楊維俊

（臨滄市臨翔區(qū)水利局 677000）

風(fēng)險(xiǎn)分析在水利工程建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中是一項(xiàng)重要內(nèi)容。水利工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析的實(shí)質(zhì)，就是分析工程的全部風(fēng)險(xiǎn)因素。也就是分析當(dāng)這些風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生變化時(shí)，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)的綜合影響程度。這就需要對(duì)工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行辨別、估計(jì)和評(píng)價(jià)。

1 辨別工程風(fēng)險(xiǎn)因素

水利工程與自然界是緊密相聯(lián)的，涉及因素多、牽涉面廣，因而存在很多的風(fēng)險(xiǎn)因素，有較為明顯的，也有較為隱蔽的。為避免遺漏工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，保證風(fēng)險(xiǎn)分析成果的質(zhì)量，在對(duì)工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，就必須準(zhǔn)確地辨別工程項(xiàng)目中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素。辨別工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素可依據(jù)水利工程項(xiàng)目可分解的特點(diǎn)，將工程項(xiàng)目按類(lèi)別和層次分解成若干個(gè)子項(xiàng)目，找出其中各自存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，然后再進(jìn)行綜合，得出全部的風(fēng)險(xiǎn)因素。

辨別工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，它的準(zhǔn)確程度取決于風(fēng)險(xiǎn)分析人員的判斷能力和工作經(jīng)驗(yàn)。在進(jìn)行工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素分析確認(rèn)時(shí)，為避免失誤，應(yīng)按工程各部分的功能、特征、特點(diǎn)采用“分層劃分”的方式對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解。例如，在辨別水庫(kù)工程項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用的風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)，就可按工程各部分的作用和特征將其分解為主體工程項(xiàng)目和附屬工程項(xiàng)目。主體工程項(xiàng)目又可分解為攔河壩工程、輸水隧道工程、溢流堰工程、電站廠房、機(jī)電設(shè)備、工程運(yùn)輸和管理費(fèi)用等子項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用進(jìn)行考察分析。若認(rèn)為這些子項(xiàng)目還太大，還可進(jìn)一步分解為土石方開(kāi)挖量、混凝土澆筑量、設(shè)備材料價(jià)格、勞動(dòng)力價(jià)格等子小項(xiàng)目。若還不能準(zhǔn)確地辨別出這些子小項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素，那么就對(duì)子小項(xiàng)目再作進(jìn)一步分解，分解成曾小項(xiàng)目，一直分解到工程技術(shù)人員能較為準(zhǔn)確地辨別出工程的全部風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)為止。

2 風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)

風(fēng)險(xiǎn)因素“分級(jí)”就是將工程項(xiàng)目可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素按其對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果的影響程度和可能發(fā)生的幾率進(jìn)行“分類(lèi)”，其目的是為了簡(jiǎn)化計(jì)算。水利工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素一般有很多，因此，若要逐一對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化，則計(jì)算工作很大，有時(shí)還可能出現(xiàn)由于數(shù)據(jù)太多，而使計(jì)算無(wú)法進(jìn)行的情形。事實(shí)上，也沒(méi)有這種必要。因?yàn)楣こ讨写嬖诘母鞣N風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果的影響程度是不同的，有的影響很大，有的影響很小，有的出現(xiàn)幾率很大，有的出現(xiàn)幾率很小，有的甚至可能在計(jì)算期內(nèi)根本不出現(xiàn)。因此，在得出工程可能存在的所有風(fēng)險(xiǎn)因素后,還必須進(jìn)行分級(jí)處理,以減少計(jì)算工作量。一般是可將工程的風(fēng)險(xiǎn)因素分成高、中、低三個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表1）。即將對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果影響較大、出現(xiàn)幾率較多的風(fēng)險(xiǎn)因素定為高級(jí)，次之的定為中級(jí)，再次之的定為低級(jí)。對(duì)高級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素，需逐一加以分析和數(shù)量化；對(duì)低級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素，可不進(jìn)行具體的分析和計(jì)算；對(duì)中級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素，則根據(jù)具體情況而定，有的需要加以數(shù)量化，有的則不需要。

3 風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量化

風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量化是工程風(fēng)險(xiǎn)分析的核心內(nèi)容。風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量化就是將工程的風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布，即確定出其可能的數(shù)值幅域和相應(yīng)出現(xiàn)的概率。各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工程的不確定性影響可以與基本方案的偏離來(lái)表示，即風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)?！帮L(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”形成的方法有很多，按其性質(zhì)來(lái)分，大體可分為“客觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”和“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”兩類(lèi)。

表1 水庫(kù)工程項(xiàng)目一般所含風(fēng)險(xiǎn)因素及其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

“客觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”是依據(jù)現(xiàn)有的資料和數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論計(jì)算出來(lái)的概率分布。“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”則是人們憑自己的經(jīng)驗(yàn)主觀確定的概率分布。

