基于概率分布的公路工程造價風險因素識別與評估研究

收稿日期：2024-01-24

作者簡介：何森（1991—），男，本科，工程師，從事商務管理工作，

摘要 為研究公路工程建設中存在的不確定性風險因素對工程造價的影響，文章提出了基于概率分布的公路工程造價風險評估的綜合評價模型，并采用該模型對各風險指標進行了關鍵指標評價。研究結果表明：（1）基于概率分布的公路工程造價風險評估，能夠合理地進行造價關鍵指標識別和評價；（2）公路工程造價的關鍵指標中，公路建設、路基環境及工程質量占有重要的影響作用；結合不同可信度，公路工程造價在各風險因素影響下的總成本損失比率落在17.93%～32.06%范圍內。

關鍵詞 公路工程；造價評估；概率分布；風險關鍵指標；成本損失

中圖分類號 TM73文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）11-0171-03

0 引言

隨著我國公路工程的迅速發展，公路工程造價面臨的風險也越來越復雜，這將影響公路工程項目的經濟效益和社會效益。傳統的工程造價風險因素識別和評估方法主要基于經驗和定性分析，難以全面、準確地反映風險的真實情況。為了更準確地識別和評估造價風險因素，該方法通過對歷史數據進行分析，可以更客觀地反映風險因素的概率分布情況，為風險管理和決策提供更科學的依據。

隨著大數據和人工智能技術的不斷發展，王鵬[1]等利用歷史數據和機器學習方法對不同工程項目的造價風險進行了量化評估，為項目管理提供了有力的決策支持。李強[2]等提出了多種基于概率分布的風險評估模型和方法，優化了工程造價的評估過程。盡管基于概率分布的造價風險評估研究已經取得了一定的成果，但如何更準確地識別和量化各種風險因素、如何提高評估模型的泛化能力、如何更好地將概率論評估方法應用于實際工程項目中等問題仍不明確[3-5]。

該文基于概率分布的造價風險因素識別與評估中存在的問題，通過識別影響工程造價的主要風險因素，并分析其概率分布情況，構建基于概率分布的造價風險評估模型，實現風險因素的有效評估；通過實證研究驗證該方法的可行性和有效性，為工程實踐提供指導。

1 公路工程造價風險評估及識別

該文綜合分析了目前公路工程項目造價面臨的狀況，并進一步識別出造成費用損失的主要不確定性指標。提出了公路工程造價不確定性指標的關鍵參數，詳見表1。

2 工程造價風險因素量化與損失估計

2.1 定義風險量

風險量QH是通過將不利事件發生的概率Ai和該事件發生后導致的結果Ei以函數的形式進行表達，即QH=F（Ai， Ei），該文采用風險損失更加敏感的函數關系式（1）來定義風險量：

QH=Ai+Ei+Ai+Ei （1）

式中，Ai——公路工程中的風險因素i出現的可能性；Ei——由于風險因素i引發的造價損失，其計算方法是以超過預算開支的百分比來衡量。因此，Ai和Ei的數值都介于0～1之間。

2.2 單項風險因素的損失估計

基于前述風險量的定義方式，假設了函數M

=f（N1， N2，…， Nx）和其對應的每個參數mi=f（n1i，n2i，

…，nxi）。該文使用隨機數生成器來獲取，由隨機變量組成的集合（M1， M2，…， Mx）其相應的分布值n1i，n2i，…，nmi，按照與N相關的關系公式（2）計算得到函數M的結果m。

mi=f（n1i，n2i，…，nxi） （2）

在進行多次獨立的抽樣模擬（i=1，2，…，m）的過程中，可以得到函數M的一組樣本數值m1，m2，…，mx。當模擬次數達到一定數量時，可以獲得與實際情況相似的函數M的概率分布和特征指標。

針對特定的風險指標，例如不可抗力風險，該文先使用經驗分布方法來設定其發生頻率和可能造成的影響，包括經濟發展變化、政府及行業行為、突發變動等。然后，基于概率分布假設得到不可抗力的風險如何影響公路建設項目總體成本的概率分布情況，模擬結果見圖1。

