基于層次分析法的高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)及不確定性研究

柏青

(河海大學(xué)，江蘇 南京 210044)

0 引言

從20 世紀(jì)90 年代起，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施對(duì)公路網(wǎng)絡(luò)的全面升級(jí)計(jì)劃。高速公路作為一類高等級(jí)高質(zhì)量項(xiàng)目，在公路網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)極其重要的地位。“十二五”規(guī)劃指出，到2015 年年末，預(yù)計(jì)10 萬(wàn)km 的國(guó)家高速公路網(wǎng)主干線將基本建成。在高速公路快速發(fā)展的背景下，我國(guó)高速公路項(xiàng)目吸引了國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)參與到項(xiàng)目的建設(shè)中來(lái)。此外，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)企業(yè)實(shí)力的增強(qiáng)和自身發(fā)展的需要，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)積極參與到國(guó)際高速公路項(xiàng)目的建設(shè)中。

高速公路項(xiàng)目在為建設(shè)方創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也存在許多風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素。因此，本文建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型來(lái)研究高速公路項(xiàng)目存在的風(fēng)險(xiǎn)，并驗(yàn)證該模型的適用性。

1 高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素的識(shí)別

Dias 和Ioannou［1］指出，項(xiàng)目融資時(shí)需要識(shí)別和分析項(xiàng)目不同階段的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素。一些學(xué)者對(duì)項(xiàng)目融資風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類和定義，得出風(fēng)險(xiǎn)分配是項(xiàng)目融資擔(dān)保獲得成功的關(guān)鍵。識(shí)別可能的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源在項(xiàng)目管理過(guò)程中尤為重要，因?yàn)樗试S各方認(rèn)識(shí)到項(xiàng)目中不確定性的存在，由此，可以分析其潛在影響，并采用適當(dāng)?shù)牟呗詠?lái)緩解。根據(jù)已有的文獻(xiàn)資料和高速公路建設(shè)專家們的意見(jiàn)，本文將從宏觀(企業(yè)管理層級(jí))和微觀(項(xiàng)目管理層級(jí))兩個(gè)層次來(lái)討論這些潛在的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素［2］。以下Level 1、Level 2、Level 3 分別表示層次分析法研究對(duì)象的第一、二、三層的具體內(nèi)容。

1.1 宏觀(企業(yè))層面風(fēng)險(xiǎn)及其子風(fēng)險(xiǎn)

在宏觀層面(Level 1)，主要存在四種風(fēng)險(xiǎn)類型，分別是:金融風(fēng)險(xiǎn)、政治風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)和文化風(fēng)險(xiǎn)(Level 2)。

(2)政治風(fēng)險(xiǎn)包括政權(quán)影響力以及與周邊國(guó)家或地區(qū)的關(guān)系(Level 3)。如果政權(quán)不穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)就會(huì)波動(dòng)，從而導(dǎo)致材料、設(shè)備、勞動(dòng)力價(jià)格和可獲得性的波動(dòng)。

(3)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)包括當(dāng)前和未來(lái)的市場(chǎng)容量和競(jìng)爭(zhēng)者(Level 3)。市場(chǎng)容量小，競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)激烈，失去項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)加大，反之亦然。大量的競(jìng)爭(zhēng)者加大了項(xiàng)目中標(biāo)的難度，因此，風(fēng)險(xiǎn)與競(jìng)爭(zhēng)者的數(shù)量直接相關(guān)。

(4)文化風(fēng)險(xiǎn)也是高速公路建設(shè)項(xiàng)目的一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)，如果企業(yè)與項(xiàng)目利益相關(guān)者溝通不善(Level 3)，將損失很多特權(quán)，從而增加了成本，并導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)增加。

1.2 微觀(項(xiàng)目)層面風(fēng)險(xiǎn)及其子風(fēng)險(xiǎn)

在微觀層面(Level 1)，有許多種類的風(fēng)險(xiǎn)，主要包括:新型技術(shù)應(yīng)用、合同和法律問(wèn)題、資源、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量和其他風(fēng)險(xiǎn)等(Level 2)。

