工程设计方案优化的博弈分析

2022-09-12

博弈论, 是研究决策主体的行为发生直接相互作用时的决策以及这种决策的均衡问题。由于建筑市场中建设单位与设计单位之间存在信息不对称, 双方虽然通过合同规定了各自的权利和义务, 然而建设单位很难了解到设计单位的认真程度和判断设计方案的优劣。不排除设计单位为了追求自身的经济利益, 做出有损建设单位利益的不良行为, 从而不利于控制工程项目的投资。因此, 如何促使设计单位优化其设计方案, 从而控制工程项目投资, 这是一个亟需解决的问题。

1 工程设计方案优化的博弈模型及分析

目前在我国的建筑市场中, 设计取费主要按照建设总投资或建设面积收取固定比例的费用。设计单位为了能在投标时中标, 一般会最大限度地压低自己的设计取费。在固定的取费情况下, 设计单位一般就不会再投入更多的人力、物力对设计出来的方案进行优化。建设单位和设计单位在选择自己行动时, 优先考虑的是自己的利益, 这样, 双方在选择自己的策略时便形成了一个博弈。

假设在工程设计方案优化的博弈模型中, 参与方只有两个, 建设单位和设计单位。如果设计单位没有对设计方案进行优化, 建设单位可以通过聘请专业工程师检查出来, 由此给建设单位带来的损失可以进行定量分析。建设单位的策略空间是对设计方案进行检查或不检查;设计单位的策略空间是对设计方案优化或不优化。设计单位如果未对设计方案进行优化, 由此给建设单位带来的损失为L () , 如果建设单位未进行检查, 则设计单位将获得额外收益 (, β为双方签订合同时规定的取费费率) ;如果建设单位聘用专业工程师进行检查, 成本为C () , 此时设计单位无额外收益, 建设单位并对设计单位进行罚款, 罚款的数额为 (, f为惩罚系数) 。

表1所示为建设单位和设计单位之间的博弈支付矩阵, 其期望收益值均用符号表示。各数组的第一个用符号表示的数值是建设单位的期望收益, 第二个是设计单位的期望收益。

由上述图1可知, 如果设计单位选择“优化”策略, 那么对建设单位来讲, 最好的策略是选择“不检查”, 这样可以使自己的期望值最大;但当建设单位选择“不检查”时, 对设计单位来讲, 最好的策略是选择“不优化”, 这样也可以使自己的期望值最大。显然, 本问题不存在纯策略纳什均衡, 只能用混合策略博弈进行分析。

假设建设单位以概率θ () 选择检查, 设计单位以γ () 的概率选择不优化。则建设单位的期望收益为:

令, 则

设计单位的期望收益为:

该混合策略博弈的纳什均衡点为 () = () , 均衡点的期望收益分别为:建设单位的期望收益:

设计单位的期望收益:

通过以上分析可以得出:

(1) 建设单位在均衡点的期望收益π1*随着检查成本C的增加而减少, 随着惩罚系数f的增加而增加;而设计单位未优化工程设计方案取得的额外收益I无论为多大, 建设单位的检查成本C和惩罚系数f为何值, 设计单位在均衡点的期望收益π2*总为零。

(2) 由 (1) 式, 分子、分母都除以L得, 可以推出, 即当建设单位与设计单位约定设计费用按固定比例β取费时, 建设单位检查的概率θ*越大, 罚款的系数f就越小, 罚款的金额P就越小, 反之亦然。

(3) 该博弈模型的均衡表明:若设计单位不对设计方案进行优化, 给建设单位带来巨大损失, 建设单位势必会加大对设计方案优化的检查力度, 设计单位选择优化的概率就会越大。

2 关于工程设计方案优化问题的对策

(1) 引进全过程的项目管理, 在设计过程中进行设计评议。借助专业的项目管理单位来提高建设单位对工程项目的管理水平, 由业主方项目管理单位组织设计评议, 从多个方面对设计方案进行评议。如果设计单位已对设计方案进行了优化, 建设单位可以给予一定的奖励;反之, 则给予一定的罚款。

(2) 行业协会加强对设计人员的约束。行业协会应加强对设计人员的思想教育和职业道德教育, 强化设计人员的自律性和责任感, 使其从思想上端正态度。设计人员在提高自己设计水平的同时也应加强对建筑材料和施工组织方案中常规做法的了解。

(3) 政府相关职能部门应加强对工程设计方案优化的监管。主管部门要制定切实可行的技术经济指标和评价指标体系, 加强对工程设计方案优化的监管, 对其进行政策性引导。同时, 可以牵头建设诚信系统, 为每个设计单位建立诚信档案, 工程项目结束后结合工程参建各方对其进行客观的打分, 并载入诚信档案, 促使设计单位提高服务质量, 达到优化设计方案的目的。

摘要：设计阶段是控制造价的关键阶段, 优化工程设计方案是控制工程造价的有效方法。本文通过建立建设单位和设计单位的博弈模型, 对其决策行为进行分析, 并给出均衡分析的结果, 在此基础上提出了一些有关工程设计方案优化问题的对策。

关键词：设计方案,优化,博弈分析