如圖1可知，在95%的置信水平下，由不可抗力風險要素導致的工程成本超支比例可能達到4.9%～7.1%以上。

2.3 多項造價風險損失的疊加

根據表1中的數據，任何一種單一的風險要素都可能引發成本上的虧損。該文基于各風險因子間互不關聯的假定，使用了并行反應模式來評估多種風險元素對于總投資額的影響程度。設定兩種風險要素T1和T2各自對項目投資風險的影響值為Tk，對應的風險發生的概率分別為A（T1）和A（T2）。然后，該文可以通過把這兩種情況下的概率加在一起得到它們的聯合概率分布：

（3）

根據式（3），設定3 000次迭代作為模擬啟動條件，經計算多個風險要素對于整體建設費用影響的累計合成模擬成果展示見圖2。

從圖2所示的風險分配情況來看，該工程有超過95%的可能避免投資增長超過30%的情況發生，有大約40%能控制新增投資不會超過預期的25%。此外，圖2中還展示了項目的平均成本損失比率（25.5%）、中間值（25.5%）及標準偏差（1.9%）等相關信息，并且基于不同可信度（如0～100%），結合各種風險影響因素后，該文發現項目的總成本損失比率可落在17.93%～32.06%范圍內。

2.4 工程造價風險的關鍵因素識別

依照該研究對風險量的界定，該文可以通過把風險發生的概率A與造成損害的事件E作為X軸和Y軸來繪制圖3（a）顯示的風險量QH的等高線區段。由圖3（b）可以看出，項目的所有單一風險要素的風險水平均小于等高線QH2代表的風險度0.8，而且大部分地方位于QH1=0.5之下，表明這兩個等高線的區間內的點可能表示了項目的主要風險源。

圖3（b）以更為直接的方式展示了各種要素所帶來的風險程度QH，根據風險因子重要性的分類方法，分為六級，分別為Ⅰ（0.9～1.0）、Ⅱ（0.7～0.9）、Ⅲ（0.5～0.7）、Ⅳ（0.3～0.5）、Ⅴ（0.1～0.3）、Ⅵ（0～0.1）。該文把QH值落在0.5到0.8范圍之間因素，定義為工程造價風險的關鍵指標，關鍵指標內的建設依據變化、土層性質及穩定性、工程現場組織、工程質量等風險，是公路工程造價評價的重點關注問題。

3 結論

該研究通過整合各類風險評測技術，提出一種綜合衡量公路建設成本風險的方法，構建了一個從風險識別到風險度量的過程、再到項目投資損耗預測和重要風險因子確定的評估體系，并且以實例證實該評估模式的準確性和實用性，得出以下結論：

（1）公路工程造價風險因素主要有8種類型：不可抗力、企業組織、前期工程調查、公路建設標準、公路路基條件、地下水及溫度氣候、公路建設過程、工程采購消耗。公路建設標準、路基條件及工程建設過程為公路工程造價控制的關鍵因素。

（2）在95%的置信水平下，由不可抗力風險要素導致的工程成本超支比例可能達到4.9%～7.1%以上。

（3）公路工程造價影響因素中的建設依據變化、土層性質及穩定性、工程現場組織、工程質量等風險，是公路工程造價評價的重點關注問題。

參考文獻

[1]王鵬， 陳鵬. 基于機器學習的工程造價風險預測研究[J]. 建筑經濟， 2022（7）： 12-18.

[2]李強， 張靜. 基于概率分布的工程造價風險評估模型研究[J]. 工程管理學報， 2021（1）： 109-114.

[3]劉紅娟， 王婷. 基于模糊數學的工程造價風險評價模型研究[J]. 建筑經濟， 2020（12）： 46-50.

[4]楊俊杰， 李文超. 基于貝葉斯網絡的工程造價風險評估模型研究[J]. 工程管理學報， 2023（1）： 68-73.

[5]羅強， 陳紅霞. 基于多元回歸分析的工程造價風險評估方法研究[J]. 建筑經濟， 2021（5）： 75-79.