王 月，李東亮，李永亮，王茁霖

（1.遼寧省東水西調(diào)工程建設(shè)局，遼寧 沈陽 110000；2河南華北水電工程監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450011）

基于模糊層次分析法的大型引水工程施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

王 月1，李東亮1，李永亮2，王茁霖1

（1.遼寧省東水西調(diào)工程建設(shè)局，遼寧 沈陽 110000；2河南華北水電工程監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450011）

風(fēng)險(xiǎn)管理是工程管理的重要環(huán)節(jié)，在研究水利工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合某大型引水工程，建立了施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、合同、法規(guī)、政治、經(jīng)濟(jì)等風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，并利用模糊層次分析法對其施工風(fēng)險(xiǎn)體系進(jìn)行綜合評價(jià)。

引水工程；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；評價(jià)模型；模糊層次分析法

0 引言

大型引水工程一般具有線路長、規(guī)模大、工程內(nèi)容多、施工周期長、技術(shù)相對復(fù)雜、投資巨大、對社會和環(huán)境影響大等特點(diǎn)。在其施工過程中，存在著來自施工企業(yè)自身、設(shè)計(jì)、監(jiān)理工程師、業(yè)主、合同、法律政策、市場條件變化及環(huán)境等各方面的風(fēng)險(xiǎn)。因此，承包商應(yīng)該對所承攬的工程先做好風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并針對不同的風(fēng)險(xiǎn)因素，做出相應(yīng)的對策。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法可以分為定性、定量、定性與定量相結(jié)合3類，有效的施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法一般采用定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)方法［1］。目前，對項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的方法很多，常見的有［2］：專家調(diào)查法、概率分析法、層次分析法、模糊層次分析法、外推法、蒙特卡羅模擬法等。模糊層次綜合分析法是在確定評價(jià)因素、因子的評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)值的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊集合的變換原理，以隸屬度描述各因素及因子的模糊界限，構(gòu)造出模糊判斷矩陣，通過多層的復(fù)合運(yùn)算，最終確定評價(jià)對象所屬等級［3］。模糊綜合評價(jià)法是目前工程項(xiàng)目中解決不確定問題使用最多的數(shù)學(xué)方法之一［4］。而工程施工風(fēng)險(xiǎn)很大一部分難以用定量精確的數(shù)據(jù)加以描述，這種不定量或精確的特性就是模糊性。筆者結(jié)合某大型引水工程，用模糊層次分析法對施工風(fēng)險(xiǎn)因素影響進(jìn)行綜合分析，按照一定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)估算出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及其可能導(dǎo)致?lián)p失的大小，從而找到施工風(fēng)險(xiǎn)中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，確定施工項(xiàng)目的整體風(fēng)險(xiǎn)水平，為承包人如何應(yīng)對各方面的風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 模糊層次綜合評價(jià)模型的建立

運(yùn)用模糊綜合評價(jià)數(shù)學(xué)模型的思路，采用層次分析法確定因素集的模糊權(quán)重向量，進(jìn)行綜合評價(jià)，便得到模糊層次綜合評價(jià)模型［5］。

1.1 確定因素集和評價(jià)集

因素集是影響評價(jià)對象的各種因素所構(gòu)成的集合，即指標(biāo)集，通常用U＝{u1，u2，…，un}表示。其中，各向量因素ui通常具有不同程度的模糊性。評價(jià)集即為評價(jià)等級的集合，用T＝{t1，t2，…，tm}表示，如T＝{低風(fēng)險(xiǎn)，較低風(fēng)險(xiǎn)，中等風(fēng)險(xiǎn)，較高風(fēng)險(xiǎn)，高風(fēng)險(xiǎn)}。

1.2 確定風(fēng)險(xiǎn)因素判斷矩陣及其特征向量

一般情況下，各因素對所評價(jià)對象的影響是不一致的。為了反映各因素的重要程度，請具有施工風(fēng)險(xiǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的人員對各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行兩兩比較，其評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

通過同層因素的兩兩對比，得出判斷矩陣Aij。

對判斷矩陣的各行求算術(shù)平均值，再進(jìn)行歸一化處理，得其特征向量wi。然后，計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax。由于判斷矩陣是由專家經(jīng)驗(yàn)、直接的主觀判斷得到的，因此需要對專家主觀判斷的一致性加以檢驗(yàn)［6］。不同階數(shù)矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo)如表2所示。

表1 風(fēng)險(xiǎn)因素評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Risk factor evaluation standard

1.3 計(jì)算指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因素的系統(tǒng)特征向量

指標(biāo)層的特征向量與準(zhǔn)則層的特征向量之積即為系統(tǒng)特征向量U。

式中：W為指標(biāo)層的特征向量；V為準(zhǔn)則層的特征向量。

1.4 確定風(fēng)險(xiǎn)隸屬度向量

采用專家調(diào)查法，直接給出指標(biāo)層中單一風(fēng)險(xiǎn)因素相對于評判集T中單一風(fēng)險(xiǎn)等級的從屬程度。

1.5 建立模糊綜合評價(jià)算子

綜合評價(jià)模型為

式中：?為合成運(yùn)算符，是廣義模糊算子。進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)，可以根據(jù)具體情況選用適當(dāng)?shù)暮铣晒?；R為風(fēng)險(xiǎn)因素的隸屬度向量矩陣。

表2 不同階數(shù)隨機(jī)一致性指標(biāo)RITable 2 Random consistency index RI of different degrees

