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

為促進建筑業持續健康發展，推動工程建設行業提質增效，政府頒布相關政策鼓勵在工程項目中應用BIM技術[1]。BIM技術的深入應用常伴隨著數字平臺的建設[2]，在BIM情境下，BIM平臺承擔著信息載體和交換的重任，其改善并提升了工程項目交易過程/管理活動的信息傳遞方式與效率[3]，使信息不對稱程度得到改善[4]。但是在現階段工程項目建設過程中，“BIM平臺”的建設管理和工程交易模式無法匹配[5]，由于工程項目參與方之間利益不同，工程項目管理/治理問題依然存在[6]。傳統情境下建設單位負責項目的具體實施并作為委托方，在招投標完成后處于信息劣勢，而處于信息優勢下的監理和承包方在利益驅使下存在機會主義動機[7]。BIM情境下，工程信息通過BIM平臺流通分享，信息不對稱程度得到改善[8，9]，工程參與方圍繞工程BIM平臺開展管理工作，此時工程項目參與方的關系及行為策略的選擇會如何改變，影響其行為策略選擇的因素又有哪些，這些問題值得關注。

當前已有文獻在工程項目參與方關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公共文化設施項目參建方之間博弈關系。尹貽林等[11]通過分析公共項目中承包商機會主義行為的策略與方法，指出在短期和長期合作情境下，業主應對承包商的機會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主與咨詢方合作過程中雙方合作學習的支付矩陣，揭示了雙方的行為策略對雙方合作學習的影響。這些文獻均是基于博弈模型，研究工程項目兩個乃至多個主體的行為策略，證明了演化博弈理論在研究利益相關主體行為的適用性。在此基礎上，不少學者從協同管理、風險分擔等角度來研究BIM情境下工程項目參與方的關系，劉枬[13]立足于BIM-IPD項目情境下，建立基于參與方利益分配模型，揭示了合理的協同管理體系和利益分配方式能促進合作的成功。Miettinen等[14]和Eastman[15]提出BIM技術推動了建設單位、設計和施工之間協同交流，進而為工程項目參與方創造了新的合作關系。鐘煒等[16]和馬輝等[17]通過分析BIM情境下項目特征得出項目利益相關者風險分擔的12個核心影響因素。上述研究集中在BIM技術應用與項目利益方間關系，卻忽視工程項目參與方之間因利益沖突而存在的博弈關系。雖然BIM情境對工程項目協同管理和團隊化有正向影響[18]，但是事實上項目參與方是具有不同利益訴求的主體。徐韞璽等[19]指出BIM情境下的工程項目需要設計、施工等單位提前參與，并且基于BIM平臺實現資源、信息共享、協同管理及項目績效最優，這與傳統的項目利益相關者追求自身利益最大化相矛盾。乜鳳亞[20]從BIM情境下建設項目業主和承包商的利益均衡角度，分析雙方行為的均衡策略。這些文獻多數針對工程參與方行為策略的研究都是建立在傳統工程建設情境下，并沒有探索BIM情境下工程參與方關系和行為演化。未對DBB模式下工程項目三方的博弈中，工程參與方行為策略的影響因素進行細致分析，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情境下信息不對稱程度的變化對工程參與方行為策略的影響。借助演化博弈理論，構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，工程項目參與方行為之間的交互作用。根據均衡點探討建設單位、工程監理方和工程承包方的行為演化穩定策略，并通過分析探究工程項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及假設

BIM情境下，我國工程建設項目參與方的關系依然處于委托-代理的框架下[21]，工程交易參與方包括具有理性經濟的三方：建設單位、工程監理方、工程承包方。建設單位負責項目具體實施，從工程項目的實現獲取收益，并對工程監理方和工程施工方進行監管，同時將BIM平臺應用后降低的部分交易成本以獎金激勵的形式分配給工程監理方和承包方[22]，其也可在對工程監理和承包方監管過程中以處罰形式獲取工程質量安全保證等相對收益。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任[23]，工程監理方和承包方在工程交易中均存在機會主義動機，通過單獨違規或者合謀行為來實現自身利益最大化。而建設單位由于存在自身專業能力不足或工作懈怠等原因，導致其對代理人的監督存在不同選擇。由此得出，工程監理方的行為選擇集合S1：{違規合謀，履職監管}；工程承包方的行為選擇集合S2：{違規，遵規}；建設單位的行為集合S3：{強監督，弱監督}。為便于分析作如下假設。

