業主與全過程工程咨詢方的信息共享博弈

孫鋼柱， 昝曉方， 嚴亞丹

(鄭州大學 水利與土木工程學院， 河南 鄭州 450001)

在我國建筑業持續健康發展并與國際社會全面接軌的背景下，全過程工程咨詢(簡稱“全咨”)模式應運而生。在全咨模式下，咨詢方根據業主委托提供設計、招標、造價、管理咨詢等一體化服務，對建設項目全生命周期進行有機整合[1]，可打破傳統模式下參建單位間及專業間的信息壁壘，有效避免信息不對稱現象發生，同時可綜合考量項目全生命周期有關成本、進度、風險等有效信息，積極與業主、施工等參建方共享信息，利用共享信息的潛在價值降低項目成本、縮短施工周期、控制施工風險、促進項目效益最大化[2]。然而，全咨方不僅是業主委托的第三方機構，更是以盈利為目的的智力服務型企業，在一手掌握項目全生命周期重要信息，一手擁有各專業技術人才時，其是否能克服因信息不對稱及自身優勢而產生的機會主義行為，積極與參建方之間共享信息，幫助業主實現項目效益最大化是值得深究的問題。開展全咨模式下業主采取激勵措施與咨詢方積極共享信息之間的博弈行為研究，分析業主獎懲力度、咨詢方共享信息成本與風險等因素對雙方策略演化的影響，對于解決全咨項目信息不對稱問題，促進全咨項目順利實施具有重要的推動作用。

國內外已有大量學者采用博弈論研究建設項目主體之間的決策行為演化過程。對于參建方之間利益互動的研究，主要集中在實施綠色改造[3,4]，開發綠色建筑[5～8]，激發被動式建筑需求[9]，規范招投標行為[10]，業主與咨詢方合作[11]，制定合理碳稅[12]，發展裝配式建筑[13]等方面。對于參建方之間信息共享的研究，Wang等[14]借助博弈論分析承包方、設計方和制造商的信息共享策略，并采用系統動力學得出演化規律；Hao等[15]建立建筑供應鏈博弈模型，發現獎懲力度、信任度與協同度可有效促進信息共享；閆文周等[16]從利益角度構建業主與參建方信息共享博弈模型，得出影響建筑供應鏈信息共享的關鍵因素；王瑩[17]基于成本 - 收益角度建立開發商、制造商和承包商知識共享的SD-演化博弈模型；王德東等[18]采用博弈論分析業主與承包商共享信息的策略機制，確定了關鍵因素對雙方行為的影響。

由以上分析可知，業內學者對于新興全咨模式下參建方之間信息共享的研究鮮少?；诖?，本文擬提出具有獎懲機制的演化博弈模型，以全咨模式下的業主與咨詢方為研究對象，構建雙方的激勵機制 - 信息共享演化博弈模型，采用MATLAB 2016a對雙方的演化博弈路徑進行仿真模擬，分析影響業主采取激勵措施與咨詢方積極共享信息行為的關鍵因素。對于促進全咨模式下咨詢方與業主等參建方之間信息共享，推動全咨模式的持續健康發展具有重要意義。

1 演化博弈模型構建

1.1 基本假設

在全咨模式下，業主扮演獎懲措施實施者和信息共享接收者，咨詢方扮演共享信息主導者和獎懲措施接收者，基于業主與咨詢方的激勵機制 - 信息共享行為分析，影響雙方選擇積極行為的因素包括業主的激勵水平、單方激勵收益、激勵成本、激勵風險、投機收益、咨詢方的信息共享水平、單方共享收益、共享成本、共享風險、投機收益等[19]。此外，業主可通過合同制定監管制度，安排工程進展計劃，明確經濟效益指標，并根據其他參建方反饋評估咨詢方在信息共享方面的努力程度與投機行為，從而對其給予相應獎勵與懲罰。因此，本文亦將業主的獎勵與懲罰力度列為影響因素之一。通過構建全咨模式下雙方的激勵機制 - 信息共享動態演化博弈模型，分析影響因素對雙方選擇積極行為的作用效果，首先提出以下假設：

