張玲 ZHANG Ling
(武漢城市發(fā)展集團有限公司,武漢 430023)
近年來,隨著我國城市地下空間不斷被開發(fā),我國土地資源的集約、立體、綜合利用呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢。隨著城市綜合管廊大量建設(shè)及地下空間的復(fù)雜性,存在的問題日益凸顯。綜合管廊在全生命周期受到諸多條件因素的制約和干擾,存在大量的風(fēng)險因素。其投資規(guī)模大,建設(shè)運營周期長,參與方眾多,各單位各環(huán)節(jié)管理之間缺乏統(tǒng)籌與協(xié)調(diào),管廊在建設(shè)各個階段均存在不同風(fēng)險源。目前國內(nèi)外文獻研究涉及規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維各個階段,針對某一階段或某一個體因素開展研究較多,針對全生命周期系統(tǒng)性風(fēng)險研究較少;現(xiàn)有針對風(fēng)險研究的理論與方法多樣化,但存在理論性偏重,計算較為繁瑣,與項目實際應(yīng)用結(jié)合較少等問題。本文結(jié)合理論與實踐對綜合管廊全生命周期風(fēng)險評估進行研究,探索快捷、適用、科學(xué)的研究方法,為系統(tǒng)性加強綜合管廊風(fēng)險管控提供參考依據(jù)。
風(fēng)險評估是量化測評某一事件或事物帶來的影響或損失的可能程度,是風(fēng)險分析與評價的全過程,包括風(fēng)險識別、風(fēng)險估計、風(fēng)險評價。風(fēng)險評估的主要任務(wù)包括:識別評估對象可能存在的潛在風(fēng)險,評估風(fēng)險因素發(fā)生的可能性及由此造成的影響;研究防止或減少不利影響而采取一系列活動。
1.2.1 層次分析法(Analytic Hierarchy Process) 層次分析法是美國運籌學(xué)家匹茲堡大學(xué)的T.L.Saaty 教授20世紀(jì)70 年代提出的一種定性和定量分析相結(jié)合的層次權(quán)重決策分析方法。它根據(jù)問題的性質(zhì)和要求達到的總目標(biāo)將問題分解成不同的分目標(biāo)、子目標(biāo),按目標(biāo)間的相互關(guān)聯(lián)影響及隸屬關(guān)系分組,形成多層次的結(jié)構(gòu),通過兩兩比較的方式確定層次中各個目標(biāo)的相對重要性。
1.2.2 模糊綜合評價法(Fuzzy Comprehensive Evaluation Method) 模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價方法。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價,對受到多種因素制約的研究對象作出總體評價。該方法能較好地解決模糊的、難以量化的問題,適合各種非確定性問題的解決。
1.2.3 YAAHP 軟件 YAAHP 軟件是一種基于層次分析法的可視化建模與計算輔助分析軟件,具有建立層次模型、判斷矩陣數(shù)據(jù)錄入、計算排序權(quán)重、導(dǎo)出數(shù)據(jù)及靈敏度分析等功能,隨著軟件的不斷發(fā)展,從10.0 版本開始提供了模糊綜合評價法的支持,并與現(xiàn)有的層次分析法功能高度集成。由于綜合管廊全生命周期風(fēng)險因素較多,AHP+FCE 分析法計算量大,本文借助YAAHP 軟件繪制層次模型并對其實現(xiàn)計算,節(jié)省了大量的矩陣計算步驟及時間,方便快捷,大大提高了工作效率,使研究人員能夠把注意力集中在研究決策的問題上。
1.2.4 風(fēng)險評價矩陣(Risk Assessment Matrix) 采用風(fēng)險評價矩陣評價風(fēng)險大小,也稱概率-影響矩陣(Probability - Impact Matrix PIM),可直觀反映出風(fēng)險影響程度大小。根據(jù)風(fēng)險因素影響程度大小,將風(fēng)險劃分為微?。∟)、較?。↙)、一般(M)、較大(H)、重大(S)五個等級,對應(yīng)風(fēng)險矩陣圖相應(yīng)的區(qū)域。
武漢市某地下綜合管廊項目位于武漢市中心城區(qū),是該區(qū)域重要的基礎(chǔ)設(shè)施配套工程。本綜合管廊設(shè)計使用年限為100 年,項目建設(shè)周期為5 年。主要建設(shè)內(nèi)容包括管廊主體及節(jié)點、控制中心、附屬工程等。入廊管線涵蓋了給水管、電力電纜、通信線纜、中水管、污水壓力管、熱力管線等,配備消防、通風(fēng)、供電、照明、監(jiān)控與報警、排水等系統(tǒng)配套設(shè)施。該項目地質(zhì)及場地條件復(fù)雜,沿線穿越地鐵車站、地鐵區(qū)間隧道、運行鐵路、高架橋梁、明渠、管線等構(gòu)筑物和現(xiàn)狀道路。項目建設(shè)難度大,風(fēng)險點眾多。