假設1：BIM平臺在工程交易中應用后，可以使工程交易雙方信息不對稱程度降低，工程交易治理結構簡化，交易成本比使用該平臺前降低w0；按工程交易合同約定，建設單位分配給工程監理方和承包方獎勵金w，分配比例分別為α1和α2，且0<α1+α2<1。

假設2：工程承包方具有機會主義動機，其違規并與工程監理方合謀，通過“偷工減料”等手段，獲得違規收益期望值為e（e

假設3：BIM平臺應用情境下，建設單位為遏制“道德風險”，在合同中設立懲罰機制，在對違規行為處罰后，其可以獲得罰款及工程質量安全保證等相對收益r。

聯立式（1），式（2）和式（3）建立動態復制微分方程組：

工程監理方不與工程承包方合謀，依據監理合同對工程承包方進行監管時，其交易合同價款收益為I1，監管成本為C1；工程監理方對工程承包方履職監管的概率p1。工程承包方的合同價款收益為I2，工程承包方違規被工程監理方發現并受到懲罰的款項為b1，同時工程承包方所在企業也會受到相應的信譽損失Rm。建設單位因工程目標的實現，而獲得相對收益為I3。當建設單位認真監督時，能發現所有的違規行為，但是需支付監督成本為C2；當建設單位不認真監督，傾向于協同工作時，工程承包方單獨違規被發現的概率為p2；工程監理方單獨的違規行為被發現的概率為p3；工程監理方與承包方合謀違規被發現的概率為p4；工程承包方被建設單位發現后所受處罰為b2，工程監理方所受處罰為b3。

假設4：工程監理方與工程承包方違規行為被發現的概率與BIM平臺應用程度成正比。

各方策略選擇：工程監理方選擇遵規監管的概率為x，選擇違規合謀的概率為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。建設單位選擇強監督的概率為z，選擇弱監督的概率為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個策略組合?；谏鲜黾僭O，工程監理方、承包方和建設單位不同行為策略的收益支付矩陣如表1所示。

表1 工程監理方、承包方和建設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

根據表1可得出工程監理方、工程承包方和建設單位在不同策略下的期望收益和動態復制方程。

（1）工程監理方。當工程監理方選擇履職監督策略的期望收益為：

則該方程組即為工程項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定性分析

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

令方程F(x，y，z)=0，G(x，y，z)=0，L(x，y，z)=0。求解動態復制微分方程組式（4）的均衡點，方程組的解為：

當局部均衡點E1(0，0，0)時，雅克比矩陣為：

從J1中可以得出，局部均衡點E1(0，0，0)對應矩陣的3個特征值為θ1+p4b3；μ1+p4μ3；r-C2。

同理將余下的均衡點帶入式（5）中，分別求得均衡點所對應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情境下工程項目參與方的收益較為符合實際情況，設置約束條件為：

（1）在建設單位強監督或弱監督的情形下，工程監理方和承包方均存在機會主義行為動機，故假設工程監理方和承包方合謀違規的收益大于遵守規矩的收益，即對工程監理方和承包方存在約束條件（IR1）和（IR2）：

（2）在建設單位強監督的情形下，工程監理方和承包方單獨違規的收益小于遵守規矩的收益，即對工程監理方和承包方存在約束條件（IR3）和（IR4）：

（3）從建設單位面臨的“道德風險”角度來考慮，在工程監理方和承包方存在機會主義動機的前提下，建設單位強監督的收益大于弱監督的收益，即對建設單位存在約束條件（IR5）：