由于“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”的方法可能帶有一定的主觀性，因此，為避免判斷失誤和發(fā)生偏差，其“風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”一般由多個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家集體討論決定。

“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”的形成，最為常用的方法是“三角分布”法。該方法的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)所論證的風(fēng)險(xiǎn)因素只需專(zhuān)家們提供最小值、最可能值和最大值三個(gè)數(shù)值，而無(wú)需他們直接給出具體的概率，因此，可以減少專(zhuān)家們的計(jì)算工作量。

“三角分布”的最小值是某一絕對(duì)的值，低于該值的任何數(shù)值均不能存在，即最小值的概率是零。如果某一專(zhuān)家認(rèn)為他預(yù)期的最小值會(huì)發(fā)生，那就請(qǐng)他挑選一個(gè)更低的最小值；最可能值是專(zhuān)家們認(rèn)為最有可能發(fā)生的數(shù)值，它是分布的高頻值，而不是均值；最大值是絕對(duì)的最高限值，即不再存在任何大于它的數(shù)值，因而同樣的最大值本身的概率也為零。如果某一專(zhuān)家認(rèn)為他預(yù)期的最大值可能會(huì)發(fā)生，那就請(qǐng)他把這個(gè)值定得更高一些。

假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)變量x的最小值、最可能值、最大值分別為 a、b、c，則 a、b、c 三個(gè)數(shù)值就構(gòu)成“三角分布”（見(jiàn)圖1），即得風(fēng)險(xiǎn)變量Χ對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果影響的概率密度分布函數(shù)為

對(duì)應(yīng)于x值（a≤x≤c），各點(diǎn)的累積概率為

式中CF——累積概率。

圖1 三角分布

現(xiàn)以水價(jià)風(fēng)險(xiǎn)變量的數(shù)量化來(lái)說(shuō)明“三角分布”法的具體應(yīng)用。水價(jià)是計(jì)算水庫(kù)工程(發(fā)電、供水)效益的一項(xiàng)重要參數(shù)，它的大小直接影響水庫(kù)工程的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)資料，某水庫(kù)在制定水價(jià)時(shí)，邀請(qǐng)了5位熟悉這方面情況的專(zhuān)家對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 水價(jià)不確定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果 單位：元/m3

類(lèi)似地，就可以做出所有風(fēng)險(xiǎn)變量的概率分布（見(jiàn)圖2）。對(duì)任何一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，為了使分析出的概率分布準(zhǔn)確可靠，只要條件允許，就應(yīng)盡可能地采用客觀真實(shí)數(shù)據(jù)求出客觀概率。只有在客觀概率無(wú)法求出時(shí)，才考慮采用主觀概率。

圖2 水價(jià)—概率分布

4 風(fēng)險(xiǎn)組合

風(fēng)險(xiǎn)組合就是將上述風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量化后，得到的全部風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布曲線(xiàn)，也就是上述各風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生變化時(shí)對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果產(chǎn)生的隨機(jī)波動(dòng)進(jìn)行全面的分析。分析方法很多，一般采用蒙特卡洛模擬法。

蒙特卡洛模擬法是通過(guò)隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)、隨機(jī)模擬，求解數(shù)學(xué)、物理、工程技術(shù)問(wèn)題近似解的數(shù)值方法，亦稱(chēng)隨機(jī)模擬法。其原理較為簡(jiǎn)單。

式中x——服從某一概率分布的隨機(jī)變量；

f（x）——未知或是非常復(fù)雜的函數(shù)式，用解析法不能求得Y的概率分布。

所謂蒙特卡洛模擬法是通過(guò)直接或間接抽樣求出每一隨機(jī)變量 X，然后代入 Y=f（x）[x=c（x1，x2，…，xn）]式中求出函數(shù)值Y，這樣反復(fù)地獨(dú)立模擬計(jì)算多次，便可得到函數(shù)值Y的一批抽樣數(shù)據(jù)Y1，Y2，…，Yn。

當(dāng)獨(dú)立模擬的次數(shù)相當(dāng)多時(shí)，就可由此來(lái)確定函數(shù)Y的概率特征。并可用樣本均值

近似作為函數(shù)Y的期望值。

以樣本標(biāo)準(zhǔn)差

作為Y的精度的統(tǒng)計(jì)估計(jì)。

上兩式中N——模擬計(jì)算次數(shù)，即Y的子樣數(shù)；

Yi——模擬計(jì)算得函數(shù)Y的第i個(gè)子樣，i=1，2，3，…，N。

顯然，假定式（3）的函數(shù)Y為水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)，自變量 X（x1，x2，…，xn）為工程風(fēng)險(xiǎn)分析中所考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素（變量），則在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素（變量）進(jìn)行數(shù)量化之后，就可以運(yùn)用蒙特卡洛模擬法來(lái)推求工程經(jīng)濟(jì)效果的分布。如經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)為經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值NPV、經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為 IRR、自變量 X（x1，x2，…，xn）為工程風(fēng)險(xiǎn)分析中所考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素（變量），則在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素（變量）進(jìn)行數(shù)量化之后，就可運(yùn)用蒙特卡洛模擬法來(lái)推求工程總體的經(jīng)濟(jì)效果的分布。

