基于灰色AHP的水利工程項目投資風險分析

葉智峰

(河海大學 水利水電學院，江蘇 南京211100)

水利工程項目是既利國又利民的國家重要基礎設施，但它投資額巨大、工期長、技術復雜，項目投資過程中不確定性因素非常多，因此存在著由多種風險因素引起的巨大風險，準確有效的項目投資風險評估對項目投資風險管理起著至關重要的作用。目前，風險分析方法已被廣泛應用于水利水電工程領域，例如吳澤寧等引入模糊事件和模糊概率，提出基于模糊不確定性的水電工程項目投資風險評價指標及分析方法［1］;楊敬飚運用層次分析法分析了洪江水電工程建設風險［2］;付金強采用蒙特卡羅方法進行項目結構分解(WBS)，對項目投資風險及其指標進行分析評價［3］;彭餛等采用模糊層次分析法對巴基斯坦DuberKhwar水電項目進行風險評價［4］。除此之外，BP神經網絡法［5］、最大熵法等也應用于水電項目投資風險分析中。考慮到常用方法的不足，及水利項目風險的復雜性和模糊性，本文運用定性分析與定量分析結合的思想，提出基于AHP的灰色風險分析模型，并利用此模型對水電工程投資風險進行綜合評價。

1 風險評估指標體系的建立

1.1 項目風險識別

水利水電工程項目投資周期內存在著多種風險因素，本文采用根據風險成因的分類方式，將水電工程項目投資風險因素歸納為6大類，即自然風險、經濟風險、政治風險、技術風險、組織與管理風險、招投標風險。

(1)自然風險:水利水電工程項目所在位置往往地質構造復雜，地形陡峻高差大，當前地址勘探技術難以精確反映地址實際情況，同時水電工程建設往往是在水下作業，受水文、氣候變化影響大。除此之外同時自然的不可抗力，包括泥石流、暴風雨、洪澇災害、雷擊等也會造成施工難度大，而引起工期延長增加投資等風險。

(2)經濟風險:水利水電工程項目投資金額少則數百萬元，多則上千億元。投資過程往往經歷幾年甚至幾十年，如此大的投資規模和歷時長的投資過程，社會經濟條件發生變化的可能很大，包括通貨膨脹風險、利率變化、償還期限風險、融資信用風險、物價波動等風險。

(3)政治風險:主要指由于戰爭、內亂引起的政治風險及由于國家或地方法律和政策的變更而給水利水電項目投資帶來的風險。政治風險的發生會引起一系列其他風險的發生，是項目投資中最大的一種風險，尤其是在國際工程項目中。

(4)技術風險:它是伴隨科技發展而來的風險，由于理論研究水平所限，對技術標準的選擇、計算模型的選擇、安全系數的確定等方面出現偏差而形成的風險。如設計風險，涉及項目選址風險、工程地質勘測風險、水文調查分析風險以及設計質量風險等;施工質量風險，如泄洪消能、地下廠房的施工質量等。技術風險一般貫穿水利水電工程項目的整個生命周期。

(5)組織與管理風險:在水電工程投資活動過程中，因為管理和組織不善，如施工質量達不到要求、材料供應不足、設計與承包商配合不夠、人員組織協調不到位等均會影響水利水電工程的進度、質量和投資。

(6)招標風險:按照工程階段可分為設計招標風險、材料設備招標風險、施工招標風險，各階段中的設計風險包括有招投標制度未嚴格執行、虛假招投標、投標行為不規范、低價中標隱患、工程保險和擔保制度不健全等造成的風險，這些風險都將影響整個項目的投資和綜合效益。

1.2 項目風險指標體系構建

根據以上風險識別的結果，在總結前人的研究基礎上，設計了水利水電工程項目的投資風險指標體系(見表1)，客觀地反應了水利水電工程項目投資風險的內涵。風險因素集C標示水利水電工程項目整體風險，其中包含6個風險源，分別為C1自然風險、C2經濟風險、C3政治風險、C4技術風險、C5組織與C6管理風險和招標風險，22個子風險源，分別為C11水文變化風險、C12地形地質條件風險、C13氣候變化風險、C14不可抗力風險、C21利率變化風險、C22通貨膨脹風險、C23財務風險、C24償還期限風險、C25融資信用風險、C31戰爭和內戰風險、C32政策法律變更風險、C33移民風險、C34行政性風險、C41設計質量風險、C42施工風險、C43制造工藝風險、C44原材料風險、C51項目控制風險、C52經營管理風險、C61設計招標風險、C62施工招標風險、C63材料設備招標風險。

