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我国棚户区改造自2007年在全国范围内实施以来,取得了巨大的成果,截至2015年底,全国共改造各类棚户区住房2681万套。在过去“政府主导、市场运作”的棚户区改造模式下,社会资本发挥着重要的作用,但是,随着国内经济形势的变化,尤其是房地产市场的变化,导致目前正在实施的以社会资本作为投资主体的城市棚户区改造项目面临资金短缺的问题。针对这一问题,文章提出政府部门投入棚户区改造资金与社会资本方共同持股(即PPP模式)对棚户区进行改造的解决办法。针对PPP实践应用过程中政企双方普遍存在收益分配的问题,文章运用博弈论中的Shapley值法建立了PPP模式下城市棚户区改造项目的收益分配模型,以促进政企合作,使项目能顺利实施。首先,文章通过分析目前棚户区改造的现状和问题,得出目前社会资本方投资的棚户区改造项目面临资金短缺的问题,并提出应用PPP模式加以解决;在分析PPP模式和城市棚户区改造相关理论和政策的基础上,得出PPP模式运用到城市棚户区改造项目是可行的。其次,根据利益相关者理论确定了PPP城市棚户区改造项目的核心利益相关者为政府部门、社会资本方、棚户区居民和项目公司;通过分析核心利益相关者的利益诉求确定了收益分配主体为政府部门和社会资本方;分析了PPP棚改项目合作联盟形成的条件和PPP棚改项目的收益增值过程,认为政企双方能够形成合作联盟,联盟的形成可以解决社会资本方资金短缺的问题,且政企双方的合作策略是合作博弈问题,可以用博弈论模型求解。最后,通过对常用的收益分配方法进行比较,认为Shapley值法运用到PPP项目收益分配具有优势;文章构建了基于Shapley值法的PPP城市棚户区改造项目收益分配模型,在对模型进行评价的基础上,提出将影响收益分配的投资比例、风险分担比例、合同执行度、合作性四个修正因子考虑进来,利用TOPSIS方法确定综合修正系数对Shapley值进行修正以完善模型。最后对修正模型进行了算例分析,结果表明该模型的应用更能体现公平性和效率性,能够促进政企双方的合作。