EPC模式下项目团队信息共享博弈

王 涛， 孙文建， 董建军

(南京工业大学 土木工程学院， 江苏 南京 211816)

随着我国建筑业的发展，EPC模式得到了广泛应用，过程中也遇到了很多问题：业主和总承包商之间地位不对等现象显著[1]，甚至出现了对立关系，阻碍双方信息的流通与共享[2]；与此同时，合同设计不完善[3]、信息安全保障体系的缺失[4]、合作冲突[5]、信息共享的机会成本[6]等因素都造成了业主和总承包商之间的信息共享障碍；此外，在项目建设过程中总承包商与分包单位往往会产生冲突，阻碍信息共享，影响项目建设效率[7]；因此，信息的高效共享不仅可以协调业主、总承包商和分包单位之间的关系而且会显著提高项目建设效率，实现共赢[8]。

基于以上现状，EPC模式下的信息共享成为研究热点，Mao等[9]建立了综合效益模型从工期、成本和质量三个方面衡量信息共享为建筑供应链带来的效益；Wu等[10]揭示了供应链中信息共享和渠道的构建机制，同时指出信息共享可以增强供应链的绩效；Suprapto等[11]的研究表明，基于信息共享的团队协作可以显著提高建设项目的绩效。现有文献中鲜有对于信息共享的定量化研究，且缺乏基于项目总体利益最大化的考量。本文从博弈论的视角，分别建立双方和三方信息共享博弈模型，促使项目团队各方做出信息共享决策。

1 纳什均衡和帕累托最优

在EPC模式下，业主与总承包商之间的关于信息共享的博弈很大程度上取决于信息共享能否给企业带来更多的收益，为了研究双方的决策过程，本文引入了博弈论中的两个概念：纳什均衡和帕累托最优。

1.1 纳什均衡

1.2 帕累托最优

在如下的多目标规划问题中，maxf(x)={f1(x),f2(x),…,fk(x)}，s.t.x∈X，并且存在k≥2个竞争性目标函数(即要求这些函数值同时达到最大化)；若存在x*∈X使得不存在x∈X，满足fi(x)≥fi(x*)，i=1,2,…,k；则称x*为该问题的帕累托最优解。

2 业主和总承包单位信息共享博弈均衡的分析

2.1 模型假设

(1)选取EPC模式中总承包商和业主作为博弈方，分别以C1，C2表示，并且假设双方都是理性人，可以以同样的方式评估所共享信息的价值。

(2)各博弈方均从5个维度来评估共享信息的价值[12]：以ri表示第i个博弈方所共享的信息的基本价值；vai表示当某信息未被共享时掌握信息一方所具有的额外价值，一般由技术优势或者信息不对称产生；s表示由信息共享带来的协同工作产生的价值；Li表示信息的杠杆性带来的价值即所共享的信息只能使信息接收方获益的价值；nri表示其他博弈方利用共享的信息对信息所有者i产生的负面影响即信息共享方所面对的风险，i∈(1,2)代表两个不同的博弈方，以上所有变量均是非负实数。

(3)令s=k(L1+L2)，k≥1且k的大小取决于信息共享所带来的总承包商与业主间的协同效应[13]。用Y代表做出进行信息共享的决策，N表示不做出信息共享的决策。

2.2 博弈模型的构建

在EPC模式下，总承包商与业主往往面临是否进行信息共享的问题。根据上述假设可以得到双方的博弈模型，对应的支付矩阵如表1所示。

表1 完全信息静态支付矩阵

2.3 信息共享博弈模型的分析

通过对表(1)进行分析，可以归纳出以下几种情形：

(1) (N,N) 即业主和总承包商均不进行信息共享是一个均衡点，因为：e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,N)=r1+va1，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(N,N)=r2+va2，并且当va1+L1≤s-nr1，va2+L2≤s-nr2时有：e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1，e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，此时(Y,Y)即总承包商和业主均作出信息共享就是一个纳什均衡；

(2)当满足s-nr1≤va1+L1时，可以得到：e1(N,N)=r1+va1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1≤e1(N,Y)=r1+r2+va1+L1，此时(N,Y)即总承包商不进行信息共享而业主进行信息共享为帕累托最优解；

(3)当满足s-nr2≤va2+L2时，可以得到：e2(N,N)=r2+va2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2≤e2(Y,N)=r1+r2+va2+L2，此时(Y,N)即总承包商进行信息共享而业主不进行信息共享为帕累托最优解。

