BIM情境下工程交易參與方行為演化研究

喬 然，王卓甫，吳 凡，李慧敏

（1. 河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100，E-mail：qiaoran@hhu.edu.cn； 2. 華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450000）

為促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，推動(dòng)工程建設(shè)行業(yè)提質(zhì)增效，政府頒布相關(guān)政策鼓勵(lì)在工程項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)[1]。BIM技術(shù)的深入應(yīng)用常伴隨著數(shù)字平臺(tái)的建設(shè)[2]，在BIM情境下，BIM平臺(tái)承擔(dān)著信息載體和交換的重任，其改善并提升了工程項(xiàng)目交易過程/管理活動(dòng)的信息傳遞方式與效率[3]，使信息不對(duì)稱程度得到改善[4]。但是在現(xiàn)階段工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，“BIM平臺(tái)”的建設(shè)管理和工程交易模式無(wú)法匹配[5]，由于工程項(xiàng)目參與方之間利益不同，工程項(xiàng)目管理/治理問題依然存在[6]。傳統(tǒng)情境下建設(shè)單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目的具體實(shí)施并作為委托方，在招投標(biāo)完成后處于信息劣勢(shì)，而處于信息優(yōu)勢(shì)下的監(jiān)理和承包方在利益驅(qū)使下存在機(jī)會(huì)主義動(dòng)機(jī)[7]。BIM情境下，工程信息通過BIM平臺(tái)流通分享，信息不對(duì)稱程度得到改善[8，9]，工程參與方圍繞工程BIM平臺(tái)開展管理工作，此時(shí)工程項(xiàng)目參與方的關(guān)系及行為策略的選擇會(huì)如何改變，影響其行為策略選擇的因素又有哪些，這些問題值得關(guān)注。

當(dāng)前已有文獻(xiàn)在工程項(xiàng)目參與方關(guān)系及行為策略方面的研究取得了顯著的研究成果。樊興菊等[10]基于演化博弈理論分析我國(guó)公共文化設(shè)施項(xiàng)目參建方之間博弈關(guān)系。尹貽林等[11]通過分析公共項(xiàng)目中承包商機(jī)會(huì)主義行為的策略與方法，指出在短期和長(zhǎng)期合作情境下，業(yè)主應(yīng)對(duì)承包商的機(jī)會(huì)主義行為需采取不同的策略。樂云等[12]利用演化博弈研究方法建立了業(yè)主與咨詢方合作過程中雙方合作學(xué)習(xí)的支付矩陣，揭示了雙方的行為策略對(duì)雙方合作學(xué)習(xí)的影響。這些文獻(xiàn)均是基于博弈模型，研究工程項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)乃至多個(gè)主體的行為策略，證明了演化博弈理論在研究利益相關(guān)主體行為的適用性。在此基礎(chǔ)上，不少學(xué)者從協(xié)同管理、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)等角度來研究BIM情境下工程項(xiàng)目參與方的關(guān)系，劉枬[13]立足于BIM-IPD項(xiàng)目情境下，建立基于參與方利益分配模型，揭示了合理的協(xié)同管理體系和利益分配方式能促進(jìn)合作的成功。Miettinen等[14]和Eastman[15]提出BIM技術(shù)推動(dòng)了建設(shè)單位、設(shè)計(jì)和施工之間協(xié)同交流，進(jìn)而為工程項(xiàng)目參與方創(chuàng)造了新的合作關(guān)系。鐘煒等[16]和馬輝等[17]通過分析BIM情境下項(xiàng)目特征得出項(xiàng)目利益相關(guān)者風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)的12個(gè)核心影響因素。上述研究集中在BIM技術(shù)應(yīng)用與項(xiàng)目利益方間關(guān)系，卻忽視工程項(xiàng)目參與方之間因利益沖突而存在的博弈關(guān)系。雖然BIM情境對(duì)工程項(xiàng)目協(xié)同管理和團(tuán)隊(duì)化有正向影響[18]，但是事實(shí)上項(xiàng)目參與方是具有不同利益訴求的主體。徐韞璽等[19]指出BIM情境下的工程項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)、施工等單位提前參與，并且基于BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源、信息共享、協(xié)同管理及項(xiàng)目績(jī)效最優(yōu)，這與傳統(tǒng)的項(xiàng)目利益相關(guān)者追求自身利益最大化相矛盾。乜鳳亞[20]從BIM情境下建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主和承包商的利益均衡角度，分析雙方行為的均衡策略。這些文獻(xiàn)多數(shù)針對(duì)工程參與方行為策略的研究都是建立在傳統(tǒng)工程建設(shè)情境下，并沒有探索BIM情境下工程參與方關(guān)系和行為演化。未對(duì)DBB模式下工程項(xiàng)目三方的博弈中，工程參與方行為策略的影響因素進(jìn)行細(xì)致分析，通常只注重參與方的收益和懲罰成本，未將BIM情境下信息不對(duì)稱程度的變化納入模型中。

