袁 維，黃 山，雍秀珍

（蘭州交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050，E-mail：huangshan02120@126.com）

建設(shè)項目投資超概算一直是中國建筑行業(yè)的一個通病，據(jù)統(tǒng)計，近年來，財政資金投資項目超設(shè)計概算現(xiàn)象較為明顯，工程超預(yù)算的幅度較大，導(dǎo)致財政資金對建設(shè)投資失去控制，對建設(shè)投資造成一定影響[1]。對于超概算這一問題，業(yè)主和承包商通常選擇如何去處理超概算所帶來的后續(xù)問題，很少有人去反思怎樣從整個建設(shè)過程中去控制概算。因此，對概算管理風(fēng)險進(jìn)行研究極為重要。由于建設(shè)項目存在建設(shè)周期較長，建設(shè)規(guī)模大、不確定性因素多等特點，因此，在分析概算管理風(fēng)險因素時，需要充分考慮這些因素之間的內(nèi)在關(guān)系，確定關(guān)鍵的風(fēng)險因素，來幫助管理者將注意力集中在項目收益獲得最優(yōu)效果的主要控制點上。

目前對于概算管理風(fēng)險研究的方法主要有理論研究邏輯推理[2~4]、決策實驗室法[5]、模糊綜合評價法[6]及結(jié)構(gòu)方程SEM[7，8]。前面3 種方法主要還是依靠專家訪談和調(diào)查問卷，這種方法不僅需要花費大量的時間，并且無法確定因素之間內(nèi)部傳遞關(guān)系很難找到阻止風(fēng)險傳播的關(guān)鍵控制點[9]，結(jié)構(gòu)方程SEM 雖然系統(tǒng)地構(gòu)建了風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)但這種方法只從局部的角度分析關(guān)系，集中于點對點，未能進(jìn)一步挖掘出內(nèi)在的網(wǎng)絡(luò)信息，從而不能幫助管理者從整體的角度理解問題的機(jī)理。在現(xiàn)有的概算管理研究中，很少有學(xué)者基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的視角下系統(tǒng)地分析各風(fēng)險因素間的相互關(guān)系和整體風(fēng)險。許多國內(nèi)外學(xué)者在風(fēng)險工程領(lǐng)域的研究中強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)思維，綜合考慮風(fēng)險系統(tǒng)中風(fēng)險之間的傳遞和擴(kuò)散，重視利用網(wǎng)絡(luò)識別系統(tǒng)整體的關(guān)鍵風(fēng)險[10]。張芹等[11]構(gòu)建了質(zhì)量因素控制網(wǎng)絡(luò)，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)知識確定了需要預(yù)防的關(guān)鍵質(zhì)量因素減少了質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。馮繼偉等[12]將復(fù)雜網(wǎng)理論用于水利工程人為風(fēng)險分析，通過確定關(guān)鍵的人為因素去降低水利工程風(fēng)險率。劉金濤等[13]將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論用于高鐵信號系統(tǒng)危險致因評價中，實現(xiàn)了對危險致因的風(fēng)險評價。張偉等[14]將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到塔吊安全事故的致因分析中，確定了導(dǎo)致塔吊安全事故的關(guān)鍵致因。

上述研究表明，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對于風(fēng)險因素的分析有較好的效果。本文將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)用于概算管理風(fēng)險分析，構(gòu)建風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型；基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，研究概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)特性，挖掘風(fēng)險因素之間的規(guī)律并提出相應(yīng)的建議。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建概算管理風(fēng)險度評估模型，根據(jù)得出的指標(biāo)，提出針對性的風(fēng)險控制措施，為概算的編制和控制提供了參考。本文推進(jìn)了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在建設(shè)項目概算管理中的研究，拓寬了概算管理的理論方法，在一定程度上節(jié)約項目的建設(shè)投資。

1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及指標(biāo)

1.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡介

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論是以圖論為基礎(chǔ)，利用節(jié)點和邊線描述系統(tǒng)中各主體和內(nèi)部演化過程，以此研究復(fù)雜系統(tǒng)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[15]。因此，可以將概算管理風(fēng)險因素視作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，節(jié)點與節(jié)點之間的聯(lián)系看作網(wǎng)絡(luò)模型的邊，以此為基礎(chǔ)來構(gòu)造復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。