假設1：全咨模式下的激勵機制 - 信息共享主體分為業主和咨詢方，將業主設為A，咨詢方設為B[11]。A作為委托方可選擇是否對B進行額外獎勵或懲罰，博弈行為策略集為{采取激勵措施，未采取激勵措施}，故設A選擇采取激勵措施的概率為x(0≤x≤1)，選擇未采取激勵措施的概率為1-x，即可涵蓋A的所有行為選擇；B作為信息不對稱情況下占優勢的一方，可選擇是否付出額外努力共享信息，博弈行為策略集為{積極共享信息，未積極共享信息}，同理，設B選擇積極共享信息的概率為y(0≤y≤1)，選擇未積極共享信息的概率為1-y。

假設2：A未采取激勵措施且B未積極共享信息時，A與B均依據合同指標執行常規工作，獲得常規收益并承擔常規成本，且A，B均未有額外收益與成本。故設A，B常規收益分別為N1，N2，常規成本分別為C1，C2[9]。由于A未采取激勵措施，故不存在對B未積極共享信息的懲罰。

假設3：A單方采取激勵措施而B未積極共享信息時，A因采取積極策略獲得社會認可、市場資源等額外收益，承擔人力、物力等成本與不利條件、經濟損失等風險，且收益、成本和風險與A激勵水平和對應系數有關，故設A激勵水平為H1，單方收益系數為μ1，激勵成本系數為ω1，激勵風險系數為g1，懲罰系數為q，則A單方收益為μ1H1，激勵成本為ω1H1，激勵風險為g1H1，懲罰收益為qH2[20]。此時，B在A采取激勵措施的情況下并未真正付出額外努力積極共享信息，從而獲得有利條件、額外經濟等投機收益，承擔懲罰成本，且投機收益與A激勵水平和投機收益系數有關，故設投機收益系數為α2，則B投機收益為α2H1，懲罰成本為qH2。

假設4：B單方積極共享信息而A未采取激勵措施時，B因采取積極策略獲得良好聲譽、市場競爭力等額外收益，承擔技術、經濟等成本與經濟損失等風險，且收益、成本和風險與B信息共享水平和對應系數有關，故設B信息共享水平為H2，單方收益系數為μ2，共享成本系數為ω2，共享風險系數為g2，則B單方收益為μ2H2，共享成本為ω2H2，共享風險為g2H2[15]。此時，A在B積極共享信息的情況下未對B做出的努力進行獎勵，從而獲得成本節約、項目效益提高等投機收益，且投機收益與B信息共享水平和投機收益系數有關，故設投機收益系數為α1，則A投機收益為α1H2。由于A未采取激勵措施，故不存在對B積極共享信息的獎勵。

假設5：A采取激勵措施且B積極共享信息時，雙方合作成本降低，協同努力提高項目的經濟和社會效益，共同收益達到1+1>2的效果，從而獲得協同收益并承擔相應成本[16]，且協同收益與A，B單方收益和協同收益系數有關，雙方各自收益與分配系數有關。故設協同效益系數為β，A，B協同收益分配系數分別為n1，n2，則A，B協同收益分別為(μ1H1+μ2H2)βn1，(μ1H1+μ2H2)βn2，承擔成本分別為ω1H1，ω2H2。由于A，B均采取積極策略，A對B進行獎勵，且獎勵與B信息共享水平和獎勵系數有關，故設獎勵系數為p，則A獎勵成本為pH2，B獎勵收益為pH2。

1.2 模型構建

由前述的基本假設，可得A與B的收益矩陣如表1所示。

表1 A與B的收益矩陣

1.3 復制動態方程及求解

在A與B的博弈過程中，收益較低的一方會通過調整自身策略來提高收益，這種動態調整機制可以采用復制動態方程來體現。

由收益矩陣可知，A采取激勵措施的收益為：

U11=y[N1-C1+(μ1H1+μ2H2)βn1-

ω1H1-pH2]+(1-y)(N1-C1+

μ1H1-ω1H1-g1H1+qH2)