2.2.1 風(fēng)險識別(Risk Identification) ①風(fēng)險因素識別。通過收集大量文獻及本市地下綜合管廊相關(guān)資料進行分析、實地調(diào)研、專家訪談,結(jié)合德爾菲法問卷調(diào)查、頭腦風(fēng)暴法等方法,對項目產(chǎn)生重要影響的風(fēng)險按照風(fēng)險來源和發(fā)生的階段進行分類,識別出綜合管廊項目全生命周期風(fēng)險因素,見表1。②風(fēng)險指標(biāo)體系構(gòu)建。采用歸納分析法,將21 項風(fēng)險因素進一步分類劃分為6 大類風(fēng)險,根據(jù)風(fēng)險因素識別和劃分結(jié)果,構(gòu)建綜合管廊全生命周期風(fēng)險指標(biāo)體系,包括6 個一級指標(biāo)及其內(nèi)容包含的21 個二級指標(biāo),見表2。
表2 綜合管廊項目全生命周期風(fēng)險指標(biāo)體系
2.2.2 風(fēng)險估計(Risk Estimation)
①確定風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重。采用AHP 分析法對表2 中確定的6 個一級指標(biāo)(準(zhǔn)則層)和21 個二級指標(biāo)(指標(biāo)層)評價因素進行兩兩比較評分,確定各指標(biāo)因素權(quán)重,并利用YAAHP10.1 軟件進行一致性檢驗及自動修正,分別計算出準(zhǔn)則層、指標(biāo)層排序權(quán)重及總排序權(quán)重,計算數(shù)據(jù)見表3。②風(fēng)險概率—后果分析。采用模糊綜合評價法(FCE)分別進行風(fēng)險概率和風(fēng)險后果分析。邀請30 位專家對風(fēng)險概率及風(fēng)險后果進行評分,風(fēng)險發(fā)生概率按大、較大、中等、較小、小分為五個等級,對應(yīng)分值分別為5、4、3、2、1;風(fēng)險后果按嚴(yán)重、較嚴(yán)重、中等、不嚴(yán)重、可忽略分為五個等級,對應(yīng)分值分別為5、4、3、2、1。風(fēng)險概率—后果評價計算數(shù)據(jù)見表4,風(fēng)險指標(biāo)層隸屬度見表5。
表3 風(fēng)險指標(biāo)排序權(quán)重表
表5 風(fēng)險指標(biāo)層隸屬度
根據(jù)最大隸屬度原則,即被評價指標(biāo)的風(fēng)險等級為評價結(jié)果向量中隸屬度最大的等級,本次風(fēng)險概率、風(fēng)險后果評價結(jié)果均為中等。
2.2.3 風(fēng)險評價(Risk Assessment) 依據(jù)以上計算結(jié)果,繪制指標(biāo)層風(fēng)險評價矩陣圖,以風(fēng)險發(fā)生概率為縱坐標(biāo),風(fēng)險發(fā)生后果為橫坐標(biāo),發(fā)生概率大且對項目影響后果大的風(fēng)險因素位于矩陣右上角,發(fā)生概率小且對項目影響后果小的風(fēng)險因素位于矩陣左下角,如圖1。
圖1 風(fēng)險評價矩陣圖
從風(fēng)險評價矩陣圖可以看出:本項目風(fēng)險主要分布于一般風(fēng)險(M)區(qū)域和較大風(fēng)險(H)區(qū)域,其中安全生產(chǎn)風(fēng)險、運維安全風(fēng)險位于重大風(fēng)險(S)區(qū)域,風(fēng)險發(fā)生的可能性大,風(fēng)險造成的損失大,需制定重點防范應(yīng)對措施;其中工程技術(shù)風(fēng)險、勘察設(shè)計風(fēng)險、管線入廊不可控風(fēng)險、征地拆遷風(fēng)險、工程成本風(fēng)險、工期延誤風(fēng)險、工程質(zhì)量風(fēng)險位于較大風(fēng)險(H)區(qū)域,風(fēng)險發(fā)生的可能性較大,造成的損失較大,應(yīng)制定防范應(yīng)對措施,防止風(fēng)險對項目產(chǎn)生影響;其余風(fēng)險位于一般風(fēng)險(M)區(qū)域,總體在可控范圍內(nèi),但應(yīng)制定防范措施,時刻關(guān)注風(fēng)險變化。
本研究利用AHP-FCE 分析法并借助YAAHP 輔助軟件對地下綜合管廊全生命周期風(fēng)險因素進行了評估,通過案例驗證了所提出評估方法、理論及流程的可行性、科學(xué)性。以武漢市某綜合管廊為研究背景,采用所提出的風(fēng)險評估方法,以定性與定量相結(jié)合的方式形成一套完整的綜合管廊全生命周期風(fēng)險評估方法,為科學(xué)決策提供依據(jù)。以AHP 法對各項風(fēng)險進行權(quán)重量化分析,確定風(fēng)險權(quán)重集,以FCE 法進行風(fēng)險概率和風(fēng)險后果評價,確定風(fēng)險概率與后果模糊矩陣及權(quán)重,應(yīng)用最大隸屬度法,得出綜合評估結(jié)果。通過YAAHP 軟件的運用簡化了矩陣計算步驟,操作方便快捷,為AHP-FCE 法在風(fēng)險評估上的普遍運用提供了良好的技術(shù)手段。通過建立可視化風(fēng)險矩陣直觀反映出風(fēng)險因素的影響程度,為制定針對性的應(yīng)對措施提供了參考依據(jù)。