(1)在過(guò)去十年里，新型技術(shù)普遍應(yīng)用于高速公路建設(shè)領(lǐng)域。技術(shù)的轉(zhuǎn)移和實(shí)現(xiàn)，以及先進(jìn)技術(shù)的保留是其重要組成部分(Level 3)。高速公路建設(shè)企業(yè)不應(yīng)用這些新興技術(shù)將損失大量機(jī)會(huì)，而且也會(huì)增加項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)很多高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自于合同糾紛和法律問(wèn)題(Level 3)，因?yàn)楹贤写嬖诖罅康姆蓷l款，并且很難管理。除了問(wèn)題爭(zhēng)端解決條例外，潛在的合同糾紛和索賠(Level 3)都受制于國(guó)家法律，這加劇了合同管理的難度。

(3)資源(材料、勞動(dòng)力、設(shè)備)也是高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的主要來(lái)源。熟練技工短缺、特種設(shè)備難求以及材料供應(yīng)延遲(Level 3)都需要小心管理，只有這樣才能緩解資源風(fēng)險(xiǎn)。

西方文明發(fā)展演進(jìn)邏輯是生產(chǎn)力發(fā)展的結(jié)果，受到西方歷史條件、地緣條件和文化傳統(tǒng)的影響。中國(guó)文明自信演進(jìn)邏輯也是生產(chǎn)力發(fā)展的結(jié)果，也受到中國(guó)歷史文化傳統(tǒng)和地緣條件的影響。二者不是天然對(duì)立的，而是人類社會(huì)發(fā)展演進(jìn)的邏輯展開(kāi)。

(4)設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)包括設(shè)計(jì)延遲、錯(cuò)誤、返工、訂單改變，以及不可預(yù)見(jiàn)的不利條件(Level 3)。

(5)施工階段的風(fēng)險(xiǎn)有項(xiàng)目經(jīng)理的技能，項(xiàng)目的安全性，以及由于業(yè)主、分包商或者顧問(wèn)導(dǎo)致的延遲等(Level 3)。

(6)材料和工藝的質(zhì)量(Level 3)也是影響高速公路項(xiàng)目建設(shè)的主要因素。

(7)天氣條件和物理?yè)p傷(Level 3)也會(huì)增大項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響勞工和設(shè)備的生產(chǎn)率，從而增加項(xiàng)目工期和費(fèi)用。

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的建立

根據(jù)前述的風(fēng)險(xiǎn)因素，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)(R)指數(shù)模型來(lái)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目的影響。該模型根據(jù)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素，提供了一個(gè)可靠一致的方法來(lái)評(píng)估項(xiàng)目的潛在風(fēng)險(xiǎn)，排列其優(yōu)先級(jí)，并能為企業(yè)在高速公路項(xiàng)目的選擇上提供建議。R 指數(shù)模型由兩部分構(gòu)成:風(fēng)險(xiǎn)和子風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重，以及它們的影響得分。使用層次分析法來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重，而影響得分則采用效用函數(shù)或模糊邏輯方法進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)比較R 指數(shù)模型的結(jié)果和高速公路建設(shè)專家的整體評(píng)價(jià)，來(lái)對(duì)這一模型進(jìn)行驗(yàn)證。R 指數(shù)模型有三層結(jié)構(gòu)(含宏觀和微觀)，后兩層為主要的風(fēng)險(xiǎn)和子風(fēng)險(xiǎn)。R 指數(shù)模型用以下的模型(1)和模型(2)表示

式中，Rk表示高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，k=1 指宏觀層面，k =2 指微觀層面;Wi表示用特征值的方法計(jì)算的每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)i 的權(quán)重;Ei(xi)表示每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)(xi)的影響得分;xi表示不同風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)i，i=1，2，3，…，n，n 表示風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的數(shù)量。

