李啟東，龐明寶

“兩標并一標”軌道交通PPP項目風險規(guī)避機制

李啟東，龐明寶

(河北工業(yè)大學 土木與交通學院，天津 300401)

研究“兩標并一標”城市軌道交通PPP項目風險規(guī)避機制設計問題。在考慮多重信息不對稱情況下，通過改進績效考核體系設計風險規(guī)避機制，建立政府和施工企業(yè)參與的委托代理模型，采用遺傳算法優(yōu)化求解得到政府最佳績效考核系數。結合實例采用二叉樹法和蒙特卡洛模擬方法，研究客流量預測失準和建設成本超支風險存在對各方決策和收益的影響。結果表明采用本風險管理模式可有效減少各參與方的風險損失，為城市軌道交通PPP項目風險管理提供新的研究思路。

城市軌道交通；PPP項目；兩標并一標；風險規(guī)避；委托代理；績效考核；

“兩標并一標”是施工企業(yè)作為投資者參與軌道交通特別是城市軌道交通PPP項目的常見模 式[1]，即項目施工等不進行二次招標，而是根據談判結果由施工企業(yè)直接獲得相應工程份額?，F階段，城市軌道交通PPP項目普遍存在建設成本超支以及客流量預測失準的風險，為彌補損失和規(guī)避風險，施工企業(yè)在運營期會盡可能通過自身努力增加項目產出。但由于該模式下存在信息不對稱，施工企業(yè)同時擁有多重私人信息[2-4]，如建設成本投入、運營努力水平和成本和收益謊報程度等，為謀取自身利益，可能引發(fā)利用信息優(yōu)勢的投機行為(如偷懶怠工、謊報成本和收益等)，政府由于提供保底客流量政策[5]承擔客流量預測失準風險，因此也會蒙受一部分損失。此外，項目績效考核多采用扣分制，使得施工企業(yè)缺少對項目質量和服務精益求精的動力，較低的質量和服務會大大降低項目整體的抗風險能力。因此，研究多重信息不對稱下的風險規(guī)避機制，即如何通過調動施工企業(yè)主觀能動性和專業(yè)性減少項目風險損失，對實現“兩標并一標”城市軌道交通PPP項目高效運作有著重要的現實意義。而目前國內外針對“兩標并一標”軌道交通PPP項目風險規(guī)避研究主要集中在風險管理與分擔機制2個方面，包括風險識別和分擔框架、績效考核體系的確定、激勵約束機制建立、收益測算機制測算[6]等；主要方法有層次分析法、Shapley值法以及演化博弈[3]和委托代理等，如周盛世等[7-8]基于GRA-TOPSIS和Shapley值法研究軌道交通PPP項目風險分擔框架；張飛漣等[9-11]的研究認為績效考核系數只有根據企業(yè)自身能力動態(tài)調整才能減少財政支出；Javed等[12]基于博弈論方法模擬PPP項目產出的多階段談判過程。梳理相關文獻發(fā)現，對城市軌道交通PPP項目的風險研究通常只假設社會資本方具有單一信息不對稱，且未考慮施工企業(yè)參與項目建設和運營捆綁的特殊性，不利于“兩標并一標”城市軌道交通PPP項目實操。綜上，在考慮多重信息不對稱情況下，通過改進績效考核體系實現對施工企業(yè)的激勵約束，以求達到彌補損失和規(guī)避風險的目的，利用委托代理模型量化各方決策，采用遺傳算法(genetic algorithm, GA)優(yōu)化求解得到最佳風險規(guī)避機制方案，結合具體實例研究當建設成本超支和客流量預測失準風險存在下，各方最終決策結果和收益的變化，得出本研究風險規(guī)避機制能夠達到為各方彌補損失和規(guī)避風險的 目的。

1 風險規(guī)避機制設計及模型建立

1.1 規(guī)避機制設計

在多重信息不對稱情況下，施工企業(yè)擁有建設成本投入、運營努力水平、項目經濟效益等私人信息，政府不能完全掌握，只能通過其投報的合理利潤率、建安費下浮率和績效考核結果間接評判。由于政府追求社會效益最大化和施工企業(yè)追求自身收益最大化的利益訴求不一致，因此政府需要在績效考核體系中增加激勵條款，由此建立風險規(guī)避機制，使得施工企業(yè)有動機通過自身努力而不是投機行為平衡建設期成本超支風險，從而減少政府因為承擔客流量預測失準風險而造成的財政支出。

