基于企业-消费者-政府博弈的新能源汽车推广策略优化

Promoting new energy vehicles (NEV) can not only reduce pollution emission and energy pressure from driving conventional gasoline cars, but also be an important aspect of industrial upgrading of our nation. However, due to high cost, limited range and lack of supporting infrastructure, the adoption process of NEVs is often hampered by the chicken-and-egg dilemma. Hence, its marketing penetration has to rely on government supporting policies. Based on understanding of the whole industry and market, we first investigate the mechanisms behind the dilemma driven by various factors and decisions between firm and consumers. We will analyse the core operation decisions of a typical NEV manufacturer, including production, pricing and infrastructure deployment, and at the same time build proper consumer purchasing decision model when facing the specific characteristics of NEVs. The additional benefits of infrastructure to consumers and durable goods property should be considered carefully. Through analysing the equilibrium between the firm and strategic consumers, we can explain the mechanism leading to the market penetration barriers. Then, we try to explore the impact of various government supporting policies and their interaction, such as purchasing subsidy and infrastructure investment subsidy, on firm’ operation management decisions and consumer behaviours. The mechanism behind those policies and related managerial insights on promotion of NEVs will also be summarised. Finally, we aim to answer the critical question: how can government optimally choose supporting policies and determine subsidy levels dynamically to promote the adoption according to different objective considerations, e.g., maximising social welfare or external environmental benefits, or minimising financial cost to reach given adoption targets? To explore this question, a dynamic tripartite game composed by firm, consumers and government will be deeply analysed. The findings will provide insights to government’s subsidy design, NEV firm’s operation strategies and the success of NEV’s promotion. We will also use the above results and methodology to study government supporting policy design issues of China.

推广新能源汽车不仅能缓解环境和能源压力，也是我国产业升级的重要方向。但由于生产成本高、续航不便、基础设施缺乏，新能源汽车的市场化处于“鸡和蛋困境”，其推广有赖于政府支持。本项目将在产业调研基础上：1）分析新能源汽车企业的运营决策，包括生产定价、基础设施布局等；构建消费者的决策模型，反映基础设施、耐用品属性等新能源汽车特性对消费者效用的影响；通过对企业和消费者博弈的研究，揭示造成推广困境背后的机制。2）探究各种政府补贴政策对企业决策、消费者购买行为的影响和内在规律，以及不同政策工具之间的相互作用。3）根据不同政府目标，在对企业、政府、消费者动态博弈分析基础上，研究政府如何选择合适的政策工具、设计最优动态补贴水平，以有效地促进市场推广。本项目不仅在理论上探究三方博弈的相互影响，揭示新能源汽车推广、企业运营和政府补贴决策相关管理启示，而且将结合实际数据，为政府补贴方案的制定和调整提供决策支持。

本项目围绕新能源汽车市场化推广，分析了新能源汽车企业的运营决策、消费者的行为模式、政府补贴政策等。在此基础上，我们分析了不同的政府补贴政策(消费者购置补贴、基础设施投资补贴)对企业生产决策、消费 者购买新能源汽车决策的影响，分析不同政策在推广新能源汽车上的作用机制。我们探索了在三方博弈下，政府的最优补贴策略结构，揭示了新能源汽车推 广、企业运营和政府补贴决策相关管理启示。此外，我们研究了新能源汽车市场化推广的另一种模式，即作为营运车辆，以共享出行形式提供服务。我们研究了如何优化布局充电基础设施，同时考量车队的充电过程管理、车辆再平衡，以降低新能源共享出行系统的总体成本，提高新能源汽车共享模式的效率。我们总结了在新的商业模式下， 当由政府提供公共的充电设施网络时的最优投资布局方案。.一、不同政府政策作用和机制研究。我们构建并分析了企业运营管理的模型以及消费者的购买决策模型，描述新能源汽车企业的生产以及定价决策 。研究发现，政府颁布的消费者购置补贴可以在短期内提升消费者对新能源车的购买动机，但对充电基础设施的投资有负面作用，当购置补贴比较高的时候，反而会损害新能源汽车的推广所，而政府对基础设施投资的补贴或鼓励，长期能提升新能源汽车的市场化和产业发展。.二、最优补贴政策研究。我们总结了最佳补贴策略遵循“三明治规则”，即当基础设施建设成本较高或很低时，仅提供消费者购置补贴是最佳的政府策略。但是，如果成本在中等范围内，则最好同时提供者两种。我们分析了不同的因素对最优补贴策略的影响，包括：汽车生产成本、基础设施投资、二手市场交易、 消费者有限理性行为等。.三、新能源基础设施布局优化研究。我们构建了非线性混合整数运筹优化模型，利用排队网络模型描述电动汽车在城市内的运行过程，以充电设站的选址、车辆再平衡调度、充电策略等作为决策变量。我们提出该模型的上界跟下界，利用混合整数二阶锥规划对原问题进行近似求解，得到最优设施布局方案。 我们分析了在共享模式下，提升电池容量、降低运营成本、研发快速充电桩等对新能源汽车推广使用、共享模式的运营收益、基础设施布局的影响。同时，我们研究了不同的城市结构下，比如分散型、集中型等，最优的基础设施布局结构。