(1)

A未采取激勵措施的收益為：

U12=y(N1-C1+α1H2)+(1-y)·

(N1-C1)

(2)

A的平均收益為：

(3)

A的復制動態方程為：

{y[(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)·

H1-(α1+p+q)H2]+(μ1-ω1-g1)H1+qH2}

(4)

同理可得B積極共享信息的收益為：

U21=x[N2-C2+(μ1H1+μ2H2)βn2-

ω2H2+pH2]+(1-x)(N2-C2+

μ2H2-ω2H2-g2H2)

(5)

B未積極共享信息的收益為：

U22=x(N2-C2+α2H1-qH2)+(1-x)·

(N2-C2)

(6)

B的平均收益為：

(7)

B的復制動態方程為：

{x[(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+

p+q)H2-α2H1]+(μ2-ω2-

g2)H2}

(8)

2 演化博弈模型分析

2.1 單方演化穩定策略分析

2.1.1 業主演化穩定策略分析

基于演化博弈穩定性定理，若使x*為演化穩定策略點，需要滿足的兩個條件為：F(x)=0且F′(x)=(1-2x){y[(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2]+(μ1-ω1-g1)H1+qH2}<0。分情況討論如下：

(1)當y=y*時，F′(x)≡0，故A的策略是穩定不變的。

(2)當y≠y*時，兩個均衡點x*=0或x*=1均有可能成為演化穩定策略點：

1)當(g1+ω1-μ1)H1-qH2>(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2時，F′(0)<0，F′(1)>0，故x*=0是演化穩定策略點；

2)當(g1+ω1-μ1)H1-qH2<(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2時，若y0，故x*=0是演化穩定策略點；若y>y*，F′(0)>0，F′(1)<0，故x*=1是演化穩定策略點。

由以上分析可知，當(g1+ω1-μ1)H1-qH2>(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2時，A的演化穩定策略是未采取激勵措施；當(g1+ω1-μ1)H1-qH2<(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2時，A是否采取激勵措施與B積極共享信息的概率有關，若yy*，A的演化穩定策略是采取激勵措施，即y∈[y*,1]的概率越大，A采取激勵措施的可能性就越大。

2.1.2 咨詢方演化穩定策略分析

同理，若使y*為演化穩定策略點，需要滿足的兩個條件為：G(y)=0且G′(y)=(1-2y){x·[(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+p+q)H2-α2H1]+(μ2-ω2-g2)H2}<0。分情況討論如下：

(1)當x=x*時，G′(y)≡0，故B的策略是穩定不變的。

(2)當x≠x*時，兩個均衡點y*=0或y*=1均有可能成為演化穩定策略點：

1)當(g2+ω2-μ2)H2>(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+p+q)H2-α2H1時，G′(0)<0，G′(1)>0，故y*=0是演化穩定策略點；

2)當(g2+ω2-μ2)H2<(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+p+q)H2-α2H1時，若x0，故y*=0是演化穩定策略點；若x>x*，G′(0)>0，G′(1)<0，故y*=1是演化穩定策略點。

由以上分析可知，當(g2+ω2-μ2)H2>(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+p+q)H2-α2H1時，B的演化穩定策略是未積極共享信息；當(g2+ω2-μ2)H2<(μ1H1+μ2H2)βn2+(g2-μ2+p+q)H2-α2H1時，B是否積極共享信息與A采取激勵措施的概率有關，若xx*，B的演化穩定策略是積極共享信息，即x∈[x*,1]的概率越大，B積極共享信息的可能性就越大。

2.2 雙方演化穩定策略分析

聯立A，B的復制動態方程，可以得到5個系統局部均衡點：(0,0)，(0,1)，(1,0)，(1,1)，(x*,y*)。根據雅可比矩陣的局部穩定性對5個均衡點進行分析，當某一均衡點的雅克比矩陣滿足行列式detJ>0且跡trJ<0時，表示該點能夠達到局部漸進穩定狀態，對應A與B的演化穩定策略(ESS)。