1.6 模糊綜合評價(jià)

根據(jù)隸屬函數(shù)的最大原則Max（s），對應(yīng)評價(jià)集V中的因素，確定評價(jià)結(jié)果。

2 案例分析

對某大型引水工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)，在風(fēng)險(xiǎn)識別和風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)上，列出風(fēng)險(xiǎn)清單（這里不做詳細(xì)介紹）。對風(fēng)險(xiǎn)清單中的有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行處理，并在合理的風(fēng)險(xiǎn)識別之后，運(yùn)用模糊層次分析法對施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模糊綜合評價(jià)［6］。

2.1 構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評判指標(biāo)體系

根據(jù)大型引水工程特點(diǎn)，構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)評判指標(biāo)體系如表3所示。

2.2 判斷矩陣及其特征向量

在風(fēng)險(xiǎn)識別的基礎(chǔ)上，通過比較目標(biāo)層和指標(biāo)層的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素相對應(yīng)于準(zhǔn)則層的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的重要程度，得出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的判斷矩陣。

2.2.1 確定準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)因素判斷矩陣及其特征向量

準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)因素判斷矩陣A如公式（4）所示。對判斷矩陣A進(jìn)行歸一化處理，得到的特征向量V，并求得其最大特征根λmax。

表3 工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)U的分項(xiàng)表Table 3 Construction risk evaluation index U analysis

0.0567?0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。

2.2.2 確定指標(biāo)層判斷矩陣及其特征向量

指標(biāo)層U1、U2、U3、U4、U5、U6的判斷矩陣如下。

對各指標(biāo)層判斷矩陣進(jìn)行歸一化處理，得到特征向量，求出判斷矩陣最大特征值，并對其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，各指標(biāo)層判斷矩陣的一致性比率CR都小于0.1，都通過了一致性檢驗(yàn)。

2.2.3 計(jì)算指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因素的系統(tǒng)特征向量

指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因素的系統(tǒng)特征向量U的計(jì)算式為式（8）。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)度的計(jì)算

2.3.1 確定風(fēng)險(xiǎn)度評判集

將評判準(zhǔn)則劃分為5個(gè)等級，即低風(fēng)險(xiǎn)t1、較低風(fēng)險(xiǎn)t2、中等風(fēng)險(xiǎn)t3、較高風(fēng)險(xiǎn)t4和高風(fēng)險(xiǎn)t5，其中，5個(gè)等級 t1、t2、t3、t4和 t5的劃分范圍分別是[0,0.2],[0.2,0.4],[0.4,0.6],[0.6,0.8],[0.8,1]。因此，該引水工程的風(fēng)險(xiǎn)評判準(zhǔn)則集T＝(t1，t2，t3，t4，t5)。

表4 矩陣特征向量、最大特征根及一致性檢驗(yàn)Table 4 M atrix eigenvector,maximum characteristic root and consistency check

2.3.2 確定風(fēng)險(xiǎn)隸屬度向量

采用專家調(diào)查法直接給出指標(biāo)層中風(fēng)險(xiǎn)因素相對于評判集T中風(fēng)險(xiǎn)等級的從屬程度，得出風(fēng)險(xiǎn)因素的隸屬度向量矩陣R24×5。

2.3.3 計(jì)算該工程的風(fēng)險(xiǎn)度

該工程的風(fēng)險(xiǎn)度 S=UR24×5＝[0.2682 0.3553 0.4081 0.4229 0.0978]

從向量矩陣S可以看出，最大值0.4229隸屬于風(fēng)險(xiǎn)等級t4。根據(jù)隸屬函數(shù)最大原則，該工程發(fā)生較高風(fēng)險(xiǎn)機(jī)會最大。對于承包人而言，由于該引水項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級較高，應(yīng)針對各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，按照其大小和影響程度做出相應(yīng)的對策，以確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

對于大型水利工程，如果某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生意外，造成的損失都很大。因此，承包商應(yīng)該首先對所承攬的工程做好風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并針對不同的風(fēng)險(xiǎn)因素，做好相應(yīng)的對策。而水利工程施工風(fēng)險(xiǎn)很大一部分難以用定量精確的數(shù)據(jù)加以描述，用模糊層次法對其施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，可以找到施工風(fēng)險(xiǎn)中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，確定施工項(xiàng)目的整體風(fēng)險(xiǎn)水平，為承包人如何應(yīng)對各方面的風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

［1］劉金蘭.大型工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析方法及應(yīng)用［J］.系統(tǒng)工程理論及實(shí)踐，1996（8）：62-68.

［2］傅鴻源.工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1995（10）：55-58.

［3］唐小麗.模糊網(wǎng)絡(luò)分析法及其在大型工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中應(yīng)用研究［D］.南京：南京理工大學(xué)，2007.

［4］武乾.武增海.李慧民.工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究［J］.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（4）：258-262.

［5］謝季堅(jiān)，劉承平.模糊數(shù)學(xué)方法及其應(yīng)用［M］.南京：華中科技大學(xué)出版社，2000：3-5.

［6］李創(chuàng)，郭潔，胡建蘭.技術(shù)經(jīng)濟(jì)專題研究［M］.鄭州：黃河水利出版社.2008：102-110.

[責(zé)任編輯 楊明慶]

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2014-11-02

王 月（1986-），女，河南沁陽人，助理工程師，碩士，主要從事工程地質(zhì)、水利工程管理等方面的工作。