基于Agent建模的电子废弃物回收处理渠道研究

摘 要：电子废弃物的合理回收处理对资源循环利用至关重要。文章以电子废弃物回收处理系统中的微观主体为研究对象，运用基于Agent的方法建立计算实验模型。通过对微观主体的行为分析，揭示多主体协同的演化规律，为促进电子废弃物回收处理规范化、生态化发展提出政策意见。

关键词：电子废弃物；Agent；计算实验；演化

1 概述

电子产品更新换代周期日益缩短，电子废弃物增长迅速，预计2020年我国电子废弃物总量将达到9269000t。电子废弃物含有铅、汞、六价铬等有毒成分，目前我国电子废弃物回收率低、环境污染严重，主要原因是未建立有序的回收机制。除了正规回收企业，还存在大量非正规回收处理者，即走街串巷的小商贩。他们追求自身利益的最大化，不考虑环境因素。要实现电子废弃物回收处理的生态化发展，在激励正规渠道健康发展的同时，需约束非正规渠道的增长。许多学者在这方面做了研究。余福茂等建立了考虑回收补贴激励的电子废弃物回收处理决策模型，讨论了其最优参数[1]。Saphores使用Logit模型对2136个美国家庭的电子废弃物回收行为进行分析，发现回收便利、电子废弃物毒性知识、回收经验是家庭回收意愿的主要解释变量[2]。贺超等采用多Agent模型，构建了单再制造商――多回收商组成的闭环供应链模型，为闭环供应链参与方的决策提供了理论支持。

这些研究没有考虑两种渠道的回收商之间的演化机制及与其他主体间的关系，不足以解释电子废弃物回收处理系统动态演化的复杂性。因此，文章运用Agent方法构建计算实验模型，从微观层面模拟主体的交互，探寻影响宏观结构的演化过程，对比分析实验结果数据，得出管理建议。

2 计算实验模型建立

2.1 系统复杂性分析

电子废弃物回收处理系统是一个复杂的非线性系统，涉及供应商、生产商、经销商、消费者、回收商和政府等不同主体。他们具有根据历史数据学习或决策的能力，能根据外部环境变化或其他主体策略的改变而调整自己的行为，因此主体与环境之间、主体与主体之间的交互常表现出非线性、动态且密切的关系。并且涌现在上一层次和整体层次上的系统结构，出现更复杂的行为，如系统的分化和多样性的出现。主体根据学习和反馈不断改变自身的决策，也影响着其他主体的决策，导致系统结构的动态演化。

2.2 规则假设

（1）主体分布在二维世界中，可以局部感知到上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向的信息，感知半径R=1。

（2）正规企业的数量不变。在市场机制下，有限理性的小商贩倾向于将废弃物简单的拆解或卖给二手市场。小商贩没有回收上限。

（3）把各种电子废弃物抽象成一类，可以改变参数来观测不同种类废弃物的趋势。

（4）消费者产生电子废弃物的速率固定，并综合考虑回收价格、便利程度（小商贩越多，越便利）、周围人的影响、上一个时间周期t消费者的行为等因素，决定将电子废弃物交给小商贩（概率为P）还是正规企业（概率为1-P）。

2.3 模型实现

考虑三种主体： M1个小商贩Agent、M2个正规回收企业Agent、N个消费者Agent，模拟电子废弃物回收处理渠道的演化。

小商贩：（1）出价。提供电子废弃物的回收价格p1。（2）退出/进入。当前参与回收的，下一周期继续参与或退出；当前未参与的，下一周期仍不参与或进入。二者决定下一周期小商贩的总量。处理成本c1固定，售出价格为A。利润的大小是小商贩决定继续参与/退出/继续观望/进入的关键因素。利润=售出价格-回收成本-处理成本。正规回收企业：（1）出价p2。（2）研发投入。企业每个时期会有一部分利润作为研发投入。若利润率为20%（很高），不需投入研发；若利润率为5%，需投入一部分。研发之后，比如购买专利，带来处理成本下降或售出价格上升（更有价值）。企业处理成本为c2。消费者：寻找价格、质量合适的电子产品，完成购买行为；消费完毕后，选择电子废弃物的回收渠道。

2.4 结果分析

模型中，N=1000，M1=288，M2=24，p1=344，p2=345，c1=90，c2=219（企业为了与小商贩竞争，会适当提高回收价格，而处理成本比小商贩高）。企业和小商贩的回收量此消彼长，在政府的监控下，小商贩的数量呈递减趋势。下一个周期开始时，有的小商贩退出或进入，数量有所增加。消费者选择将小商贩的概率在50%-60%之间，如图1所示。

图2 小商贩数量变化折线图

第65个周期，达到理想状态，小商贩在政府的打压下，消亡（转行或转为正规企业继续参与回收处理），如图2所示。这时，回收任务全部落在正规企业，消费者选择小商贩的概率P降为0。

3 结束语

为促进电子废弃物回收处理行业的规范化、生态化发展，结合实验结果，提出建议：（1）建立完善的法规、监管体系，加强行业管理，严格审查企业处置电子废物的法定资格，鼓励、扶植正规企业，降低企业的交易费用；（2）构建完善的电子废弃物回收处理网络体系，建立生态工业园区，实施生产者延伸责任制；（3）通过电视、报纸、网络等宣传渠道，加强环保宣传力度，提升居民的生态意识，让公众明白保护环境是每个人的责任。

文章的研究可进一步深入，如考虑系统中的所有相关主体，增大计算机模型与现实系统的相似性，更有利于为政府和相关部门提供建设性意见，最终达到电子垃圾减量及废弃物再生利用的双重目标。

参考文献

[1]余福茂，钟永光，沈祖志.考虑政府引导激励的电子废弃物回收处理决策模型研究[J].中国管理科学，2014，5：131-137.

[2]Saphores J-D M， Ogunseitan O A， Shapiro A A. Willingness to engage in a pro-environmental behavior： An analysis of e-waste recycling based on a national survey of U.S. households [J].Resources， Conservation and Recycling，2012（60）：49-63.

作者简介：冯丛娜（1990-），女，河北无极县人，杭州电子科技大学硕士研究生，研究方向：逆向物流、闭环供应链等。