1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)統(tǒng)計指標(biāo)

（1）節(jié)點的度。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)里節(jié)點i與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點連邊的條數(shù)稱之為節(jié)點的度。對于有向網(wǎng)絡(luò)來說，按照傳播方向，節(jié)點的度又包括節(jié)點的入度和節(jié)點的出度[12]。節(jié)點的入度值與出度值之和稱為節(jié)點的總度。當(dāng)一個節(jié)點的總度越大，就表示該節(jié)點越重要。

（2）網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度。網(wǎng)絡(luò)直徑是指網(wǎng)絡(luò)模型中任意兩個節(jié)點之間距離的最大值。平均路徑長度指網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點對之間步數(shù)的平均值。平均路徑越短，影響在節(jié)點間傳播的速度就越快[16]。

（3）聚類系數(shù)。聚類系數(shù)是一種局部指標(biāo)，說明網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點趨于聚集在一處，表示出了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的聚集狀況[16]。

（4）中介中心性。節(jié)點的中介中心性指網(wǎng)絡(luò)中每個最短路徑中經(jīng)過該節(jié)點的數(shù)量百分比，反映相應(yīng)的節(jié)點在整個網(wǎng)絡(luò)中的功能與地位[16]。

2 概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)收集與識別

收集整理了近年來35 份投資超概算管理案例和50 篇概算管理分析文獻(xiàn)，提取出影響概算管理的44 個風(fēng)險因素并按照全過程建設(shè)的4 個階段進(jìn)行整理分類，如表1 所示。并根據(jù)案例分析，提取出各風(fēng)險因素之間存在的聯(lián)系。部分風(fēng)險因素和關(guān)系識別如表2 所示。

表1 概算管理風(fēng)險因素

表2 部分風(fēng)險因素的識別和關(guān)系提取

2.2 概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

在研究概算管理風(fēng)險因素時，若將識別出來的各個因素看作“節(jié)點”，每個因素之間的相互作用、相互影響看作“邊”，則可以將其視為由許多相互關(guān)聯(lián)的風(fēng)險因素所構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。用鄰接矩陣的方法可以定義節(jié)點i與節(jié)點j之間關(guān)系為Rij，若節(jié)點i和節(jié)點j之間有邊相連，則Rij=1（即表示風(fēng)險因素i和j之間有一定的聯(lián)系），否則Rij=0，定義L 為概算管理風(fēng)險事故（超概算）。將完整的鄰接矩陣輸入到軟件UCI-net6 中，利用NetDraw 繪制網(wǎng)絡(luò)模型，最終構(gòu)建的風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型包括45 個節(jié)點150 條邊，如圖1 所示。

圖1 概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)可視化

3 概算管理風(fēng)險分析

根據(jù)概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)圖，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行分析，大多數(shù)風(fēng)險因素會受到其他多個因素的影響，證明了風(fēng)險事故發(fā)生是多個因素相互關(guān)聯(lián)耦合的結(jié)果。同時，各個風(fēng)險因素之間也存在相互影響的關(guān)系。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相關(guān)指標(biāo)對概算管理風(fēng)險進(jìn)行分析，能夠確定關(guān)鍵風(fēng)險因素，采取相關(guān)的措施，可以降低風(fēng)險事故發(fā)生的概率。

3.1 網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度

構(gòu)建概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型中的網(wǎng)絡(luò)直徑為5，平均路徑長度為2.1，表明每個風(fēng)險因素傳播其負(fù)面影響只需要兩步，同也時說明了風(fēng)險因素之間緊密聯(lián)系，很容易導(dǎo)致超概算情況。所以，必須從整體考慮各因素之間的關(guān)系，采取科學(xué)的預(yù)防應(yīng)急機(jī)制，才能有效地控制概算。

