蒲李莉 王丁，2 王月明

（1.西南科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010；2.四川真尚安全科學(xué)技術(shù)研究院，成都 610000）

0 引言

近年來(lái)，現(xiàn)代化城市建設(shè)邁向了新的征程，各地區(qū)都在加快推進(jìn)新型城市建設(shè)，伴隨著國(guó)家政策的出臺(tái)和現(xiàn)代化管理的需要，城市地下綜合管廊迎來(lái)了高潮，地下管線里程快速增長(zhǎng)，成為了新興城市建設(shè)和現(xiàn)代智慧城市建設(shè)中不可或缺的一部分［1］。當(dāng)下城市地下綜合管廊的建設(shè)正在加快開展，但也面臨著許多復(fù)雜的困難，主要包括涉及面廣、項(xiàng)目多元化、技術(shù)復(fù)雜、投資額巨大、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)不足等諸多問(wèn)題，這也導(dǎo)致了城市地下綜合管廊項(xiàng)目存在著不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。其導(dǎo)致發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的原因錯(cuò)雜，相互交織，風(fēng)險(xiǎn)因素間存在著交互關(guān)系，導(dǎo)致施工管理問(wèn)題頻出。本文通過(guò)對(duì)城市地下綜合管廊施工中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)，明確各風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相對(duì)重要度，根據(jù)結(jié)果排序提出風(fēng)險(xiǎn)防范應(yīng)對(duì)管理方法。眾多學(xué)者主要集中在投資和運(yùn)維階段等方面，而缺少施工階段的大量研究，綜合管廊施工階段卻是整個(gè)工程的重點(diǎn)部分，采用不同的施工方法對(duì)整個(gè)工程的影響較大，施工中出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)因素將影響施工效率，并對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。因此對(duì)綜合管廊施工中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)測(cè)并判斷應(yīng)該是關(guān)注的焦點(diǎn)。本文利用系統(tǒng)分析的方法對(duì)城市地下綜合管廊的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，通過(guò)閱讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)采用文獻(xiàn)分析法確定綜合管廊在施工過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，并通過(guò)行業(yè)專業(yè)人員評(píng)判的方法初步確定各因素的相對(duì)重要度，然后運(yùn)用層次分析法確定各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重。其次再運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)效率評(píng)價(jià)，得到綜合管廊在施工階段的風(fēng)險(xiǎn)狀況。與單純的層次分析法不同，通過(guò)DEA法對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行排序，并進(jìn)行客觀分析，避免了層次分析法中參雜了過(guò)多的主觀判斷和人為思想，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重有所偏差，也綜合了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法數(shù)據(jù)太客觀實(shí)際的缺點(diǎn)，使兩者的結(jié)合在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的運(yùn)用上更加合理。

1 風(fēng)險(xiǎn)管理及基本理論

1.1 風(fēng)險(xiǎn)管理概念

風(fēng)險(xiǎn)就是指事件本身所造成的一切可能性及其產(chǎn)生的不確定因素的組合，它是項(xiàng)目建設(shè)中需要引起重視的地方，也是在進(jìn)行實(shí)際工程之前需要預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的因素，只有正確對(duì)待風(fēng)險(xiǎn)才能使建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期的效果。城市地下綜合管廊屬于地下作業(yè)，施工難度大，對(duì)技術(shù)要求較高，因此需要建立一套較為完善的城市地下綜合管廊施工風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)方法，對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和規(guī)避措施，減少綜合管廊施工中風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的次數(shù)，降低其發(fā)生所帶來(lái)的不良后果。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)管理程序

受城市地下綜合管廊項(xiàng)目特殊性的影響，施工管理人員對(duì)于綜合管廊施工中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)很難進(jìn)行有效的控制，必須建立一套完整高效的風(fēng)險(xiǎn)管理流程來(lái)對(duì)綜合管廊項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)、合理、有效的風(fēng)險(xiǎn)管理，使風(fēng)險(xiǎn)保持在可控范圍內(nèi)。城市地下綜合管廊的風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程可總結(jié)為風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別—風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重分析—風(fēng)險(xiǎn)改進(jìn)規(guī)避。根據(jù)已有的工程案例中發(fā)生的工程風(fēng)險(xiǎn)和行業(yè)相關(guān)專家的評(píng)價(jià)羅列出施工過(guò)程中綜合管廊可能發(fā)生的一系列風(fēng)險(xiǎn)情況，并根據(jù)具體工程案例進(jìn)行刪減合并得到最終的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。隨后通過(guò)系統(tǒng)工程的方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，本文采用的是層次分析法計(jì)算初始權(quán)重，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法計(jì)算最終權(quán)重并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)重要性排序。最后通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重的大小進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避改進(jìn)，為類似工程提供相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范依據(jù)。

