基于信息熵理論的水利工程風險評估應用分析

田 波

（吉林省水利防汛搶險大隊，130022，長春）

水利工程項目風險是指在整個項目周期中可能會對項目進度、環境、項目雙方利益等產生不良影響的事件，該類事件的發生會造成社會效益、環境效益以及經濟效益一方面或多方面的損失。水利工程項目與其他工程項目相比，除不確定性、危害性以及破壞性等共性特點外，還具有其自身獨有的特點，具體表現為水利工程專業性強、風險源多及監管困難等多個方面。以某水利樞紐工程為例，采用信息熵理論對水利工程項目風險源進行識別評估，并有針對性地提出水利工程風險控制的措施。

一、水利工程風險因素分析

水利工程項目的風險管控遵循以下關系，如圖1所示。

圖1 水利工程風險管控關系圖

水利工程風險識別為風險管控流程中的起始環節，是指利用相關工作人員的理論知識，對項目中潛在的包含財產損失、人身損害等在內的風險進行判斷的過程，風險識別也是風險管控的前提。實際工程的風險識別常用方法包括核對表法、頭腦風暴法、流程圖法、德爾菲法、情景分析法、敏感性分析法、工作分解結構法、事故樹分析法等，而對應的水利工程項目風險識別的對象則主要分為管理、經濟、技術、環境等四個方面。綜合采用德爾菲法與情景分析法等方法對某水利樞紐工程項目現場進行風險識別，得出如圖2所示的項目風險因素識別結構圖。

圖2 某水利樞紐項目風險因素識別結果

二、水利工程項目風險評價

1.水利工程項目風險評價現狀

將風險評價機制應用于水利工程項目的管理，在國外已擁有較為成熟的體系，但是針對國內水利工程項目風險評價實施仍存在不足。

（1）風險評價理論體系不健全

我國目前尚無系統的水利工程風險評價理論，針對風險評價的指導力度嚴重不足且多是照本宣科地參照國外評價理論，未全面考慮我國的實際國情面。尤其對于一些中小型水利工程的風險評價理論及手段簡陋，導致工程事故風險未能有效識別評估進而引發工程事故。

（2）風險管理意識薄弱

目前，水利工程風險管理意識普遍薄弱，基層工程管理和技術人員風險管控隨意性強，在許多水利工程項目中，風險管理僅僅是作為應對上級檢查的手段，相應工程人員缺乏責任心和風險管理的專業知識，忽視風險管理對項目順利開展的重要性。

鑒于目前水利工程風險評估中存在的問題，采用適當的評價理論和方法進行風險評價就顯得尤為重要。針對水利工程項目風險的特點，采用信息熵理論對工程項目的風險進行分析與評估。

2.基于信息熵理論的評估模型構建

（1）信息熵理論基本原理

在水利工程各項風險識別結果中，工程管理、經濟、技術以及環境風險等方面均屬于信息源。在項目風險評價過程中所能獲得信息量的多少以及精確度具有不確定性，因此，在實際工程風險評估中采用信息熵理論進行分析，具有提高項目信息準確度及風險評估精度的優勢。在項目風險評價過程中的信息流傳輸過程中，應遵循先將信息輸入集輸入信息處理系統，之后輸出信息輸出集X的流程。信息熵理論的核心內容為確定信息處理系統的函數表達式，在項目風險評估中，X和Y分別代表信息的輸出和輸入端集合。輸入端集合的信息在經過信息處理系統后，其熵值將發生變化。當熵值越大時，表示該事件發生的隨機性越大，采用已經提供的信息所獲取針對該事件的預測精度越小。通常情況下，計算所得指標的熵權與熵值成反比，熵值越小則該評價指標越重要。因此，熵權評價的關鍵即針對被評估對象在整個指標體系內的相對差異性進行評估。

（2）信息熵理論模型構建

采用信息熵理論針對水利工程項目風險進行評價，其最終目標為構建一個完整的評價指標體系，并對各項指標進行權重確定。因此，應首先確定某風險事件 X：｛x1，x2，…，xr｝的先驗概率空間以及權重-概率空間。可由P（X）表示該風險事件客觀發生概率，Q（X）表示該風險事件主觀發生的綜合權重系數，qi表示該風險事件的綜合權重-概率的系數，（wi）k表示相對權重因子，wk表示準則權重因子，wi表示綜合權重因子。