根據上述實際約束條件可以判斷均衡點的局部穩定性，如表3所示。

表3 均衡點局部穩定性

由表3可知，系統存在全局唯一穩定平衡點（0，0，1)，對應的BIM情境下工程項目參與方行為的演化穩定策略是工程監理方和承包方違規、建設單位強監督。

BIM情境下，信息不對稱程度得以降低。在BIM平臺應用程度逐漸提升的基礎上，工程監理方和承包方違規行為被發現的概率p1、p2、p3和p4呈正相關[25]。p1、p2、p3和p4即為信息不對稱程度的體現，概率pi越高說明工程項目中BIM技術的應用越深入和功能越多，BIM平臺的應用程度越高，信息不對稱程度越低。

當p1、p2、p3和p4不斷增大到一定值，使得工程監理方和承包方違規的收益等于遵守規矩的收益，工程監理方和承包方選擇違規行為策略和遵規 行為策略的收益是一樣的，此時的p1、p2、p3和p4值是臨界值，其代表的BIM平臺應用程度是影響工程項目參與方行為策略選擇的關鍵。

當p1、p2、p3和p4趨近于1，必有-(θ2+p4b3)<0和-(μ2+p2μ3+p1b1)<0，則該系統存在另一穩定平衡點（ESS）：（1，1，0），對應的BIM情境下工程項目參與方行為的演化穩定策略是工程監理方和承包方遵規、建設單位弱監督。這說明在BIM情境下，隨著BIM平臺應用程度逐漸提升，工程交易信息不對稱程度降低，結果能有效地遏制工程監理方和承包方的違規行為。

2 工程交易參與方行為演化數值仿真

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

假設建設單位、工程監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，根據前文假設條件選擇兩組模擬參數條件，分別代表情形一：BIM應用程度較低，建設單位較難發現工程監理方和承包方的違規及不遵守合同的行為；情形二：BIM平臺應用程度較高，建設單位可以很容易發現其他兩方的違規現象。仿真結果如圖1所示（參數見表4）。

表4 不同情形下參數設置

圖1 BIM情境下工程交易參與方行為演化仿真

通過仿真結果可以看出，在BIM情景下，工程監理方和承包方為使自身利益最大化，將會選擇違規行為策略，建設單位為保證自身利益，必然選擇強監督；然而隨著BIM技術應用的深入和平臺應用程度提高，信息不對稱程度降低，工程監理方和承包方的違規行為被發現的概率提升，當違規行為的期望收益低于被發現后接受的懲罰時，監理方和承包方將放棄機會主義行為，選擇遵守合同規定的行 為，而此時建設單位將不會在監督上花費太多精力，最終達到“無為而治”。

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

3 結語

BIM的應用改變了傳統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稱程度相關。這一現象主要體現在當工程監理方和承包方違規行為被發現的概率提升，使其違規成本不斷增大最終超過違規獲益時，工程項目參與方行為策略將會由工程監理方和承包方違規、建設單位強監督轉化到工程監理方和承包方遵規、建設單位弱監督。這說明在BIM情境下，隨著BIM平臺功能逐漸加強和深入應用，工程交易信息逐漸透明，工程監理方和承包方的機會主義行為將被有效遏制。因此建設單位應當積極推動BIM技術在項 目上的應用，充分利用BIM平臺的信息傳遞和交流，發揮監管作用，營造良好的工程交易環境。

成本是限制BIM應用的主要原因，故工程建設行業主管部門應出臺相應文件，將應用BIM的取費標準列入項目概算，以有效降低成本；同時BIM情境下，工程交易模式應進行適當的變革，構建合理的激勵懲罰制度促進其形成以項目為核心的協同組織形式，真正實現BIM應用的價值。此外根據不同類型工程的特點，構建多種交付和考核標準的工程交易模式，降低建設單位面臨的“道德風險”，從根本上防微杜漸。