為分析雅可比矩陣行列式與跡的正負，定義如下6個多項式[21]：

①：(μ1H1+μ2H2)βn1-ω1H1-(α1+p)H2；

②：(μ1H1+μ2H2)βn2-α2H1+(p+q-ω2)H2；

③：(μ1-ω1-g1)H1+qH2；

④：(μ2-ω2-g2)H2；

⑤：(μ1H1+μ2H2)βn1+(g1-μ1)H1-(α1+p+q)H2；

⑥：(μ1H1+μ2H2)βn2-α2H1+(g2-μ2+p+q)·H2。

①與②分別表示A與B協同與投機收益之差。由于A，B均采取積極策略時會產生協同效益，從而使得A與B共同收益達到1+1>2的效果，所以可以判定①與②的值均大于0。

③與④分別表示A與B單方與常規收益之差。結合支付矩陣可以看出，盡管A，B單方采取積極策略時會獲得額外收益，但還需承擔額外成本與風險，當假設中所給系數沒有確定時，無法判定③與④值的正負。

⑤=①-③，⑥=②-④，由于本文主要研究全咨模式下業主與咨詢方的激勵機制 - 信息共享行為，故可以假設當A采取激勵措施且B積極共享信息時，A，B的協同收益足夠大，使得⑤與⑥的值均大于0。

由于③與④的正負無法判斷，需要分以下4種情形對演化路徑進行分析：

(1)情形Ⅰ：①，②，③，④，⑤，⑥的值均大于0，即A，B的協同收益與單方收益大于常規收益。博弈出現一個不穩定點、兩個鞍點、一個ESS點，雙方策略演化結果為{采取激勵措施，積極共享信息}，演化博弈相位圖見圖1。

圖1 情形Ⅰ演化相位圖 圖2 情形Ⅱ演化相位圖

(2)情形Ⅱ：①，②，③，⑤，⑥的值大于0，④的值小于0，即A協同收益與單方收益大于常規收益，但B單方收益小于常規收益。博弈出現一個不穩定點、兩個鞍點、一個ESS點，雙方策略演化結果為{采取激勵措施，積極共享信息}，演化博弈相位圖見圖2。

(3)情形Ⅲ：①，②，④，⑤，⑥的值大于0，③的值小于0，即B協同收益與單方收益大于常規收益，但A單方收益小于常規收益。博弈出現一個不穩定點、兩個鞍點、一個ESS點，雙方策略演化結果為{采取激勵措施，積極共享信息}，演化博弈相位圖見圖3。

圖3 情形Ⅲ演化相位圖 圖4 情形Ⅳ演化相位圖

(4)情形Ⅳ：①，②，⑤，⑥的值大于0，③，④的值小于0，即A，B的單方收益小于常規收益。博弈出現兩個不穩定點、一個鞍點、兩個ESS點，雙方策略演化結果為{采取激勵措施，積極共享信息}或{未采取激勵措施，未積極共享信息}，即A與B要么均采取積極策略，要么均采取消極策略，演化博弈相位圖見圖4。

如圖4所示，點d(x*,y*)為圖中關鍵點，其與點a,b連成的折線為不同演化結果分界線，將圖分為oadb與cadb兩個區域。當A與B初始狀態位于oadb區域時，雙方演化結果為{未采取激勵措施，未積極共享信息}；當A與B初始狀態位于cadb區域時，雙方演化結果為{采取激勵措施，積極共享信息}。不同演化結果與兩個區域的面積有關，當oadb區域的面積越大，雙方采取積極策略的概率就越??；當cadb區域的面積越大，雙方采取積極策略的概率就越大。cadb區域的面積為：

(9)

表2 均衡點的穩定性分析

3 數值模擬與結果分析

針對情形Ⅳ，采用MATLAB 2016a對A和B的演化路徑進行仿真模擬，定量分析各個參數對演化結果的影響，進而驗證模型有效性。各個參數初始設定值見表3，初始值及變化值滿足情形Ⅳ中所給條件。