基于此，改進績效考核體系如下：績效考核由扣分制改為比例取值法，允許企業(yè)獲得比基礎績效對應分值更高的分數，并基于此對施工企業(yè)給予獎勵。政府通過設置績效考核系數，激勵約束施工企業(yè)行為，為項目彌補損失和規(guī)避風險。

1.2 模型建立

項目公司通過資本金和銀行貸款的方式得到項目建設資金，通過可用性付費的方式返還施工企業(yè)建設成本投入，在委托模型中可以看做該部分資金由政府獲得，并在運營期給予施工企業(yè)。委托代理模型上層為政府追求項目社會收益凈現值NPV最大化：

式(1)中：為特許期第年；1為建設期；2表示運營期；表示政府和施工企業(yè)合作的協(xié)同效用[4]；H表示使用者剩余[1]；r表示社會折現率；為政府稅收的影子成本；1表示施工企業(yè)建設成本(建安費)；為追求施工利潤，施工企業(yè)會謊報成本，[11]表示成本謊報系數，即報價和成本的比值；G運營年實際支付的可行行缺口補助；a為政府股權占比；為資本金比例；各項計算如下：

1) 協(xié)同效用[4]

2) 使用者剩余t[4]

3) 實際支付的可行性缺口補助G[5]

目前軌道交通PPP項目政府會提供客流量保障政策：對于運營年實際客流量未達到預測客流量標準的部分，政府承擔一定比例(用%表示)的收益損失，項目實際客流量超過預測客流量后，政府以%的比例參與分成[13]。實際支付的可行性缺口補助G=(預測運營收益-實際運營收益)(如有)×%-政府超額收益分紅(如有)+可用性付費Z[4]，保底客流量用以保證項目能夠達到預期收益從而償還銀行貸款，可用性付費用以償還施工企業(yè)建設成本投入，具體表示如下：

式(9)中：r為施工企業(yè)行業(yè)基準收益率[6]；Q為實際建設成本,，為由于地質環(huán)境變化等風險產生的建設成本變動；D為項目運營年還本付息；a為施工企業(yè)股權占比；是絕對風險規(guī)避系數[2]。

2 求解算法及模擬

考慮到委托代理模型求解的復雜性，采用基于遺傳算法的雙層規(guī)劃進行求解，即上層采用遺傳算法的編碼進行計算，下層模型采用梯度法求解。

現階段，建設成本超支、客流量預測失準是軌道交通PPP項目普遍存在的2種主要風險，因此，本研究重點分析當上述2種風險發(fā)生時，對最終機制方案以及各方收益的影響，為簡化計算，其余各風險參數取均值為0，方差為100的二項分布。算法及風險模擬過程如下。

2.1 遺傳算法優(yōu)化求解

采用基于雙層規(guī)劃GA遺傳算法求解，步驟為：

1) 設定GA參數含種群規(guī)模，最大迭代次數，交叉概率c，變異概率m等。定義上層模型的適應度為：

2.2 實際客流量模擬

通過對項目實際客流量的模擬，分析客流量預測失準風險存在，對機制下各方最終決策方案和收益影響。采用二叉樹[5]法得到二項分布的隨機運營期客流量，模擬運營期每年的客流量情況。假設在整個運營期內，客流量每次向上或向下波動的概率不變，將運營期分為多個階段，根據客流量的歷史波動數據模擬整個運營期內可能的客流量發(fā)展情況。以年日均客流量為變量來衡量客流量的變化，運營第年日均客流量為X(=1,1+1,1+2,…,1+2),該變量是離散的，采用二叉樹法建模。

以月為單位，=12，0≤≤，0≤≤。用Matlab進行客流量的蒙特卡羅仿真，迭代次數為10 000次，仿真流程如圖2。

圖1 二叉樹法

圖2 實際客流量模擬

2.3 建設成本超支風險模擬

考慮不同建設成本漲幅x情況下，采用本文風險規(guī)避機制對各方收益影響，本文分別對建設成本上漲5%，10%或15% 3種情況分析討論。將不同x取值代入模型，重復2.1計算過程，求得不同情況下施工企業(yè)的最終收益。