3.2 節(jié)點度

統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)模型圖中各節(jié)點的出度、入度如圖2所示，其中節(jié)點R10、R32、R35、R44 的入度較大分別為16、13、13、18，入度值越大，其他節(jié)點對這些節(jié)點的影響也就越大，容易觸發(fā)多通道到達(dá)路徑的形成，因此控制起來難度比較大。R2、R28、R30 這3 個節(jié)點的出度較大分別為11、8、7，出度大的節(jié)點表明這些節(jié)點可以導(dǎo)致其他節(jié)點發(fā)生，具有向外擴(kuò)散的不穩(wěn)定因素，因此控制這些節(jié)點可以提高概算管理效率，有效地降低風(fēng)險事故的發(fā)生。整個致因網(wǎng)絡(luò)的平均節(jié)點度為3.3，即每個節(jié)點平均連接著3 個風(fēng)險因素?？偣?jié)點度越大，表明與他們相連接的風(fēng)險因素多且復(fù)雜，同時也說明控制這些風(fēng)險因素對概算管理具有極其重要的作用。

圖2 風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點度

3.3 聚類系數(shù)

聚類系數(shù)可以表示網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的聚集程度。聚類系數(shù)值基于Ucinet 軟件計算。在概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型中平均聚類系數(shù)為0.1950，每一個節(jié)點的聚類系數(shù)值如圖3 所示，從下圖中可以看出R36、R41、R43 的數(shù)值較大，說明這些節(jié)點與周圍其他節(jié)點聯(lián)系比較緊密，因此在對這幾個風(fēng)險因素進(jìn)行處理時，要特別注意他們與周圍節(jié)點之間的關(guān)系，否則可能會由于一個風(fēng)險節(jié)點的狀態(tài)發(fā)生改變而引起一系列的連鎖反應(yīng)。

圖3 風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點聚類系數(shù)值

3.4 中介中心性

構(gòu)建概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)中各風(fēng)險因素的中介中心度如圖4 所示，圖中有16 個風(fēng)險節(jié)點的中介中心性值為0，說明這些節(jié)點沒有處于其他節(jié)點對的路徑上。圖中節(jié)點R10、R16 的值較大，說明這2 個節(jié)點的風(fēng)險路徑比較多，對整個網(wǎng)絡(luò)的影響較大，有效地控制這些節(jié)點可以切斷風(fēng)險傳播的路徑，避免超概算事件的發(fā)生。

圖4 節(jié)點的中介中心性

4 概算管理風(fēng)險控制

上述分析基于0-1 矩陣得出，表明對關(guān)鍵風(fēng)險節(jié)點進(jìn)行積極監(jiān)控，可以降低概算管理風(fēng)險的發(fā)生。但模型僅能考慮風(fēng)險因子間是否會有影響作用，無法考慮到在實際情況下風(fēng)險傳播的頻率，為進(jìn)一步度量概算管理風(fēng)險因素發(fā)生概率并科學(xué)評估和控制超概算風(fēng)險，引入風(fēng)險度評估模型[17]。

4.1 風(fēng)險度評估模型

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中某條邊的風(fēng)險度等于該邊的發(fā)生概率、風(fēng)險損失程度與該邊脆弱度的乘積。

式中，Ra-b為邊a-b的風(fēng)險度，節(jié)點b受到節(jié)點a影響而產(chǎn)生；Pa-b表示風(fēng)險因素a引起b發(fā)生的概率；Qb表示風(fēng)險節(jié)點的損失；Va-b表示風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)中邊的脆弱度。

（1）發(fā)生概率。Pa-b為風(fēng)險節(jié)點a造成風(fēng)險節(jié)點b發(fā)生的概率，各個風(fēng)險節(jié)點之間傳播概率P由超概算事件統(tǒng)計分析，再結(jié)合專家意見得出。

（2）風(fēng)險損失程度。Qb為風(fēng)險節(jié)點b造成的損失[17]。本文基于復(fù)雜網(wǎng)路理論，將概算管理風(fēng)險模型抽象為一個無權(quán)有向的風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，節(jié)點的度代表風(fēng)險節(jié)點的損失程度，其值等于該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中節(jié)點的出度和入度之和，即上述各風(fēng)險因素的總度。