鑒于此，本文以工程參與方作為博弈模型的主體，考慮BIM情境下信息不對(duì)稱程度的變化對(duì)工程參與方行為策略的影響。借助演化博弈理論，構(gòu)造包含收益和處罰的支付矩陣，建立三方行為演化博弈模型，研究BIM情境下，工程項(xiàng)目參與方行為之間的交互作用。根據(jù)均衡點(diǎn)探討建設(shè)單位、工程監(jiān)理方和工程承包方的行為演化穩(wěn)定策略，并通過分析探究工程項(xiàng)目參與方行為演化策略的影響因素。

1 BIM情境下工程交易參與方行為演化模型

1.1 工程交易參與方行為交互情境再現(xiàn)及假設(shè)

BIM情境下，我國(guó)工程建設(shè)項(xiàng)目參與方的關(guān)系依然處于委托-代理的框架下[21]，工程交易參與方包括具有理性經(jīng)濟(jì)的三方：建設(shè)單位、工程監(jiān)理方、工程承包方。建設(shè)單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目具體實(shí)施，從工程項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)獲取收益，并對(duì)工程監(jiān)理方和工程施工方進(jìn)行監(jiān)管，同時(shí)將BIM平臺(tái)應(yīng)用后降低的部分交易成本以獎(jiǎng)金激勵(lì)的形式分配給工程監(jiān)理方和承包方[22]，其也可在對(duì)工程監(jiān)理和承包方監(jiān)管過程中以處罰形式獲取工程質(zhì)量安全保證等相對(duì)收益。在工程交易的過程中工程交易參與三方以契約形式明確三方的收益和責(zé)任[23]，工程監(jiān)理方和承包方在工程交易中均存在機(jī)會(huì)主義動(dòng)機(jī)，通過單獨(dú)違規(guī)或者合謀行為來實(shí)現(xiàn)自身利益最大化。而建設(shè)單位由于存在自身專業(yè)能力不足或工作懈怠等原因，導(dǎo)致其對(duì)代理人的監(jiān)督存在不同選擇。由此得出，工程監(jiān)理方的行為選擇集合S1：{違規(guī)合謀，履職監(jiān)管}；工程承包方的行為選擇集合S2：{違規(guī)，遵規(guī)}；建設(shè)單位的行為集合S3：{強(qiáng)監(jiān)督，弱監(jiān)督}。為便于分析作如下假設(shè)。

假設(shè)1：BIM平臺(tái)在工程交易中應(yīng)用后，可以使工程交易雙方信息不對(duì)稱程度降低，工程交易治理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，交易成本比使用該平臺(tái)前降低w0；按工程交易合同約定，建設(shè)單位分配給工程監(jiān)理方和承包方獎(jiǎng)勵(lì)金w，分配比例分別為α1和α2，且0<α1+α2<1。

假設(shè)2：工程承包方具有機(jī)會(huì)主義動(dòng)機(jī)，其違規(guī)并與工程監(jiān)理方合謀，通過“偷工減料”等手段，獲得違規(guī)收益期望值為e（e

假設(shè)3：BIM平臺(tái)應(yīng)用情境下，建設(shè)單位為遏制“道德風(fēng)險(xiǎn)”，在合同中設(shè)立懲罰機(jī)制，在對(duì)違規(guī)行為處罰后，其可以獲得罰款及工程質(zhì)量安全保證等相對(duì)收益r。