(4)当满足r2+s-nr1≤va1或r1+s-nr2≤va2时，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(N,N)=r2+va2，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(N,N)=r1+va1，e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1≤e1(N,N)=r1+va1或e2(Y,Y)=r1+r2+s-≤r2≤e2(N,N)=r2+va2，此时(N,N)即业主和总承包商都不进行信息共享为帕累托最优解。

(5)当满足va1≤r2+s-nr1或va2≤r1+s-nr2时，e1(N,N)=r1+va1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1或e2(N,N)=r2+va2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，e2(N,Y)=r2-nr2≤e2(Y,Y)=r1+r2+s-nr2，e1(Y,N)=r1-nr1≤e1(Y,Y)=r1+r2+s-nr1，此时(Y,Y)即业主和承包商之间都进行信息共享为帕累托最优解。

在EPC模式下，总承包商与业主之间进行信息共享的目的是为了追求自身利益的最大化，但从整个社会的角度更应当关注整个项目总体利益的最大化；如果博弈双方从信息共享中获得的收益(s-nri)超过不参与信息共享时的价值(vai+Li)，则双方都参与信息共享可以达到纳什均衡，如果不满足这个条件，那么就会出现(2)和(3)的帕累托最优解的情况，即一方进行信息共享而另一方不进行信息共享；在(4)和(5)中提到，对于博弈双方而言，如果信息未被共享前的额外价值vai超过了信息共享所能带来的收益，则双方都不进行信息共享是帕累托最优解，反之，双方均进行信息共享方可达到帕累托最优解。

在上述情形中，将s=k(L1+L2)，k>0代入va1+L1≤s-nr1和va2+L2≤s-nr2中得到：k≥(va1+L1+nr1)/(L1+L2)，k≥(va2+L2+nr2)/(L1+L2)。而k是反映总承包商和业主之间协同能力的参数，因此，可以得出当博弈双方之间协同工作产生的价值可以超过独自工作产生的效益(vai+Li)及信息共享带来的负面影响nri时，博弈双方均会做出信息共享的决策。

3 业主、总承包商、分包商信息共享博弈均衡的分析

3.1 模型假设

(1)选取EPC模式中总承包商、业主和分包商作为博弈方，分别以C1，C2，C3表示，并且假设各方都是理性人，都可以以同样的方式评估所共享信息的价值。

(2)各博弈方均从5个维度来评估共享信息的价值：即ri、vai、由信息共享带来的i和j博弈方协同工作产生的价值sij、Li以及第j博弈方利用共享的信息对信息所有者i产生的负面影响即信息共享方所面对的风险nrij，i,j∈(1,2,3)代表三个不同的博弈方，以上所有变量均是非负实数。

(3)令s=kij(Li+Lj)，k≥1且k的大小取决于信息共享所带来的博弈各方间的协同效应。以Y表示做出进行信息共享的决策，以N表示做出不进行信息共享的决策。

3.2 信息共享的博弈模型构建

在三方博弈中，各方不仅需要做出是否信息共享的决策还要决定和谁进行共享，基于上述假设可以得到三方博弈的支付矩阵，如表2(策略组合中的顺序依次是C1，C2，C3)所示。

表2 三方完全信息静态支付矩阵

3.3 三方信息共享博弈模型的分析

通过对表(2)进行分析，可以将上述的策略组合分为以下三组：

第一组：博弈三方中有且仅有一方做出信息共享的决策，即(N,Y,N)、(Y,N,N)和(N,N,Y)。

第二组：参与博弈的三方中只有两方做出信息共享的决策，即(Y,Y,N)、(N,Y,Y)和(Y,N,Y)。

第三组：参与博弈的三方均做出信息共享的决策或者均不作出信息共享的决策，即(N,N,N)和(Y,Y,Y)。

以总承包商即C1为例，在表2所列的各种策略组合下，其最低的收益是(r1-nr12-nr13)，对应的策略组合是(Y,N,N)，从总承包商的角度出发他做出决策的根据是使自身利益最大化，因此出现这样的策略组合；同理，C2和C3也不会，因此，第一组所示的情况不会出现在现实中，本文不予讨论；在第二组所列的情况下，博弈的三方中有两方做出了信息共享的决定，即信息在C1与C2、C1与C3、C2与C3之间进行共享，这种情况与第二节讨论的相同，这里不再赘述。在第三组中，只要博弈各方可以通过信息共享获得价值超过未进行信息共享时的额外价值和信息共享带来的负面影响时，进行信息共享的决策就可以使博弈各方达到利益最大化。