（3）連接邊的脆弱性。Va-b為風(fēng)險傳播網(wǎng)絡(luò)連接邊ab脆弱度[17]。邊的脆弱性是指把網(wǎng)絡(luò)中某條邊刪去，觀察其對風(fēng)險傳播網(wǎng)絡(luò)的破壞程度，即風(fēng)險節(jié)點之間相互影響的程度，邊的脆弱度越大，那么刪去此邊后對網(wǎng)絡(luò)的破壞程度越大。風(fēng)險鏈中邊的脆弱性計算如下：

式中，Bk表示邊k的介數(shù)值；Lk表示邊k被刪去后網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度；Hk表示邊k被移去后網(wǎng)絡(luò)的連通度；在有向風(fēng)險傳播網(wǎng)絡(luò)中連通度表示移除邊k后可以連通的節(jié)點數(shù)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲锌偣?jié)點數(shù)的比值[18]，計算公式如下：

式中，Hk為去除邊k后網(wǎng)絡(luò)的連通性；Nk為去除邊k后可連接的節(jié)點數(shù)；N為原網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點總數(shù)。

4.2 概算管理風(fēng)險度及控制參考措施

基于式（1）~式（4）用Matlab 進(jìn)行編程計算圖1 中150 條邊的風(fēng)險度指標(biāo)，并列舉了前10 條風(fēng)險度最大的邊，如表3 所示。其中Ri~Rj表示節(jié)點i指向節(jié)點j的邊，具體節(jié)點編號已在表1 給出。

表3 風(fēng)險度最大的10 條邊

由表3 可知，風(fēng)險度最大的邊為設(shè)計變更-工程變更，并且風(fēng)險度計算出來的結(jié)果更加注重與設(shè)計變更和概算編制不準(zhǔn)確相聯(lián)系的邊，且與上述概算管理風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型對中介中心性研究所得出的結(jié)論一致。其中風(fēng)險度最大的前10 條邊中有8 條邊都處在前期策劃階段和設(shè)計階段，說明對前期策劃階段和設(shè)計階段發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行及時斷鏈，能夠有效地防止超概算事件的發(fā)生。因此，風(fēng)險發(fā)生前可根據(jù)風(fēng)險度模型計算出高風(fēng)險路徑進(jìn)行風(fēng)險排查和防范，風(fēng)險發(fā)生后及時切斷風(fēng)險度較大的關(guān)鍵邊，進(jìn)而防止風(fēng)險繼續(xù)傳播及時止損，實現(xiàn)風(fēng)險控制。按照風(fēng)險度評估指標(biāo)，對以上風(fēng)險度較高的前10 條傳播鏈提出斷鏈參考措施，如表4 所示。

表4 風(fēng)險度較大邊的斷鏈措施

5 結(jié)語

基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)統(tǒng)計指標(biāo)對概算管理風(fēng)險進(jìn)行分析得出：設(shè)計變更、工期延誤、施工索賠和施工成本增加為概算管理風(fēng)險中的關(guān)鍵因素；風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型的平均路徑長度和平均聚類系數(shù)值較小，說明當(dāng)風(fēng)險節(jié)點的狀態(tài)發(fā)生改變時，風(fēng)險節(jié)點的不良影響將在網(wǎng)絡(luò)中很快傳播；對設(shè)計變更、概算編制不準(zhǔn)確等中介中心性值較大的風(fēng)險節(jié)點進(jìn)行控制，可以切斷風(fēng)險的傳播，有效預(yù)防超概算事件的發(fā)生。建立了概算管理風(fēng)險度評估模型，通過對模型指標(biāo)的計算，獲得了各風(fēng)險因素間連邊的風(fēng)險度，列出了風(fēng)險度較大的前10 條邊，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險度較大的邊大多處于前期策劃階段和設(shè)計階段，表明對前期階段和設(shè)計階段已經(jīng)發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行及時斷鏈能夠最大限度地預(yù)防超概算事件的發(fā)生。并針對風(fēng)險度較大的邊給出了相應(yīng)的斷鏈參考措施，為概算管理風(fēng)險控制提供了參考。