3 案例分析

3.1 案例基本情況

表1 運營年參數取值

3.2 各方策略選擇

設定GA參數：群體規(guī)模=500，最大迭代次數=50，代溝=0.8，交叉概率70%，變異概率70%，最終求解得到，當=2.48時模型取得最優(yōu)解。上層模型最優(yōu)值、均值變化如圖3所示。在不考慮建設成本超支和客流量預測失準風險的前提下，求得施工企業(yè)建設成本投入約為2 104 078萬元，報價2 215 257萬元，引入風險規(guī)避機制前后各方收益對比如表2所示。可以看出，本引入風險規(guī)避機制后，政府凈現值增加60 308萬元，凈現值率從0.23提升到0.45，施工企業(yè)凈現值增加53 248萬元，凈現值率從0.38上升到0.55。整體體現出本研究風險規(guī)避機制既能對施工企業(yè)投機行為進行有效約束，又能激勵其發(fā)揮主觀能動性規(guī)避風險和增加收益。

圖3 上層目標函數最優(yōu)值和均值變化

表2 各參與方凈現值變化

3.3 客流量風險影響分析

引入風險規(guī)避機制前后，雙方凈現值的變化如圖4和圖5所示。任一點(0，0)表示凈現值小于0的概率為0。從圖4中可以看出，引入風險規(guī)避機制前政府凈現值小于0的概率為20%，均值7.3億元，引入風險規(guī)避機制后政府凈現值小于0的概率降低到10%，凈現值均值增加到13.5億元。圖5表示引入風險規(guī)避機制后施工企業(yè)凈現值由均值14.5億元上升到19.8億元。圖4和圖5中的2條曲線分別在橫坐標大于40億元和大于50億元時基本實現重合。同時結合圖6可知，政府提供補貼保障次數由均值13.7次減為均值9.5次。由此可以看出，無論對于政府還是施工企業(yè)，引入風險規(guī)避機制后都能為其減少客流量預測失準帶來的風險損失。

圖4 政府凈現值變化

圖5 施工企業(yè)凈現值變化

3.4 建設成本風險影響分析

表3為不同建設成本超支幅度x下優(yōu)化結果對比情況?？梢钥闯觯诮ㄔO期由于地質風險等造成建設成本超支的情況下，引入本研究風險規(guī)避機制均比原合同方案能為施工企業(yè)帶來更多收益，體現出能夠有效規(guī)避建設成本超支風險的特點。同時，建設成本超支幅度越大，政府設定的最佳績效考核系數也應越大，這樣施工企業(yè)通過自身努力在運營期獲得的收益多于謊報懲罰，施工企業(yè)就會傾向于努力工作來彌補建設期的損失。

圖6 政府提供客流量保障次數變化

表3 不同建設成本漲幅下優(yōu)化結果對比

4 結論

1) 基于“兩標并一標”建設和運營捆綁的特點，通過改進績效考核機制實現對施工企業(yè)的激勵約束，構建了多重信息不對稱委托代理模型，對其進行仿真計算，得到項目最佳風險規(guī)避機制，定量評價機制對項目各參與方收益的影響。結果證明：在多重信息不對稱下，本研究風險規(guī)避機制可以有效為各參與方彌補損失和規(guī)避風險。

2) 績效考核體系采用比例取值法的情況下，施工企業(yè)努力工作的收益大于投機所得，因此會選擇積極行為獲取更多補貼，同時增加項目經濟效益，在建設期結束后，政府應根據建設成本超支情況，適當上調績效考核系數，此舉有利于施工企業(yè)彌補風險損失，也能為減少政府因提供保底客流量政策而產生的風險成本。

3) 本研究只是初步研究，由于軌道交通PPP項目風險影響因素眾多且為動態(tài)變化，且不同項目對經濟效益產出系數、社會效益產出系數等參數取值可能存在差異，因此尚需結合不同項目實際，對影響項目經濟效益和服務效益的風險因素(如管理和技術、類似項目競爭)等做進一步具體研究。

[1] 張倩, 尹貽林, 王翔. 中國情境下施工企業(yè)參與PPP項目兩標并一標的激勵研究[J]. 項目管理技術, 2018, 16(7): 47-52. ZHANG Qian, YIN Yilin, WANG Xiang. Incentive research on construction enterprises participating in PPP project with two bids and one bid under Chinese situation[J]. Progect Management Technology, 2018, 16(7): 47-52.

[2] 易欣. PPP軌道交通項目多任務委托代理監(jiān)管激勵機制[J]. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息, 2016, 16(3): 1-7. YIXin. Incentive mechanism of public-private partnership rail transit project from the perspective of multitask principal-agent model[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2016, 16(3): 1-7.

[3] 郭菲菲, 黃承鋒. 軌道交通建設PPP模式公私雙方策略選擇問題研究——基于演化博弈理論[J]. 數學的實踐與認識, 2019, 49(13): 129-137. GUO Feifei, HUANG Chengfeng. Analysis of public private partnership in rail transit construction based on evolutionary game[J]. Journal of Mathematics in Practice and Theory, 2019, 49(13): 129-137.

