机场博弈与中国起降费规制改革
——一个合作博弈论评价
董保民*,郭桂霞
对外经济贸易大学 国际经贸学院
摘要
本文将合作博弈论中的Shapley值和Owen值应用到机场博弈(airport game)—一种特殊的成本分摊博弈中,以厦门高崎机场2002年,2003年,2004年和2005年(预计)的全年起降数据为分析样本,计算出在高崎机场起降的各个机型所应收取的起降费用的理论数值,并通过与中国机场起降费改革历程中的三个收费标准相比较,来分析中国机场起降费的改革方向之合理性问题.同时,结合Owen值的计算,本文指出,机场博弈的联盟特性对民航业的市场结构有着重要的意义,从而对即将出台的起降费上限改革提供了理论基础,并提出相应的政策建议.最后,作为一个副产品,本文还对2008年前将在中国各大机场起降的超大型飞机A380的起降费用的收取进行了理论上的估算.
关键词:Shapley值,Owen值,机场博弈,价格上限规制
JEL分类号:C71, L51
引言
合作博弈论方法被广泛应用于成本分摊问题中.其中一个重要的应用就是机场博弈(Thompson(1971),Littlechild and Owen(1973,1976),Littlechild and Thompson(1977),Littlechild(1974,1975),Potters and (1999),et al(2002a,2002b)等等).机场博弈问题最初是由Baker(1965)提出,由Thompson(1971)在考虑伯明翰机场一条跑道的建设成本在各个起降机型之间的分摊时正式用合作博弈方法研究的.
在一个机场博弈问题中,有一个有限的参与人集合N和非负的成本函数.为方便起见,不失一般性地,我们把参与人按照下标排序,使得当时,成本函数满足不等式.在机场博弈中,很典型地,当时,成本小于,或者说是的一部分.对一个联盟S来说,为其中的最大型飞机(参与人)起降建设的跑道才至关重要,即.如此,我们就根据一般的合作博弈的方法定义机场博弈.
在Baker(1965)和Thompson(1971)之后,Littlechild and Owen(1973)以及Dubey(1982)给出了此类博弈中一个非凡地简化了的Shapley值表达式.机场博弈也因此成为合作博弈论在实践问题中的可应用性的一个典范.几乎同时地,Kopelowitz(1967),Littlechild(1974),Littlechild and Owen(1977)等提出了核仁(Nucleolus)在机场博弈中的简化公式.但是,我们用Kopelowitz的核仁法对厦门机场起降数据的计算结果,正如et al(2002b)所指出的,如果使用核仁概念,那么机场博弈中一些联盟的值可以为负.另外,核仁的计算在合作博弈问题中没有一般的可遵循的公式,因此,尽管它有良好的特性,实践操作者认为它有重大的缺陷:不直观以及计算困难.
Potters and (1999)通过检查有效性,合理性和弱一致性等一些通常的特性,比较了几种机场博弈中可应用的单值法则.他们发现每一种加权Shapley值(包括Owen Value),核仁(Nucleolus)都属于核(core)内,而值(Tijs(1981))则不一定在核内.因此,在机场博弈中,没有必要找出值的表达式,因其违反了弱一致性.
Vázquez-Brage, Nouweland and García-Jurado (1997) 考虑当飞机是由不同的航空公司所组织起来的博弈时,引入Owen值来计算机场跑道成本分摊问题更有说服力.通过用Owen值对西班牙Labacolla机场1993年第一季度起降数据的研究,他们发现按照Owen值为起降费定价,一个航空集团的几个公司合并起来之后会节约成本分摊的支出,体现了大的联盟具有高的议价能力.
与世界上绝大多数市场体制国家的机场收费不一样,中国的机场起降费收费标准是由民航总局,国家计委和财政部制定颁发的,对所有中国机场一样的.收费标准目前经历了1992年,1995年和2002年三次改变.但是,机场和航空公司方面都对起降费收费标准改革仍然表达了不满.以东方航空公司为例,由于机场收费占到公司运营总成本的18%左右,其中中国国内机场收费占全部机场收费的36%左右,而起降费通常占到机场收费的50%以上,因此起降费标准的变动会在很大程度上影响航空公司的运营成本结构.同样地,以上市的机场公司,厦门高崎机场为例,由于起降费收入占到总收入的50%左右,同时机场建设和跑道维护的高成本等因素,使得起降费收费是否合理在很大程度上影响机场的收入和效率.

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