聯(lián)立式（1），式（2）和式（3）建立動(dòng)態(tài)復(fù)制微分方程組：

工程監(jiān)理方不與工程承包方合謀，依據(jù)監(jiān)理合同對(duì)工程承包方進(jìn)行監(jiān)管時(shí)，其交易合同價(jià)款收益為I1，監(jiān)管成本為C1；工程監(jiān)理方對(duì)工程承包方履職監(jiān)管的概率p1。工程承包方的合同價(jià)款收益為I2，工程承包方違規(guī)被工程監(jiān)理方發(fā)現(xiàn)并受到懲罰的款項(xiàng)為b1，同時(shí)工程承包方所在企業(yè)也會(huì)受到相應(yīng)的信譽(yù)損失Rm。建設(shè)單位因工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而獲得相對(duì)收益為I3。當(dāng)建設(shè)單位認(rèn)真監(jiān)督時(shí)，能發(fā)現(xiàn)所有的違規(guī)行為，但是需支付監(jiān)督成本為C2；當(dāng)建設(shè)單位不認(rèn)真監(jiān)督，傾向于協(xié)同工作時(shí)，工程承包方單獨(dú)違規(guī)被發(fā)現(xiàn)的概率為p2；工程監(jiān)理方單獨(dú)的違規(guī)行為被發(fā)現(xiàn)的概率為p3；工程監(jiān)理方與承包方合謀違規(guī)被發(fā)現(xiàn)的概率為p4；工程承包方被建設(shè)單位發(fā)現(xiàn)后所受處罰為b2，工程監(jiān)理方所受處罰為b3。

假設(shè)4：工程監(jiān)理方與工程承包方違規(guī)行為被發(fā)現(xiàn)的概率與BIM平臺(tái)應(yīng)用程度成正比。

各方策略選擇：工程監(jiān)理方選擇遵規(guī)監(jiān)管的概率為x，選擇違規(guī)合謀的概率為1-x；工程承包方遵守合同約定的概率y，不遵守合同約定的概率為1-y。建設(shè)單位選擇強(qiáng)監(jiān)督的概率為z，選擇弱監(jiān)督的概率為1-z。x，y，z∈[0，1]。則在演化博弈下，BIM情境工程參與主體三方共有8個(gè)策略組合?；谏鲜黾僭O(shè)，工程監(jiān)理方、承包方和建設(shè)單位不同行為策略的收益支付矩陣如表1所示。

表1 工程監(jiān)理方、承包方和建設(shè)單位三方收益及支付

1.2 工程交易參與方行為演化博弈模型

根據(jù)表1可得出工程監(jiān)理方、工程承包方和建設(shè)單位在不同策略下的期望收益和動(dòng)態(tài)復(fù)制方程。

（1）工程監(jiān)理方。當(dāng)工程監(jiān)理方選擇履職監(jiān)督策略的期望收益為：

則該方程組即為工程項(xiàng)目參與方行為演化博弈模型。

1.3 工程交易參與方行為演化與穩(wěn)定性分析

依據(jù)Friedman[24]提出的方法，微分方程系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略（ESS）可由該系統(tǒng)的雅克比矩陣（Jacobian）的局部穩(wěn)定性分析得到。故由式（4）求關(guān)于x，y，z的偏導(dǎo)數(shù)得到雅克比矩陣J：

令方程F(x，y，z)=0，G(x，y，z)=0，L(x，y，z)=0。求解動(dòng)態(tài)復(fù)制微分方程組式（4）的均衡點(diǎn)，方程組的解為：

當(dāng)局部均衡點(diǎn)E1(0，0，0)時(shí)，雅克比矩陣為：

從J1中可以得出，局部均衡點(diǎn)E1(0，0，0)對(duì)應(yīng)矩陣的3個(gè)特征值為θ1+p4b3；μ1+p4μ3；r-C2。

同理將余下的均衡點(diǎn)帶入式（5）中，分別求得均衡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的雅克比矩陣的特征值，如表2所示。