這個(gè)模型是在Zayed，Chang［3］以及Zayed，Halpin［4］研究的基礎(chǔ)上建立的。每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的總體貢獻(xiàn)是用它的影響得分Ei(xi)乘以組合權(quán)重Wi。模型中的xi用來(lái)表示子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的影響得分Ei(xi)表示一個(gè)特定的高速公路項(xiàng)目中風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)績(jī)效水平的一維值。一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的分解權(quán)重Wi反映了它相對(duì)于其他風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的重要性，而不考慮任何特定的高速公路項(xiàng)目。

確定一維風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的影響得分Ei(xi)，需要評(píng)估給定項(xiàng)目的第i 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的績(jī)效水平xi，然后使用值函數(shù)Ei(xi)將它轉(zhuǎn)化為一個(gè)等價(jià)的影響得分。由于可用的宏觀和微觀風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)本質(zhì)上是定性的，因此第一步是風(fēng)險(xiǎn)度量——評(píng)估給定的項(xiàng)目對(duì)給定的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)i 是如何判斷的;第二步是偏好度量——將定性操作轉(zhuǎn)化為一維影響得分(從0 ～1)，其結(jié)果取決于分析人員的偏好和判斷。

風(fēng)險(xiǎn)和子風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重通過(guò)以下步驟來(lái)獲得［5］:首先，高速公路項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)采用成對(duì)比較的方式進(jìn)行。專家評(píng)估所有宏觀和微觀的風(fēng)險(xiǎn)和子風(fēng)險(xiǎn)因素，為每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素針對(duì)其他風(fēng)險(xiǎn)因素(也包括本身)估計(jì)一個(gè)相對(duì)重要權(quán)重。其次，采用特征值的方法計(jì)算每個(gè)判斷矩陣的特征向量(權(quán)向量)Wi。最后，將每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的權(quán)重Wi應(yīng)用于Rk模型中。

3 高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)模型的應(yīng)用

通過(guò)向高速公路專家發(fā)放問(wèn)卷來(lái)收集數(shù)據(jù)，共收集到4 份有效問(wèn)卷。每個(gè)專家都為每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素針對(duì)其他風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了評(píng)估(成對(duì)比較)。同時(shí)，在考慮項(xiàng)目特征的情況下，依據(jù)個(gè)人判斷，以1.0 為滿分對(duì)該高速公路項(xiàng)目整體的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)(整體評(píng)估)。該整體評(píng)估用來(lái)驗(yàn)證所開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)模型R。R 指數(shù)模型由以下兩部分Wi和Ei(xi)決定。

3.1 Ei (xi)決定項(xiàng)

將收集的數(shù)據(jù)分析處理，得到高速公路項(xiàng)目潛在風(fēng)險(xiǎn)因素的影響得分。表1、表2 列出了專家對(duì)高速公路項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的主觀評(píng)估(根據(jù)操作量表中1-9 的標(biāo)度打分)以及它們的平均影響得分。在宏觀層面的風(fēng)險(xiǎn)因素中，外國(guó)管理者與當(dāng)?shù)爻邪痰幕?dòng)關(guān)系(IMWLC)在A，B，C，D四個(gè)項(xiàng)目中分別得到了0.3，0.45，0.48 和0.38的最高分，而且其平均影響得分也最高。在微觀層面的風(fēng)險(xiǎn)因素中，合同糾紛，材料供應(yīng)延遲，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和返工，以及訂單變更均獲得了0.4 的平均影響得分;而天氣條件、安全性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的影響較小(平均影響得分為0.1)。