5 案例

某地區(qū)修建一座水利樞紐工程，經(jīng)分析計(jì)算，該工程的社會(huì)折現(xiàn)率為10%，計(jì)算期內(nèi)經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為520萬(wàn)元，其他與之有關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 某水利樞紐工程有關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

根據(jù)工程情況，對(duì)該工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值NPV的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行分析。

5.1 工程風(fēng)險(xiǎn)因素辨別與分級(jí)

按前述風(fēng)險(xiǎn)因素辨別方法，經(jīng)有關(guān)專(zhuān)家和工程技術(shù)人員評(píng)議，該水利工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素共有81個(gè)。按高、中、低三個(gè)等級(jí)劃分，高級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素有工程建設(shè)投資、工程移民費(fèi)用、工程經(jīng)營(yíng)成本、工程發(fā)電效益、工程防洪效益、工程航運(yùn)和養(yǎng)殖效益和工期的不確定性等7個(gè)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，僅選定上述7個(gè)高級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素作為該水利樞紐工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析中的基本風(fēng)險(xiǎn)變量。

5.2 工程基本風(fēng)險(xiǎn)變量數(shù)量化

工程基本風(fēng)險(xiǎn)變量數(shù)量化采用“三角分布”法。按專(zhuān)家們給出“三角分布”的三個(gè)估計(jì)值（算術(shù)平均值），求得該水利樞紐工程基本風(fēng)險(xiǎn)變量概率分布，見(jiàn)表4。

5.3 工程經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值風(fēng)險(xiǎn)分析（風(fēng)險(xiǎn)組合）

依據(jù)該水利樞紐工程的特點(diǎn)和前述確定的基本風(fēng)險(xiǎn)變量，其工程經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值NPV可用下式表示：

表4 某水利樞紐工程基本風(fēng)險(xiǎn)變量概率分布

式中x1，x2，x3——工程發(fā)電、防洪、航運(yùn)效益現(xiàn)值；

x4，x5，x6——工程建設(shè)投資、移民費(fèi)用、經(jīng)營(yíng)成本現(xiàn)值；

本現(xiàn)值：

x7——工期對(duì)NPV的影響因子。

xi（i=1，2，…，7）均服從于表4所列的概率分布。

在此基礎(chǔ)上，每假定一組xi，利用式（6）就可求得一個(gè)NPV值。依照蒙特卡洛模擬法反復(fù)模擬計(jì)算，求得該水利樞紐工程經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值NPV的樣本分布曲線(xiàn)（概率曲線(xiàn)），見(jiàn)圖3。

該工程成功的概率（經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值大于零的概率）為99.4%，失敗的概率（經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值小于零的概率）為0.6%，可見(jiàn)該工程的抗風(fēng)險(xiǎn)能力是很強(qiáng)的。由圖3還可以看出，該工程經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值的期望值597萬(wàn)元，它大于基本方案中的估算值520萬(wàn)元，兩者相差14.5%，這意味著該水利樞紐工程在基本分析中對(duì)工程費(fèi)用和工程效益的估算均偏于安全。

圖3 某水利樞紐工程經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值—概率曲線(xiàn)

6 結(jié)語(yǔ)

以上所述的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析方法、步驟以及所舉的案例，均以各風(fēng)險(xiǎn)變量獨(dú)立、隨機(jī)、互不相關(guān)為前提，因此沒(méi)有考慮各風(fēng)險(xiǎn)變量的概率相關(guān)問(wèn)題，但在實(shí)際問(wèn)題中，又往往存在著概率相關(guān)問(wèn)題。如在水利工程中，若地質(zhì)情況出現(xiàn)了不利的變化，則工程量就會(huì)增大，工程量增加得過(guò)多，無(wú)疑會(huì)引起投資過(guò)多和工期延長(zhǎng)。此時(shí)投資和工期這兩個(gè)變量就存在著一定的相關(guān)關(guān)系。若在這種情況下對(duì)工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，仍將它們作為相互獨(dú)立、互不相關(guān)的變量來(lái)考慮，則有可能引起最終的分析結(jié)果失真。因此，在對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析之前，應(yīng)分析工程各項(xiàng)目之間的相關(guān)關(guān)系。對(duì)于具有強(qiáng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素，應(yīng)將它們疊加，生成一個(gè)新的獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)變量；對(duì)于具有弱相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素，原則上應(yīng)按數(shù)學(xué)上的有關(guān)方法進(jìn)行處理，但考慮到采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理的復(fù)雜性，為簡(jiǎn)化計(jì)算，也可將它們作為相互獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)因素來(lái)對(duì)待。?