表2 雅克比矩陣的特征值

為讓BIM情境下工程項(xiàng)目參與方的收益較為符合實(shí)際情況，設(shè)置約束條件為：

（1）在建設(shè)單位強(qiáng)監(jiān)督或弱監(jiān)督的情形下，工程監(jiān)理方和承包方均存在機(jī)會(huì)主義行為動(dòng)機(jī)，故假設(shè)工程監(jiān)理方和承包方合謀違規(guī)的收益大于遵守規(guī)矩的收益，即對(duì)工程監(jiān)理方和承包方存在約束條件（IR1）和（IR2）：

（2）在建設(shè)單位強(qiáng)監(jiān)督的情形下，工程監(jiān)理方和承包方單獨(dú)違規(guī)的收益小于遵守規(guī)矩的收益，即對(duì)工程監(jiān)理方和承包方存在約束條件（IR3）和（IR4）：

（3）從建設(shè)單位面臨的“道德風(fēng)險(xiǎn)”角度來考慮，在工程監(jiān)理方和承包方存在機(jī)會(huì)主義動(dòng)機(jī)的前提下，建設(shè)單位強(qiáng)監(jiān)督的收益大于弱監(jiān)督的收益，即對(duì)建設(shè)單位存在約束條件（IR5）：

根據(jù)上述實(shí)際約束條件可以判斷均衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性，如表3所示。

表3 均衡點(diǎn)局部穩(wěn)定性

由表3可知，系統(tǒng)存在全局唯一穩(wěn)定平衡點(diǎn)（0，0，1)，對(duì)應(yīng)的BIM情境下工程項(xiàng)目參與方行為的演化穩(wěn)定策略是工程監(jiān)理方和承包方違規(guī)、建設(shè)單位強(qiáng)監(jiān)督。

BIM情境下，信息不對(duì)稱程度得以降低。在BIM平臺(tái)應(yīng)用程度逐漸提升的基礎(chǔ)上，工程監(jiān)理方和承包方違規(guī)行為被發(fā)現(xiàn)的概率p1、p2、p3和p4呈正相關(guān)[25]。p1、p2、p3和p4即為信息不對(duì)稱程度的體現(xiàn)，概率pi越高說明工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)的應(yīng)用越深入和功能越多，BIM平臺(tái)的應(yīng)用程度越高，信息不對(duì)稱程度越低。

當(dāng)p1、p2、p3和p4不斷增大到一定值，使得工程監(jiān)理方和承包方違規(guī)的收益等于遵守規(guī)矩的收益，工程監(jiān)理方和承包方選擇違規(guī)行為策略和遵規(guī) 行為策略的收益是一樣的，此時(shí)的p1、p2、p3和p4值是臨界值，其代表的BIM平臺(tái)應(yīng)用程度是影響工程項(xiàng)目參與方行為策略選擇的關(guān)鍵。

當(dāng)p1、p2、p3和p4趨近于1，必有-(θ2+p4b3)<0和-(μ2+p2μ3+p1b1)<0，則該系統(tǒng)存在另一穩(wěn)定平衡點(diǎn)（ESS）：（1，1，0），對(duì)應(yīng)的BIM情境下工程項(xiàng)目參與方行為的演化穩(wěn)定策略是工程監(jiān)理方和承包方遵規(guī)、建設(shè)單位弱監(jiān)督。這說明在BIM情境下，隨著BIM平臺(tái)應(yīng)用程度逐漸提升，工程交易信息不對(duì)稱程度降低，結(jié)果能有效地遏制工程監(jiān)理方和承包方的違規(guī)行為。

2 工程交易參與方行為演化數(shù)值仿真

由工程交易參與方行為演化趨勢(shì)分析得出，BIM情境下工程參與方的行為演化存在不同策略選擇。根據(jù)工程交易實(shí)際情況和約束條件，對(duì)支付矩陣中的參數(shù)賦值，通過數(shù)值仿真，以圖形方式展示參與方行為的不同演化趨勢(shì)。