相對權重因子的確定，應首先確定其基本量的相對權重關系表，之后再對模型中各個事件的權重進行表達，其中，相對權重關系可如表1所示。

由表1可以建立關于多評價指標的階方陣。在所有項判斷準則中，準則的重要程度所占比重為wk，并有，進而可求得某風險事件的重要因子。綜上所述，通過計算事件xi在所有事件中所占的比重，即可確定其風險分布，進而確定其在整個風險識別中的風險重要程度。

3.信息熵理論模型應用

針對某水利樞紐項目應用信息熵理論模型，對項目所涉及的風險因子進行評估。風險評估與判斷流程為：確定事件相對權重值表→確定A-Y判斷矩陣并得出各權重系數→依次確定（Yn-X，n=1，2，3，4）判斷矩陣并得出各權重系數→建立概率梯度評價等級→得出評估結論，僅列出該水利樞紐工程A-Y判斷矩陣作為算例進行說明，判斷矩陣表述具體如表2所示。

由A-Y判斷矩陣得出該水利樞紐工程各指標權重如下：w1=0.312 4，w2=0.152 0，w3=0.232 4，w4=0.303 2，并依此類推得出 （Yn-X，n=1，2，3，4）四個判斷矩陣及其相應權重。

4.風險評估結果

依據信息熵模型計算所得各指標權重系數可知，圖2所列x1～x13共13項水利樞紐工程項目識別風險中，合同管理風險、物價波動風險以及施工方案風險此3項風險占據工程總風險的80%以上，在工程風險管控時應當著重注意控制。在工程識別風險中，以合同風險權重最大，應當有針對性地提出合同風險規避的相應措施和詳細方案。

三、項目風險控制措施

水利工程涉及參建單位多，施工難度高，投資額度大，水利建設單位需與多方簽訂相應合同，項目風險因素呈多樣化及不確定性的特征。項目風險管控質量直接影響水利工程的成本控制、質量管控、施工進度控制以及施工安全等方面，因此，依據信息熵理論模型計算所得水利工程風險評估結果，提出針對不同風險特征的項目風險控制措施。

表1 兩事件相對權重值

表2 判斷矩陣

1.管理風險管控措施

水利工程項目總包方與分包商以及采購方在進行項目相關合約的簽訂時，對于潛在的如違約、逾期等風險宜采取規避措施，常見的做法包括：①嚴格審查準入條件，對分包商和采購方資質以及信用記錄進行嚴格審查。②在項目進行實地勘察時，分多次反復進行會導致項目工期以及相應的勘察費用增加，可通過資金儲備的方式來緩沖此類潛在風險帶來的損失。③總包方在進行合同管理時對于合同中模棱兩可的內容應采取相應的風險自留措施，預備好風險應急方案，確保在突發情況下工程能夠順利開展。

2.經濟風險管控措施

水利工程項目的經濟風險主要來源為勞動力、工程材料、施工機械等價格波動造成的施工成本波動。一般情況下可以采取如下措施：①參建單位宜采取風險自留措施，對施工過程中的材料、機械以及勞動力使用進行優化配置，加強成本管控，提出相應的成本節約方案。②參建單位對于匯率波動帶來的經濟風險，同樣可以采取相應的風險自留措施。例如可在合同中規定匯率保值條款來降低相應風險的損害，而資金風險的規避和減緩主要采用第三方擔保等措施。

3.技術風險管控措施

水利工程項目的技術風險規避與減緩可采取如下措施：①參建單位可按照合同規定進行風險轉移，當發生由于技術問題所導致的工期延誤、成本增加等問題時，參建單位應及時分清責任方，并依據合同條款進行索賠。②對于項目采用的新工藝以及新技術，參建單位應當制定詳細的風險預防措施，準備好相應的應急方案，同時，應當對施工人員進行新技術、新工藝的培訓，嚴控施工質量從而降低風險發生的概率。③水利工程工藝操作流程的確定應當經過專家的嚴格評審，方可采用，同時應確保施工材料進場送檢，嚴把施工材料質量關。

四、結 語

水利工程項目風險評估有利于項目施工方與管理方針對風險的有效規避，從而降低風險帶來的損失。采用信息熵理論模型對某水利樞紐工程進行了風險因素的辨識評估，探究了各風險指標的權重風險程度，并有針對性地提出了水利工程項目管理、經濟以及技術風險等主要風險的管控措施，對于水利工程項目的風險評估與控制具有一定指導意義。 ■