表1 宏觀層面子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)影響得分

表2 微觀層面子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)影響得分

3.2 Wi決定項(xiàng)

通過(guò)從專家收集到的成對(duì)判斷矩陣，比較了每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素與其他風(fēng)險(xiǎn)因素(包括本身)的相對(duì)重要性。本文共收集到了24 組成對(duì)矩陣(每個(gè)項(xiàng)目收集到了6 組不同維度的矩陣)，如表3所示。首先，列出了不同項(xiàng)目的不同矩陣維度和一致性指數(shù)(CI)，使用Matlab 數(shù)學(xué)軟件得到了每個(gè)判斷矩陣的特征值。其次，根據(jù)最大特征值計(jì)算得出一致性指數(shù)(CI)。查表可知不同維度下，矩陣的隨機(jī)一致性指數(shù)(RI)，用CI 的值除以RI 的值，可以得到一致性比率(CR)。CR ＜0.1，表明矩陣具有一致性，此判斷矩陣能被接受，而由此得出的特征向量也能被接受。判斷矩陣的特征向量，即為權(quán)向量，代表了每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素相對(duì)于其他風(fēng)險(xiǎn)因素(包含本身)的相對(duì)權(quán)重，其權(quán)重之和為1.0。每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的平均權(quán)重就是R 指數(shù)模型中的Wi。

表3 判斷矩陣CI、CR 計(jì)算結(jié)果

3.3 R 指數(shù)決定項(xiàng)

以項(xiàng)目A 為例，首先計(jì)算宏觀層面各子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù):根據(jù)式(1)，將每一風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)權(quán)重分別乘以相對(duì)應(yīng)的子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)權(quán)重，得到分解權(quán)重Wi，再乘以該子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的影響得分Ei(xi)，就得到了這一子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。由此，計(jì)算可得子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng) CMR、CER、CED、IMP、HNC、IMWLC、CMV、FMV 的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)依次分別為0.014 0、0.011 5、0.008 5、0.023 2、0.046 4、0.014 5、0.033 1、0.008 0。求和得到A 項(xiàng)目宏觀層面的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R1=0.193 0。再以相同的方法，計(jì)算得到微觀層面子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)TTI、RTA、PCDC、 DSFL、 SSW、 ASE、 DMS、 DDRA、DDER、 WCO、 DMCS、 UAGC、 BQM、 BQW、PM、TPD、SAF、WNCD、PD 的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)依次分別為 0.024 3、0.004 0、0.028 1、0.007 0、0.021 2、0.010 1、0.020 0、0.008 8、0.011 7、0.006 5、0.004 4、0.003 6、0.010 0、0.013 4、0.002 5、0.003 7、0.000 9、0.009 1、0.003 6。求和得到項(xiàng)目A 微觀層面的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R2=0.193 0。最后根據(jù)式(2)，則項(xiàng)目A 的R 指數(shù)值就是0.030 7 (3.07%)。其他的B，C，D 項(xiàng)目均以相同的方式計(jì)算，圖1a 和圖1b 就是根據(jù)所有項(xiàng)目的子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的R1和R2值繪制出的折現(xiàn)圖。從圖中可以看出，項(xiàng)目D 的目前市場(chǎng)容量和項(xiàng)目C的與周邊國(guó)家或地區(qū)的敵對(duì)關(guān)系都屬于較高的風(fēng)險(xiǎn)，而技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合同糾紛和熟練技工短缺在所有項(xiàng)目中都是較高的風(fēng)險(xiǎn)因素。將R1和R2相乘，得到了四個(gè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R，將其繪制成圖2。從圖2 可以看出項(xiàng)目C 具有最高的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(R=8.15%)，項(xiàng)目A 的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最低(R =3.07%)，所有項(xiàng)目的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為5.33%。

4 模型的驗(yàn)證過(guò)程

聚合效度被用來(lái)檢測(cè)所設(shè)計(jì)的模型，并驗(yàn)證其預(yù)測(cè)高速公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的穩(wěn)健性。根據(jù)專家對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目的整體評(píng)估，將模型結(jié)果和這個(gè)整體評(píng)估值使用模型(3)的因素檢測(cè)法進(jìn)行比較

式中，TF 是檢測(cè)因素;RMR 是風(fēng)險(xiǎn)模型計(jì)算結(jié)果;RHE 是風(fēng)險(xiǎn)整體評(píng)估值。