表3 參數初始設定值

(1)初始值狀態下雙方策略演化仿真分析。圖5a為各個參數在初始值狀態下，A，B采取積極策略的概率分別從0.1～0.9的演化結果。為更加清晰地反映雙方策略的演化路徑，圖5b反映A,B均采取積極策略的初始概率分別為0.2，0.3，0.6與0.15，0.25，0.55時，雙方策略選擇隨時間的變化情況。

(2)A激勵水平調整仿真分析。保持其他參數不變，提高A激勵水平得到圖6所示演化結果。對比圖5可知，當A與B選擇積極策略的初始概率比較低時，即使A提高激勵水平，但沒有得到B正面反饋，使得更多演化過程趨向于(0,0)，但當雙方選擇積極策略的概率比較高時，A提高激勵水平加快演化過程向(1,1)的收斂速度。

圖5 初始值狀態下的仿真結果

圖6 提高A激勵水平的仿真結果

由此可得，業主與咨詢方選擇積極策略的初始概率對雙方的演化行為有一定影響，選擇積極策略的初始概率越高，業主提高激勵水平的效果就越好。業主可以通過給予精神與物質獎勵促進咨詢方利用自身專業知識積極共享信息，但應綜合考慮咨詢方共享信息的意愿，適時調整激勵策略。當咨詢方共享信息的積極性比較高時，業主可加大激勵力度，促使經濟效益成為咨詢方積極共享信息的重要推動力，并形成共享信息的自覺行為，從而發揮激勵措施的最佳效果。

(3)B信息共享水平調整仿真分析。保持其他參數不變，提高B信息共享水平得到圖7所示演化結果。對比圖5可知，B信息共享水平的提高使得趨向于(0,0)的演化過程明顯減少，正向作用比較顯著，同時在雙方選擇積極行為的初始概率相同時，減緩演化過程趨向于(0,0)的收斂速度，加快演化過程趨向于(1,1)的收斂速度，且雙方選擇積極行為的初始概率越高，收斂速度就越快。

圖7 提高B信息共享水平的仿真結果

由此可得，隨著咨詢方信息共享水平的提高，雙方更傾向于選擇積極策略。提高咨詢方信息共享水平可有力推動雙方合作共贏，這與閆文周[16]關于建筑供應鏈信息共享的研究結果不謀而合，且符合實際情況，在信息化時代，建筑項目信息的潛在價值被充分挖掘利用，信息共享水平將成為提高行業競爭力的重要條件。

(4)A與B單方采取積極策略收益系數、協同收益系數、獎懲系數調整仿真分析。保持其他參數不變，提高A與B單方采取積極策略收益系數得到圖8所示演化結果。對比圖5可知，提高單方采取積極策略的收益系數對A，B選擇積極策略具有非常明顯的正向作用，使得絕大多數演化過程都趨向于(1,1)，同時加快了演化過程趨向于(1,1)的收斂速度，改變了x=0.2，y=0.15時的演化結果，使結果由趨向于(0,0)改變為趨向于(1,1)。協同收益系數與獎懲系數的提高對A與B采取積極策略都有著正向作用，且影響結果與提高單方采取積極策略的收益系數結果相似，按作用程度由大到小依次為雙方單方采取積極策略的收益系數>協同收益系數>獎懲系數。

圖8 提高A與B單方面采取積極策略收益系數的仿真結果

由此可得，單方收益是雙方選擇積極策略的關鍵因素。單方收益的增加不僅可以提高雙方協同工作積極性，更可以在雙方初始選擇積極策略意愿并不明顯的情況下，改善并促進雙方達成良好的合作關系，張圣[11]在對業主與全咨方的博弈研究中亦印證了該點。此外雙方均采取積極策略時附加的協同收益與業主制定合理的獎懲措施可進一步推進雙方信任配合，激發合作積極性。