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型構(gòu)建

2.1 原理與方法

本文主要通過(guò)層次分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法相結(jié)合進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重計(jì)算并排序。層次分析法（AHP法）可以將統(tǒng)計(jì)出的施工階段相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)處理，將復(fù)雜的問(wèn)題分級(jí)分解為不同的隸屬關(guān)系，又將這些關(guān)系分組形成不同的層次結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上對(duì)每一層的影響因素進(jìn)行綜合比較相關(guān)重要性構(gòu)成判斷矩陣，并對(duì)構(gòu)成的關(guān)系矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，由此確定各因素的權(quán)重大小。層次分析法根據(jù)評(píng)判者對(duì)問(wèn)題的主觀認(rèn)識(shí)進(jìn)行分析判斷，得出相應(yīng)的目標(biāo)結(jié)果，整個(gè)分析過(guò)程存在著較大的主觀因素。而數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA法）是以相對(duì)效率為基礎(chǔ)來(lái)評(píng)價(jià)決策單元間效率的一種有效統(tǒng)計(jì)方法，與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法相比，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法面對(duì)有多個(gè)輸入、輸出數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)模型具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，它不直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，也不用確定輸入指標(biāo)與輸出指標(biāo)之間是否存在某種聯(lián)系。與層次分析法相比，它能避免層次分析法中依靠專家打分或調(diào)研得到權(quán)重的主觀性，使各因素指標(biāo)更加真實(shí)有效，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果更實(shí)際客觀。由此將2種方法結(jié)合評(píng)價(jià)綜合管廊在施工階段的風(fēng)險(xiǎn)因素能很好的避免層次分析法中人的思維模式，也能綜合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法使用過(guò)程中較強(qiáng)的客觀具體性，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合實(shí)際情況。

2.2 建立綜合管廊施工階段風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

根據(jù)城市地下綜合管廊的施工特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)管理現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)近5年來(lái)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)分析，得出綜合管廊施工階段的風(fēng)險(xiǎn)主要分為土石方開挖風(fēng)險(xiǎn)、防水風(fēng)險(xiǎn)、管線風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，再對(duì)準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行分解為12個(gè)因素層指標(biāo)，建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)模型構(gòu)建

利用層次分析法建立比較矩陣比較相對(duì)重要度，初略得到各指標(biāo)因素的權(quán)重，由此得到數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的輸入輸出指標(biāo)及其權(quán)重，并對(duì)各指標(biāo)因素進(jìn)行效率評(píng)價(jià)，得到風(fēng)險(xiǎn)層次排序，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重高的因素進(jìn)行分析，找出影響風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的原因，有效解決城市地下綜合管廊在施工中所遇到的的困難，規(guī)避各風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

表1 綜合管廊施工階段風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

2.3.1 層次分析法建立判斷矩陣

首先對(duì)準(zhǔn)則層的B1、B2，…，個(gè)元素進(jìn)行兩兩比較，用1-9標(biāo)度法判斷其對(duì)影響因素的重要性，并賦以指標(biāo)值，因素B1、B2同樣重要就記為1，因素B1比B2稍微重要就記為3，因素B1比B2明顯重要就記為5，因素B1比B2強(qiáng)烈重要就記為7，因素B1比B2極端重要就記為9。用表示元素和元素兩兩比較的結(jié)果，可得到比較矩陣，不難發(fā)現(xiàn)aji=1/aij，故該矩陣又稱為正互反矩陣，即：

對(duì)判斷矩陣?yán)脦缀纹骄ɑ蛩阈g(shù)平均法計(jì)算其對(duì)應(yīng)的特征根和特征向量，所得向量即為相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。本文采用幾何平均法進(jìn)行矩陣計(jì)算，所得向量W=［W1，W2，...，Wn］T即為所求的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重向量，即為權(quán)重向量所對(duì)應(yīng)的特征根。由于在建立判斷矩陣時(shí)，采用專家個(gè)人感覺、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀判斷，會(huì)存在指標(biāo)值不一致的情況，因此需要對(duì)判斷矩陣的一致性進(jìn)行驗(yàn)證，得到一致性指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)表2查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，并計(jì)算一致性比例，當(dāng)CI/RI<0時(shí)，可認(rèn)為經(jīng)過(guò)行業(yè)專家評(píng)判得到的判斷矩陣滿足要求，否則需要重新評(píng)分建立，通過(guò)上述步驟可以得到二級(jí)指標(biāo)層中各因素的權(quán)重。

同理，根據(jù)準(zhǔn)則層中各元素與因素層中各元素的關(guān)系，分別建立一級(jí)指標(biāo)與二級(jí)指標(biāo)間的比較矩陣B-C，計(jì)算相應(yīng)矩陣的權(quán)重向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最終得到各準(zhǔn)則層中的因素權(quán)重。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)取值

2.3.2 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重并排序

將層次分析法建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的每一個(gè)因素作為決策單元，輸入值定義為1，判斷矩陣中的每一列作為對(duì)應(yīng)決策單元的輸出值。運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的CCR模型求解最優(yōu)值hij，以評(píng)價(jià)各單元的相對(duì)有效性，也就是指標(biāo)的權(quán)重值。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型（D）為

