿着无效率的路径演进,但最终将演化为规范的市场。其次运用演化博弈理论分析了自主创新、模仿创新与市场结构的演化规律,研究表明,市场中企业采取自主创新或模仿创新的行为战略最终演化稳定均衡,即市场中总有少数比例的企业进行自主创新,其余企业采取模仿创新,并且企业自主创新投资的概率与企业规模成正比,与创新风险成正比,与创新成本成反比。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-13
1 绪论  13-26
  1.1 博弈论的基本原理  13-16
    1.1.1 博弈论起源及发展  13
    1.1.2 博弈的基本要素  13-14
    1.1.3 博弈的分类  14-16
  1.2 博弈论在我国经济建设领域的应用  16-18
  1.3 本文研究的目的及意义  18-19
  1.4 跨流域调水工程的概念与特点  19-22
    1.4.1 跨流域调水工程的基本概念  19-21
    1.4.2 跨流域调水工程涉及的主要技术经济问题  21-22
  1.5 基于博弈论的水价及项目管理研究现状  22-25
    1.5.1 基于博弈论的水价研究进展  22
    1.5.2 业主、监理、承包商三者之间的博弈研究进展  22-24
    1.5.3 基于博弈论的招投标管理研究进展  24-25
  1.6 本论文研究的主要内容  25-26
2 跨流域调水工程水价的博弈分析  26-44
  2.1 水价制定基本原则  26-27
  2.2 水价的构成  27-28
  2.3 调水工程水价博弈分析  28-30
    2.3.1 政府与调(供)水企业之间的博弈  28-30
    2.3.2 政府的选择  30
  2.4 工程实例  30-42
    2.4.1 工程概况  30-31
    2.4.2 供方水价的分析计算  31-33
    2.4.3 用户承受水价分析  33-36
    2.4.4 综合水价的确定  36-42
  2.5 本章小结  42-44
3 跨流域调水工程业主与承包商之间的博弈分析  44-63
  3.1 业主与承包商之间的信息不对称  44-46
  3.2 委托—代理理论  46-48
    3.2.1 委托—代理理论概念及特征  46-47
    3.2.2 委托—代理问题产生的原因  47
    3.2.3 委托—代理理论研究方法  47-48
    3.2.4 委托—代理理论基本假设  48
  3.3 业主与承包商在项目招投标时的博弈  48-51
    3.3.1 若干假设  49
    3.3.2 精炼贝叶斯均衡分析  49-51
  3.4 业主与承包商在签约后的博弈  51-53
    3.4.1 若干假设  51
    3.4.2 博弈均衡分析  51-53
  3.5 业主与承包商在履约时的激励机制博弈分析  53-58
    3.5.1 模型的基本假设  53-54
    3.5.2 模型的建立  54-55
    3.5.3 模型的求解  55-56
    3.5.4 模型的分析  56-57
    3.5.5 模型及结果的讨论  57-58
  3.6 实例分析  58-62
    3.6.1 项目概况及特点  58-59
    3.6.2 讨价还价博弈分析  59-60
    3.6.3 逆向选择风险分析  60-61
    3.6.4 道德风险分析  61-62
  3.7 本章小结  62-63
4 跨流域调水工程业主与监理之间的博弈分析  63-73
  4.1 业主与监理方之间的信息不对称  63-64
  4.2 固定报酬的确定性委托—代理模型  64-65
  4.3 选择报酬的不确定性委托—代理模型(显性激励机制)  65-69
    4.3.1 基本模型建立  65-66
    4.3.2 业主可以观测到工程师的努力水平a时的激励合同设计  66-67
    4.3.3 业主不能观测到工程师的努力水平a时的激励合同设计  67-69
  4.4 监理工程师的市场—声誉模型(隐性激励机制)  69-71
  4.5 监理酬金机制设计  71-72
  4.6 本章小结  72-73
5 跨流域调水工程监理与承包商的博弈分析  73-88
  5.1 监理与承包商方之间的信息不对称分析  73
  5.2 监理单位工程质量监控的博弈模型  73-78
    5.2.1 监理工程师和承包商之间的单阶段监督博弈分析  74-75
    5.2.2 监理工程师和承包商之间的多阶段监督博弈分析  75-76
    5.2.3 工程算例  76-78
  5.3 工程监理寻租行为的博弈分析  78-87
    5.3.1 寻租的定义及特点  78-79
    5.3.2 承包商寻租行为的理论解释  79-80
    5.3.3 寻租行为的产生原因  80
    5.3.4 工程监理中寻租行为产生的条件  80-81
    5.3.5 监理单位与承包商之间的合作博弈行为分析  81
    5.3.6 承包商寻租行为模型分析  81-85
    5.3.7 寻租行为防范模型的建立  85-87
  5.4 本章小结  87-88
6 跨流域调水工程招投标的博弈分析  88-113
  6.1 工程招投标概述  88-91
    6.1.1 工程招投标的概念  88
    6.1.2 工程招投标评标办法分析  88-91
  6.2 基于博弈论的招投标分析  91-95
    6.2.1 暗标拍卖博弈分析  91-94
    6.2.2 由暗标拍卖向投标报价转化的博弈分析  94-95
  6.3 最低价中标投标报价博弈模型  95-101
    6.3.1 信息对称情况下的投标报价博弈模型  95-97
    6.3.2 信息不对称情况下的投标报价博弈分析  97-101
  6.4 “复合标底”投标报价博弈模型  101-108
    6.4.1 复合标底通用模型  101-105
    6.4.2 复合标底矩阵博弈模型  105-108
  6.5 实例分析  108-111
    6.5.1 复合标底通用模型实例分析  108-109
    6.5.2 复合标底矩阵模型实例分析  109-111
  6.6 本章小结  111-113
7 基于演化博弈的监理市场和企业创新行为研究  113-127
  7.1 演化博弈理论概述  113-114
  7.2 基于演化博弈的监理市场和企业创新行为研究进展  114
  7.3 工程建设监理市场演化与调控  114-120
    7.3.1 模型的建立及其分析  115-117
    7.3.2 参数分析及调控  117-118
    7.3.3 模型的改进  118-120
    7.3.4 模型的结论及启示  120
  7.4 水利施工企业创新行为演化规律分析  120-126
    7.4.1 模型的基本假设  121-122
    7.4.2 企业自主创新行为的演化稳定均衡分析  122-123
    7.4.3 数值模拟分析  123-125
    7.4.4 模型结论  125-126
  7.5 本章小结  126-127
8 结论与展望  127-130
  8.1 主要结论  127-128
  8.2 创新之处  128-129
  8.3 展望  129-130
致谢  130-131
参考文献  131-136
附录  136

基于博弈论的跨流域调水工程水价及项目管理研究

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