2 AHP灰色綜合評價模型

影響水利水電工程項目投資風險的因素大多都是模糊的，評價體系的構建難以排除許多個人情感因素，因此本文運用AHP與灰色系統理論相結合的方法構建評價模型。

2.1 利用AHP確定指標的權重

利用層次分析法，即通過專家或項目管理者對每項風險因素相對重要性給出判斷，對各層風險因素進行兩兩比較，建立判斷矩陣，然后利用方根法進行一致性檢驗。假設求得的一級指標的權重為:A=(a1，a2，…，an)，且ai＞0，Σni=1ai=1;二級指標權重Ai=(ai1，ai2，…，aim)，且aim＞

2.2專家打分建立樣本矩陣

將水利水電工程項目投資風險二級指標定性描述成5個分值段:{高風險，較高風險，一般風險，較低風險，低風險}，對應賦值為:{5，4，3，2，1}。最后，組織q位專家打分，將結果整理后得到一個評價樣本矩陣

2.3 確定灰類的評價標準

由于本文中的指標為定性指標不便于分析，所以通過制定評分等級標準實現定性到定量的轉化。將灰類分為5個等級，用e來表示，分別對應“高風險”、“較高風險”、“一般風險”、“較低風險”、“低風險”，由此得到相應的白化權函數如下:

第一灰類—高風險(e=1)，灰數?1∈(5，+∞)，白化權函數=f1

第二灰類—較高風險(e=2)，灰數?2∈(0，4，8)，白化權函數=f2

第三灰類—一般風險(e=3)，灰數?3∈(0，3，6)，白化權函數=f3

第四灰類—較低風險(e=4)，灰數?4∈(0，2，4)，白化權函數=f4

第五灰類—低風險(e=5)，灰數?5∈(0，1，2)，白化權函數=f5

2.4 計算各級指標灰色評價權向量和權矩陣

(2)一級評價指標灰色權矩陣計算。利用公式Di=A·Ri計算出一級評價指標灰色權向量Di，從而得到一級評價指標灰色權矩陣R=(Di)i×5，其中i=1，2…，m。

(3)由公式D=A·R=(b1，b2，b3，b4，b5)計算出項目綜合評判灰色權矩陣。

2.5項目風險綜合評價

由于得到的權矩陣無法直接用來評判項目投資的風險大小，此時可將B單值化，對各灰類等級進行賦值，得到值化向量:G=(g1，g2，g3，g4，g5)=(5，4，3，2，1)，并與權矩陣相結合來進行評判，即計算受評價格項目的綜合評價值T=D·GT。除此之外，還可根據以上計算出的一級評價指標和二級評價指標的灰色權向量，結合值化向量E，計算各風險源的綜合評價值，來評估各風險源的風險情況，同時可以判斷項目的主要風險來源。

3 實證分析

W工程項目是一座位于我國西南省份的水利樞紐工程項目，建立水利工程投資風險因素指標體系，具體評估過程如下:

(1)通過整理調查問卷和專家意見，得到各因素的重要性程度的順序，建立兩兩判斷矩陣，確定一級指標C={C1，C2，C3，C4，C5，C6}的權重向量A=(0.142，0.067，0.314，0.312，0.092，0.073)，各二級指標的權重向量:A1=(0.302，0.498，0.06，0.14);A2=(0.094，0.457，0.032，0.15，0.267);A3=(0.1，0.236，0.575，0.089);A4=(0.576，0.227，0.117，0.08);A5=(0.42，0.58);A6=(0.117，0.56，0.323)。