經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目A、B、C、D 的TF 值分別為79.2%、106.7%、96.4%、89.5%，四 個(gè) 項(xiàng) 目的平均TF 值為93.3%。圖3 是所開(kāi)發(fā)的模型結(jié)果和整體評(píng)估(平均值，平均值+標(biāo)準(zhǔn)差，平均值-標(biāo)準(zhǔn)差，模型評(píng)估值)的對(duì)比情況。從圖3可以看出，所開(kāi)發(fā)模型的計(jì)算結(jié)果在整體評(píng)估平均值±標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)，這表明模型結(jié)果和整體評(píng)估的平均值很接近。從而可以認(rèn)為，所開(kāi)發(fā)的模型在很大程度上是合理適用并且穩(wěn)健的，其計(jì)算結(jié)果和專家的經(jīng)驗(yàn)高度吻合。因此，建議將所開(kāi)發(fā)的模型概念用于未來(lái)高速公路項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

圖3 模型驗(yàn)證圖

5 R 指數(shù)的意義

從風(fēng)險(xiǎn)的角度來(lái)看，所開(kāi)發(fā)的指數(shù)模型可以用來(lái)優(yōu)化高速公路建設(shè)項(xiàng)目。例如，如果一個(gè)企業(yè)打算推進(jìn)四個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)，R 指數(shù)將為它們的選擇提供一個(gè)參考值。一方面，由于R 指數(shù)代表的是與項(xiàng)目相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，因此，R 指數(shù)值越低，項(xiàng)目等級(jí)越好。四個(gè)項(xiàng)目按照風(fēng)險(xiǎn)來(lái)排優(yōu)先級(jí)分別為:A，D，B 和C;另一方面，通過(guò)子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的R 指數(shù)也可以識(shí)別哪些因素對(duì)項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生較大影響。因此，高速公路建設(shè)企業(yè)就能靈活地根據(jù)項(xiàng)目工作量和必要性選擇合適項(xiàng)目，并為項(xiàng)目中潛在的高風(fēng)險(xiǎn)因素做出合理的規(guī)劃與管理。

6 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)(R)指數(shù)模型用以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:識(shí)別并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和不確定性因素，以及由此優(yōu)化高速公路建設(shè)項(xiàng)目。基于風(fēng)險(xiǎn)的角度，為高速公路建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際開(kāi)展提供了一個(gè)可行的研究工具，包括風(fēng)險(xiǎn)及其子風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的模型，以及量化定性因素的方法。開(kāi)發(fā)的模型被應(yīng)用于四個(gè)案例研究(項(xiàng)目A ～D)，并且模型計(jì)算的結(jié)果得到了專家整體評(píng)估的驗(yàn)證，證明了其在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性(平均TF 值為93%)。因此，所開(kāi)發(fā)的模型可以基于風(fēng)險(xiǎn)來(lái)給高速公路項(xiàng)目排序，以幫助企業(yè)決定哪個(gè)項(xiàng)目更具優(yōu)先級(jí)，并能幫助識(shí)別所選擇的項(xiàng)目本身存在的各種潛在風(fēng)險(xiǎn)影響的大小。

［1］ Dias A，Ioannou P. Company and project evaluation model for privately promoted infrastructure projects ［J］ . Constr. Eng.Manage，ASCE，1996，122 (1):71-82.

［2］ 何文炯. 風(fēng)險(xiǎn)管理［M］ . 大連:東北財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社，1999:22-28.

［3］ Zayed TM，Chang LM. Prototype model for build operate transfer(BOT)risk assessment ［J］ . Manage. Eng. ASCE，2002，18 (1):7-16.

［4］ Zayed TM，Halpin DW. Quantitative assessment for piles productivity factors ［J］. Constr. Eng. Manage，ASCE，2004，130 (3):405-414.

［5］ 崔鋼，黃玨. 高速公路改擴(kuò)建工程定額測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)選方法［J］. 項(xiàng)目管理技術(shù)，2013 (6):37-42. PMT