4 算例分析

假设在EPC模式下，总承包单位C1、业主C2和分包商C3之间进行信息共享博弈，对各项参数赋值如下：

C1：r1=1，va1=3，L12=3，nr12=4，L13=2，nr13=3；C2：r2=1，va2=3，L21=3，nr21=4，L23=2，nr23=2；C3：r3=4，va3=1，L31=1，nr31=1，L32=1，nr32=1；k12=2，k13=2，k23=4，k123=1。

从上述赋值可以发现C1和C2所拥有的信息额外价值vai较高，这主要是由于技术优势或者信息不对称所产生的，与此同时，如果这些信息被共享出去所带来的负面效果nrij也较大；对业主C2而言，k23较大意味着它和分包单位C3进行信息共享能带来更多的收益，对于分包单位C3而言，它拥有的信息的基础价值较大并且相对独立，信息共享后不会对其造成过多的负面影响(Lij和nrij均较小)，将上述值带入可以得到对应的博弈支付矩阵，如表3，4所示，对于现实中不可能出现的策略组合以N/A表示。

表3 三方完全信息静态支付矩阵(s123=12)

对表4中数据进行分析可以发现，在博弈方仅有两个的情况下，对于总承包商C1与分包单位C3组成的信息共享博弈而言，(N,N)即双方均不作出信息共享的决策是一个纳什均衡；而对于总承包商C1和业主C2之间的博弈或是业主C2与分包单位C3之间的博弈，双方均做出信息共享的决策(Y,Y)及双方均不做出信息共享的决策(N,N)都是纳什均衡，但显而易见的是，在此种情况下双方均做出信息共享的决策可以使总体和个体的利益都达到最大化，达到帕累托最优。

表4 完全信息静态支付矩阵

在三方博弈模型中，本文以总承包商C1为例进行分析，如表3所示，八种策略组合可以被分为三组，第一组是有且仅有一方做出信息共享的决策即(Y,N,N)，(N,Y,N)和(N,N,Y)，这三种情况在现实中不会出现，故不予讨论；第二组就是有且仅有两方做出信息共享的决策即(Y,Y,N)，(Y,N,Y)和(N,Y,Y)，在这三种情形下，总承包商C1的最大收益为10；第三组则是三方均做出同样的决策即(Y,Y,Y)和(N,N,N)，此时总承包商可获得的最大收益为11。因此，对总承包商C1而言，它会做出与其它两方进行信息共享的决策，该种情况下它的利益可以达到最大化。同样对业主C2和分包单位C3进行分析可以发现，对于业主C2而言在与分包单位C3同时做出信息共享决策时即(Y,Y)可以获得最大收益15；而对于监理单位C3而言，在三方都进行信息共享(Y,Y,Y)或仅和业主C2进行信息共享(Y,Y) 时可以得到最大收益16。

通过上述分析可以发现，在三方博弈时，(Y,Y,Y)并不是帕累托最优，因为对业主C2而言，与分包单位C3进行信息共享可以获得最大的收益。进一步分析可以发现，对于业主C2而言，它所需共享的信息的额外价值va2、共享信息的杠杆性L2以及信息共享可能带来的负面影响nr2都很高，而衡量业主和分包单位、总承包商之间协同工作能力的参数k123则是最低的；若将k123的赋值加大，而其他参数不变，得到的结果如表5所示。

如表5所示，随着参数k123的增大，博弈各方的收益都在逐渐增大，并且当k123的值等于1.25时，业主C2进行三方信息共享决策的收益与单独和分包单位C3进行信息共享时的收益持平；当k123的数值超过1.25时，博弈各方均会做出信息共享的选择以使自身收益最大化。

表5 三方博弈下不同k123值对应的收益表

5 结 论

EPC模式下，项目团队各参与方从自身利益最大化的角度出发做出是否进行信息共享的决策。本文运用博弈模型，将参与共享的信息价值进行量化，通过不断调整参数的值使得整个项目团队的利益达到最大，令项目各参与方与项目整体的利益趋于一致，促进其做出信息共享的决策。

通过对双方及三方博弈模型和算例的分析，可以得到如下结论：(1)当只有业主和总承包商进行信息共享博弈时，只要满足双方信息共享带来的协同工作的收益超过信息未被共享前的额外价值，那么双方都会做出信息共享的决策；(2)当业主、总承包商和分包单位三方进行信息共享博弈时，只要三方协同工作带来的效益(参数k)超过信息共享带来的负面影响，三方就都会做出信息共享的决策，并且此时整个项目的利益也达到最大化。因此，在工程实践中需要完善合同条款，加大信息安全保障投入，降低信息共享带来的负面影响；与此同时，加强项目团队建设，提高各方协同工作能力，促使各参与方都能做出信息共享的决策，使各参与方和整个项目的利益达到最大化。