[4] 方俊, 黃靜, 王晟旻. 投機行為下缺口補助PPP項目激勵與約束機制設計[J]. 建筑經濟, 2019, 40(7): 28-32. FANG Jun, HUANG Jing, WANG Shengmin. Design of incentive and restraint mechanism for viability gap funding PPP project under speculative behavior[J]. Construction Economy, 2019, 40(7): 28-32.

[5] 吳貞瑤, 帥斌, 胡鵬. 高速公路PPP項目中的政府保障研究[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 2018, 38(10): 2652- 2658. WU Zhenyao, SHUAI Bin, HU Peng. Research on government guarantees of highway PPP (Public-Private- Partnerships) projects[J]. System Engineering Theory and Practice, 2018, 38(10): 2652-2658.

[6] 郭鴿. PPP項目合理預期回報率確定方法探討[J]. 建筑經濟, 2019, 40(10): 55-60. GUO Ge. Discussion on determining method of reasonable expected return rate in PPP project[J]. Construction Economy, 2019, 40(10): 55-60.

[7] 周盛世, 張寧, 張曉娟. 基于Shapley值法的地鐵施工PPP項目風險分擔[J/OL]. 土木工程與管理學報, 2019, 36(6): 111-117. ZHOU Shengshi, ZHANG Ning, ZHANG Xiaojuan. Research on risk sharing of subwan construction PPP project base on Shapley walue method[J/OL]. Journal of Civil Engineering and Management, 2019, 36(6): 111- 117.

[8] 有維寶, 王建波, 劉芳夢, 等. 基于GRA-TOPSIS的城市軌道交通PPP項目風險分擔[J]. 土木工程與管理學報, 2018, 35(3): 15-21. YOU Weibao, WANG Jianbo, LIU Fangmeng, et al. Risk sharing of urban rail transit PPP project based on GRA-TOPSIS[J]. Journal of Civil Engineering and Management, 2018, 35(3): 15-21.

[9] 張飛漣, 梁秀峰, 顏紅艷. 基于演化博弈的PPP項目績效支付研究[J]. 鐵道科學與工程學報, 2018, 15(11): 3003-3011. ZHANG Feilian, LIANG Xiufeng, YAN Hongyan.Research on performance payment of PPP projects based on evolutionary game[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2018, 15(11): 3003-3011.

[10] Almarri K, Boussabaine H. Interdependency of the critical success factors and ex-post performance indicators of PPP projects[J]. Built Environment Project and Asset Management, 2017, 7(5): 546-556.

[11] LIU Jicai, GAO Ruolan, Charles Y J Cheah. Incentive mechanism for inhibiting investors’ opportunistic behavior in PPP projects[J].International Journal of Project Management, 2016, 34(7): 1102-1111.

[12] Javed A A, Lam P T I, Chan A P C. Change negotiation in public-private partnership projects through output specifications: an experimental approach based on game theory[J]. Construction Management & Economics, 2014, 32(4): 323-348.

[13] WANG Y, LIU J. Evaluation of the excess revenue sharing ratio in PPP projects using principal-agent models[J]. International Journal of Project Management, 2015, 33(6): 1317-1324.

Risk compensation mechanism of rail transit PPP project under the mode of “Two Bids Merged into One Bid”

LI Qidong, PANG Mingbao

(School of Civil and Transportation, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

The design of risk aversion mechanism for urban rail transit PPP project under the mode of “two bids merged into one bid” was studied. In consideration of multiple information asymmetry, the risk aversion mechanism was designed by improving the performance appraisal system. Then, the principal-agent model of government and construction enterprises was established, and the genetic algorithm was used to optimize the calculation to get the best performance evaluation coefficient of government. Combined with an example, this paper used the method of binary tree and Monte Carlo simulation to study the influence of the inaccurate passenger flow forecast and the risk of construction cost overrun on the decision-making and income of all parties. The results show that the risk management model can effectively reduce the risk loss of all participants, and provide a new research idea for the risk management of urban rail transit PPP project.

urban rail transit; PPP project; two bids merged into one bid; risk aversion; principal-agent; performance appraisal

F283

A

1672 - 7029(2020)11 - 2962 - 07

10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20200069

2020-01-21

河北省自然科學基金資助項目(E2015202266)

龐明寶(1966-)，男，河南西峽人，教授，博士，從事交通運輸規(guī)劃與管理研究；E-mail：pmbpgy@hebut.edu.cn

(編輯 陽麗霞)