式中，yrj表示第j個(gè)評(píng)價(jià)單元相對(duì)輸出指標(biāo)i的產(chǎn)出量，由于式（1）為分式規(guī)劃模型，不能直接計(jì)算，故令，將式（1）化為線性規(guī)劃模型：

式中，由于輸入指標(biāo)將其定為了1，故xj表示輸入值，yj=（y1j，y2j，...，ysj）表示輸出值，由于各個(gè)輸入輸出指標(biāo)地位不同，故需要賦予每個(gè)輸入和輸出恰當(dāng)?shù)臋?quán)重。設(shè)輸入權(quán)向量為，輸出權(quán)向量為，通過(guò)線性規(guī)劃模型可以求出各指標(biāo)參數(shù)的權(quán)重值。

本文將輸入指標(biāo)取了固定值方便計(jì)算比較，故上式DEA模型還可轉(zhuǎn)換為：

表示所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣集合，即該模型的輸出指標(biāo)集合，yir表示第r個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)應(yīng)第i種輸出的量，為第r個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的輸入量，為第r個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)輸出指標(biāo)i的輸出權(quán)重。將每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的輸出值和權(quán)重分別帶入簡(jiǎn)化線性規(guī)劃模型中，即可評(píng)價(jià)因素指標(biāo)的總體輸出量W=（W1，W2，...，Wn）［2］，即各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

本文基于綿陽(yáng)科技城集中發(fā)展區(qū)綜合管廊項(xiàng)目進(jìn)行研究。該項(xiàng)目采用分片預(yù)制裝配式，全長(zhǎng)33.654 km，整個(gè)發(fā)展區(qū)里涵蓋了4條綜合管廊項(xiàng)目，入廊管線包含電力電纜、通信光纜線、給水管、中水管和燃?xì)夤芫€，其中污水管和燃?xì)夤懿捎镁植咳肜鹊姆绞健?/p>

3.2 綿陽(yáng)科技城綜合管廊項(xiàng)目施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的判斷，采用1-9標(biāo)度法對(duì)一級(jí)指標(biāo)因素進(jìn)行相互評(píng)價(jià)比較，建立一級(jí)指標(biāo)評(píng)分矩陣：

再通過(guò)準(zhǔn)則層與因素層的關(guān)系，分別構(gòu)造判斷矩陣B1-C、B2-C、B3-C、B4-C：

以B2C矩陣為例，帶入簡(jiǎn)化線性規(guī)劃模型中求解模型的最優(yōu)解，即各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值：

表3 各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

由表3可知，在綜合管廊項(xiàng)目施工階段準(zhǔn)則層的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)排序由高到低依次是B3（管線風(fēng)險(xiǎn)）、B1（土石方開挖風(fēng)險(xiǎn)）、B2（防水風(fēng)險(xiǎn)）、B4（設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)）。

4 結(jié)論

基于層次分析法AHP 和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析DEA對(duì)綿陽(yáng)科技城綜合管廊項(xiàng)目施工階段的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合分析，得到以下結(jié)論：

1）從風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重來(lái)看，管線風(fēng)險(xiǎn)是綜合管廊施工階段的最大風(fēng)險(xiǎn)因素，其次是土石方開挖風(fēng)險(xiǎn)，再是防水風(fēng)險(xiǎn)，最后是設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)數(shù)據(jù)可以看出管線風(fēng)險(xiǎn)中管線存在可燃?xì)怏w泄露或漏電導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重是最大的，是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理中要引起重視的部分。同時(shí)，雖然土石方開挖風(fēng)險(xiǎn)和防水風(fēng)險(xiǎn)占比不大，但也要對(duì)其引起注意，是不可忽略的一部分。

2）在12個(gè)指標(biāo)因素中，管廊滲水所占總權(quán)重最高，說(shuō)明在綜合管廊的施工階段要對(duì)管廊的滲水做好處理，防止高風(fēng)險(xiǎn)的因素發(fā)生，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。其次，管線中可燃?xì)怏w泄露或漏電導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重排序第二，這也是我們?cè)谑┕み^(guò)程中應(yīng)該著重考慮的地方，一旦發(fā)生這樣的危險(xiǎn)，將帶來(lái)不可估量的損失。此外，管線閥門、管件安裝不合理所占權(quán)重最低，這同時(shí)也是綜合管廊施工階段應(yīng)該最先也是最容易解決的問(wèn)題。

3）通過(guò)2種分析方法的結(jié)合，可以有效避免層次分析法中專家主觀因素的影響，以最客觀的方式對(duì)綜合管廊施工階段的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)也改善了傳統(tǒng)DEA方法無(wú)法考慮決策者偏好的弊端。運(yùn)用該模型可以找到施工過(guò)程中影響最大的風(fēng)險(xiǎn)因素，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)防，找到風(fēng)險(xiǎn)管理中的側(cè)重點(diǎn)，有針對(duì)性的預(yù)防規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。