基于前景理论的航运碳治理三方演化博弈与系统动力学仿真研究

本综述基于前景理论构建了航运公司、碳核查机构与政府的三方演化博弈模型，结合系统动力学仿真，揭示了不同治理阶段下碳减排策略的演化规律。研究表明：政府通过奖惩机制（如补贴S0、罚款Fs/Fc）可有效破解初期“高排放-寻租-强监管”困境；成熟期系统将形成“低碳转型-无寻租-宽松监管”的内生治理范式，实现成本阈值（如S1<45）下的自发减排。该研究为航运碳市场（ETS）的政策设计提供了动态决策支持。

　　

研究背景与意义

全球航运业碳排放量占全球总排放的2.89%，国际海事组织（IMO）提出2050年减排50%的战略目标，亟需建立有效的碳治理体系。现有研究多聚焦技术减排路径，却忽视多方主体行为交互的动态复杂性。本文基于前景理论（Prospect Theory）引入心理预期因素，构建航运公司、碳核查机构（CVA）与政府的三方演化博弈模型，结合系统动力学（SD）仿真，揭示不同阶段碳治理策略的演化规律，为政策设计提供理论支撑。

模型构建与假设

前景理论的价值函数框架

前景理论修正了传统期望效用理论的理性假设，强调决策者存在损失厌恶（λ>1）和概率权重扭曲（α<1）。价值函数定义为：

V(Δω) = { (Δω)^α, Δω≥0; -λ(-Δω)^α, Δω<0 }

其中Δω为收益偏差，α=0.88，λ=2.25（基于Kahneman实验值）。该函数刻画了主体对收益风险的非对称响应。

三方博弈参数体系

航运公司的策略集为{低碳转型，高排放运营}，其收益函数包含：常规收益R₀、低碳转型成本S₁、政府补贴S₀、绿色溢价收益V(R₁)、罚款F_s等。

碳核查机构（CVA）的策略集为{不寻租，寻租}，关键参数包括：基础收益L₀、核查成本C₀、寻租收益M_c、政府罚款F_c等。

政府的策略集为{严格监管，宽松监管}，涉及监管成本G、环境收益A₀、社会损失（如数据失真损失S_t）等。

复制动态方程系统

通过计算三方期望收益并构建复制动态方程，得到系统演化条件：

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  航运公司策略稳定性取决于：yzF_s与V(R₁)+S₀+λ(S_t+S_p-S₁)的权衡

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  CVA策略受xV(S_t)+z(M_c+F_c)+λC_p影响

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  政府决策依赖于xyF_s与监管成本G的对比

演化阶段与稳定性分析

初始阶段：监管困境

当满足条件：

M_s+F_s+S₀+λ(S_t+S_p-S₁)<0

M_c+F_c+λC_p-S_t<0

G-A₀-F_s-F_c<0

系统稳定于E₄(0,0,1)，即（高排放，寻租，严格监管）。此阶段政府陷入单边监管困境，因低碳转型成本S₁过高（>60）且绿色收益未能覆盖风险成本。

成长阶段：协同治理突破

当参数满足：

λS₁-R₁-M_s-F_s-S₀-λ(S_t+S_p)<0

-M_c-F_c-λC_p<0

G+A₀-M_s-M_c<0

系统收敛至E₈(1,1,1)，即（低碳转型，不寻租，严格监管）。政府通过强化奖惩力度（如提高F_s/F_c）破解了初始困境，航运公司因绿色溢价V(R₁)提升而主动转型，CVA因寻租成本过高而拒绝合谋。

成熟阶段：内生治理范式

当满足：

λS₁-F_s-R₁-S₀-λ(S_t+S_p)<0

-λC_p<0

A₀-G-M_s-M_c<0

系统稳定于E₅(1,1,0)，即（低碳转型，不寻租，宽松监管）。此阶段低碳转型成本S₁降至阈值以下（<45），航运公司建立内生减排机制，CVA通过行业自律确保数据真实性，政府角色转变为制度赋能者。

系统动力学仿真验证

基于VensimPLE构建SD模型，代入三阶段参数进行125组仿真：

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  初始阶段：高排放策略概率x迅速收敛至0（均值耗时t<5）

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  成长阶段：x和y（CVA不寻租概率）同步跃升至1，政府监管强度z维持高位

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  成熟阶段：z值降至0.3以下，x和y稳定于1，形成自驱体系

  灵敏度分析表明，S₁是关键调控节点：当S₁=45时系统快速收敛至低碳均衡，S₁=75时系统锁定高排放状态。

结论与政策启示

本研究通过前景理论框架揭示：

1. 1.

   航运碳治理需经历“监管干预→协同共治→内生驱动”三阶段演化

2. 2.

   政府应动态调整政策组合：初期加强奖惩破解合谋（如提高F_s/F_c），成长期培育绿色市场（如补贴S₀），成熟期转向制度赋能

3. 3.

   降低低碳转型成本S₁是触发系统相变的核心，需通过技术创新与规模效应实现临界突破

   该研究为IMO碳强度指标（CII）、欧盟ETS等政策提供了行为动力学支撑，未来可拓展至多国航运联盟博弈场景。