假設(shè)建設(shè)單位、工程監(jiān)理方和承包方初始行為選擇策略的概率為x=0.4，y=0.4，z=0.6，根據(jù)前文假設(shè)條件選擇兩組模擬參數(shù)條件，分別代表情形一：BIM應(yīng)用程度較低，建設(shè)單位較難發(fā)現(xiàn)工程監(jiān)理方和承包方的違規(guī)及不遵守合同的行為；情形二：BIM平臺(tái)應(yīng)用程度較高，建設(shè)單位可以很容易發(fā)現(xiàn)其他兩方的違規(guī)現(xiàn)象。仿真結(jié)果如圖1所示（參數(shù)見表4）。

表4 不同情形下參數(shù)設(shè)置

圖1 BIM情境下工程交易參與方行為演化仿真

通過仿真結(jié)果可以看出，在BIM情景下，工程監(jiān)理方和承包方為使自身利益最大化，將會(huì)選擇違規(guī)行為策略，建設(shè)單位為保證自身利益，必然選擇強(qiáng)監(jiān)督；然而隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的深入和平臺(tái)應(yīng)用程度提高，信息不對(duì)稱程度降低，工程監(jiān)理方和承包方的違規(guī)行為被發(fā)現(xiàn)的概率提升，當(dāng)違規(guī)行為的期望收益低于被發(fā)現(xiàn)后接受的懲罰時(shí)，監(jiān)理方和承包方將放棄機(jī)會(huì)主義行為，選擇遵守合同規(guī)定的行 為，而此時(shí)建設(shè)單位將不會(huì)在監(jiān)督上花費(fèi)太多精力，最終達(dá)到“無(wú)為而治”。

BIM應(yīng)用能夠有效解決工程實(shí)施過程中的信息不對(duì)稱問題[26]。BIM情境下，信息不對(duì)稱程度得以降低，導(dǎo)致代理人利用信息優(yōu)勢(shì)牟取利潤(rùn)的空間被壓縮[27]；原有利益均衡狀態(tài)被打破，工程參與方的行為策略必然會(huì)受到BIM應(yīng)用程度的影響。信息不對(duì)稱是行為策略選擇的重要影響因素[28]，而p1、p2、p3和p4即為信息不對(duì)稱程度的體現(xiàn)。在工程參與方的演化博弈模型中，概率反映了信息不對(duì)稱性對(duì)參與方行為策略的影響。隨著BIM應(yīng)用逐漸深入，違規(guī)行為將得到有效遏制，建設(shè)單位面臨的“道德風(fēng)險(xiǎn)”則會(huì)下降。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)工程交易流程和交易信息特性，BIM情境下工程參與方行為策略選擇與信息不對(duì)稱程度相關(guān)。這一現(xiàn)象主要體現(xiàn)在當(dāng)工程監(jiān)理方和承包方違規(guī)行為被發(fā)現(xiàn)的概率提升，使其違規(guī)成本不斷增大最終超過違規(guī)獲益時(shí)，工程項(xiàng)目參與方行為策略將會(huì)由工程監(jiān)理方和承包方違規(guī)、建設(shè)單位強(qiáng)監(jiān)督轉(zhuǎn)化到工程監(jiān)理方和承包方遵規(guī)、建設(shè)單位弱監(jiān)督。這說明在BIM情境下，隨著BIM平臺(tái)功能逐漸加強(qiáng)和深入應(yīng)用，工程交易信息逐漸透明，工程監(jiān)理方和承包方的機(jī)會(huì)主義行為將被有效遏制。因此建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)積極推動(dòng)BIM技術(shù)在項(xiàng) 目上的應(yīng)用，充分利用BIM平臺(tái)的信息傳遞和交流，發(fā)揮監(jiān)管作用，營(yíng)造良好的工程交易環(huán)境。

成本是限制BIM應(yīng)用的主要原因，故工程建設(shè)行業(yè)主管部門應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)文件，將應(yīng)用BIM的取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)列入項(xiàng)目概算，以有效降低成本；同時(shí)BIM情境下，工程交易模式應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?，?gòu)建合理的激勵(lì)懲罰制度促進(jìn)其形成以項(xiàng)目為核心的協(xié)同組織形式，真正實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用的價(jià)值。此外根據(jù)不同類型工程的特點(diǎn)，構(gòu)建多種交付和考核標(biāo)準(zhǔn)的工程交易模式，降低建設(shè)單位面臨的“道德風(fēng)險(xiǎn)”，從根本上防微杜漸。