(5)A與B成本與風險系數調整仿真分析。保持其他參數不變，提高A與B成本系數得到圖9所示演化結果。對比圖5可知，雙方成本系數的提高使趨向于(0,0)的演化過程明顯增加，負面影響比較明顯，同時在雙方選擇積極行為初始概率相同的情況下，減緩演化過程趨向于(1,1)的收斂速度，加快演化過程趨向于(0,0)的收斂速度，并且使x=0.3，y=0.25時的演化結果由趨向于(1,1)改變為趨向于(0,0)。風險系數的提高對A與B選擇積極行為有著負面影響，且影響程度僅次于成本系數，此處不再過多贅述。

圖9 提高A與B成本系數的仿真結果

由此可得，成本與風險系數提高會削弱雙方選擇積極行為的積極性，王瑩[19]在研究業主與其他參建方信息共享行為時同樣提到了成本與風險對雙方策略的消極影響。無論業主還是咨詢方，均希望減少不必要的成本支出和風險發生，以最小的成本與風險獲得最大的收益，而這僅靠一方努力是不容易實現的，因而業主應給予咨詢方足夠的信任，咨詢方應以優質的咨詢服務回饋業主，從而使雙方建立戰略合作伙伴關系，以實現成本與風險的降低目標。

(6)A與B投機收益系數調整仿真分析。保持其他參數不變，提高A和B投機收益系數得到圖10所示演化結果。對比圖5可知，A和B投機收益系數的提高使得趨向于(0,0)的演化過程略微增加，存在微弱的負面影響，同時減緩x=0.3，y=0.25時演化結果趨向于(1,1)的收斂速度。

圖10 提高A與B投機收益系數的仿真結果

由此可得，投機收益系數提高會對雙方采取積極策略的意愿產生不利影響。作為追求利益最大化的團體，業主與咨詢方均存在機會主義行為，尤其在全咨項目信息不對稱的情況下，雙方發生投機行為的傾向更加明顯。但這是以犧牲長遠發展謀求短暫利益的做法，不僅會破壞雙方的信任合作關系，更會對其社會地位和公眾形象造成不利影響，因而雙方應規范自身行為，用長遠目光看待自身發展，避免機會主義出現，以提高項目整體效益與雙方共同利益為目標而努力。

4 結 語

通過構建全咨模式下業主與咨詢方的激勵機制 - 信息共享演化博弈模型，利用MATLAB 2016a對各個參數調整前后的演化路徑進行仿真模擬，對比分析了影響業主采取激勵措施與咨詢方積極共享信息行為的重要因素以及作用程度。為促進全咨模式下咨詢方與業主及參建方之間積極共享信息，利用信息創造項目價值，并與業主達成效益共享的友好合作關系，提出以下建議：

(1)咨詢方在進行基礎信息共享工作以外，應當積極引進信息技術人才，通過定期培訓、內部交流等方式改善企業信息管理水平，提高共享信息能力。在工程建設過程中充分利用全過程優勢，把握最能體現項目價值的設計階段，利用BIM等信息技術挖掘信息價值，利用信息流改善物流和資金流，使資源得到合理分配，對項目進行統籌規劃，進而幫助業主降低建設成本，縮短項目周期，減少工程變更，同時增強自身市場競爭力，贏得行業認可和長遠發展。

(2)業主應根據建設成本減小額度，設置適當獎金激勵咨詢方充分利用信息價值優化工程建設效益，并設置適當懲罰額度對咨詢方利用信息不對稱優勢謀取自身利益的投機行為進行懲罰。同時，在選擇全咨企業時應充分了解其行業作風，慎重考慮激勵條件，以免自身利益受到損害，當咨詢方共享信息意愿明顯時，業主可提出合適的激勵條件促進咨詢方利用自身專業技術與工程咨詢經驗提供優質的綜合智力服務，加強雙方相互信任，促進雙方長久合作。

業主與咨詢方應堅持資源共享、合作共贏的理念，以提高項目整體效益與雙方共同利益為目標，達成激勵機制 - 信息共享合作。但由于信息不對稱，業主較難對咨詢方在信息共享方面的努力程度與投機行為進行監管與評估，故實施獎懲措施時不確定性較大，該問題為今后提供了進一步的研究方向。