(2)組織30位專家為各項二級指標風險程度打分，整理得到灰色評判矩陣。根據灰色評判矩陣以及灰度分類、對應的白化全函數進行計算，得到各項二級指標的灰色權向量rij，根據Ri=(rij)ni×5整理得以下灰色權矩陣:

(3)根據公式Di=A·Ri計算出一級評價指標灰色權矩陣:

綜合評價值T=D·GT=(0.182，0.228，0.284，0.266，0.038)(5，4，3，2，1)T=3.24

(5)結果分析

由 AHP 得到的權重向量 A=(0.142，0.067，0.314，0.312，0.092，0.073)，可知政治和社會風險、技術風險是該項目投資風險的主要來源，其次是自然風險、組織與管理風險、招投標風險、經濟風險。而根據二級指標權重可知，在政治風險中的幾項風險因素中，移民風險是政治風險的主要來源，主要是因為水電工程移民搬遷安置過程中涉及利益相關者很多，利益關系復雜，移民工作中政府面臨著復雜巨大的系統失穩的風險，如遇到大規模突發性移民群體性事件還可能導致系統癱瘓［6］。這種不確定性導致水利水電工程項目投資風險的急劇增加。在技術風險的幾項風險因素中，設計質量風險是主要風險來源，這是因為水電工程設計是工程項目建設的基礎和核心，工程的主要質量情況由設計方案確定并且不可逆轉，同時設計質量問題往往具有潛伏期長、事故發生突然和生命財產損失巨大等特點［7］，所以設計質量風險是整個工程投資風險評估必須要重點關注的一個風險源。

由AHP灰色綜合評價結果來看，綜合評價值為3.24，該項目總體風險一般。評價結果表明投資者若投資該項目，仍需有較強的風險管理意識，加強風險的事前控制，采取積極有效的預防措施為實現項目的投資收益預期目標提供保障。將各項一級指標和二級指標的灰色權向量通過向量G單值化，可知該項目自然風險的評價值為3.56，其中地形地質條件風險評價值為3.66，且權重為0.498，雖然自然風險不是權重最大的風險源，但是由于項目建設地址地形地質構造復雜，風險較大，因此在項目建設過程中，需進行認真細致的地質勘探，系統的研究地質條件，評估地形地質風險。政治風險評價值為3.15，戰爭和內戰風險評價值為2.66，雖然是政治風險是權重最大的風險源，但是由于當地政治局勢較為穩定，風險一般，但是其中移民風險評價值為3.24，同時又是權重最大的風險源，在投資過程中，仍然需要積極關注政府移民政策，緊密配合政府開展移民工作，重視移民風險管理。

4 結論

實例分析結果表明，運用基于灰色AHP的綜合評價模型對水利水電工程進行投資風險評價，可根據AHP得到的指標權重，了解項目風險的主要來源;根據灰色理論計算得到的綜合評價值可評估項目的整體投資風險，同時，通過計算各項風險源的綜合評價值，可確定不同風險源的風險大小。評價結果能夠為決策者提供依據，并且方便風險管理者有針對性的進行風險管理，對一些發生概率大的風險提前做好風險預案。總上所述，

基于灰色AHP的綜合評價模型能夠為水利水電工程項目投資風險決策和風險管理提供有力的理論支持。

［1］吳澤寧，索麗生，王海政.水利水電項目經濟風險的模糊分析方法［J］.河海大學學報，2003，31(3):276－280.

［2］楊敬飚.五凌水電項目建設風險管理研究［D］.湖南:湖南大學，2003.

［3］付金強.基于蒙特卡羅方法的水電工程投資風險分析及其應用［D］.天津:天津大學，2005.

［4］彭餛，強茂山.模糊層次分析法在DuberKhwar項目風險評價和投標決策中的應用研究［J］.水力發電學報，2004，23(3):44 －50.

［5］黃偉杰，劉曉平，李 軍，等.基于BP網絡的水利工程投資風險評價［J］.長沙理工大學學報，2004，1(2):34－35.

［6］侯建剛.水利水電工程移民風險評價與控制研究［D］.湖北:武漢理工大學，2011.

［7］邵等玲.工程項目設計風險控制［J］.鐵路工程造價管理，2009(3):25－26.