基于信息熵理論的水利工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用分析

田 波

（吉林省水利防汛搶險(xiǎn)大隊(duì)，130022，長(zhǎng)春）

水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)是指在整個(gè)項(xiàng)目周期中可能會(huì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、環(huán)境、項(xiàng)目雙方利益等產(chǎn)生不良影響的事件，該類事件的發(fā)生會(huì)造成社會(huì)效益、環(huán)境效益以及經(jīng)濟(jì)效益一方面或多方面的損失。水利工程項(xiàng)目與其他工程項(xiàng)目相比，除不確定性、危害性以及破壞性等共性特點(diǎn)外，還具有其自身獨(dú)有的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為水利工程專業(yè)性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)源多及監(jiān)管困難等多個(gè)方面。以某水利樞紐工程為例，采用信息熵理論對(duì)水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別評(píng)估，并有針對(duì)性地提出水利工程風(fēng)險(xiǎn)控制的措施。

一、水利工程風(fēng)險(xiǎn)因素分析

水利工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管控遵循以下關(guān)系，如圖1所示。

圖1 水利工程風(fēng)險(xiǎn)管控關(guān)系圖

水利工程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別為風(fēng)險(xiǎn)管控流程中的起始環(huán)節(jié)，是指利用相關(guān)工作人員的理論知識(shí)，對(duì)項(xiàng)目中潛在的包含財(cái)產(chǎn)損失、人身?yè)p害等在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判斷的過(guò)程，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別也是風(fēng)險(xiǎn)管控的前提。實(shí)際工程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別常用方法包括核對(duì)表法、頭腦風(fēng)暴法、流程圖法、德爾菲法、情景分析法、敏感性分析法、工作分解結(jié)構(gòu)法、事故樹分析法等，而對(duì)應(yīng)的水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的對(duì)象則主要分為管理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境等四個(gè)方面。綜合采用德爾菲法與情景分析法等方法對(duì)某水利樞紐工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，得出如圖2所示的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別結(jié)構(gòu)圖。

圖2 某水利樞紐項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別結(jié)果

二、水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1.水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)機(jī)制應(yīng)用于水利工程項(xiàng)目的管理，在國(guó)外已擁有較為成熟的體系，但是針對(duì)國(guó)內(nèi)水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)施仍存在不足。

（1）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論體系不健全

我國(guó)目前尚無(wú)系統(tǒng)的水利工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指導(dǎo)力度嚴(yán)重不足且多是照本宣科地參照國(guó)外評(píng)價(jià)理論，未全面考慮我國(guó)的實(shí)際國(guó)情面。尤其對(duì)于一些中小型水利工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論及手段簡(jiǎn)陋，導(dǎo)致工程事故風(fēng)險(xiǎn)未能有效識(shí)別評(píng)估進(jìn)而引發(fā)工程事故。

（2）風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)薄弱

目前，水利工程風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)普遍薄弱，基層工程管理和技術(shù)人員風(fēng)險(xiǎn)管控隨意性強(qiáng)，在許多水利工程項(xiàng)目中，風(fēng)險(xiǎn)管理僅僅是作為應(yīng)對(duì)上級(jí)檢查的手段，相應(yīng)工程人員缺乏責(zé)任心和風(fēng)險(xiǎn)管理的專業(yè)知識(shí)，忽視風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)項(xiàng)目順利開展的重要性。

鑒于目前水利工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中存在的問(wèn)題，采用適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)理論和方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。針對(duì)水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，采用信息熵理論對(duì)工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析與評(píng)估。

2.基于信息熵理論的評(píng)估模型構(gòu)建

（1）信息熵理論基本原理

在水利工程各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別結(jié)果中，工程管理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等方面均屬于信息源。在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中所能獲得信息量的多少以及精確度具有不確定性，因此，在實(shí)際工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中采用信息熵理論進(jìn)行分析，具有提高項(xiàng)目信息準(zhǔn)確度及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估精度的優(yōu)勢(shì)。在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中的信息流傳輸過(guò)程中，應(yīng)遵循先將信息輸入集輸入信息處理系統(tǒng)，之后輸出信息輸出集X的流程。信息熵理論的核心內(nèi)容為確定信息處理系統(tǒng)的函數(shù)表達(dá)式，在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，X和Y分別代表信息的輸出和輸入端集合。輸入端集合的信息在經(jīng)過(guò)信息處理系統(tǒng)后，其熵值將發(fā)生變化。當(dāng)熵值越大時(shí)，表示該事件發(fā)生的隨機(jī)性越大，采用已經(jīng)提供的信息所獲取針對(duì)該事件的預(yù)測(cè)精度越小。通常情況下，計(jì)算所得指標(biāo)的熵權(quán)與熵值成反比，熵值越小則該評(píng)價(jià)指標(biāo)越重要。因此，熵權(quán)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵即針對(duì)被評(píng)估對(duì)象在整個(gè)指標(biāo)體系內(nèi)的相對(duì)差異性進(jìn)行評(píng)估。

（2）信息熵理論模型構(gòu)建

采用信息熵理論針對(duì)水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其最終目標(biāo)為構(gòu)建一個(gè)完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重確定。因此，應(yīng)首先確定某風(fēng)險(xiǎn)事件 X：｛x1，x2，…，xr｝的先驗(yàn)概率空間以及權(quán)重-概率空間。可由P（X）表示該風(fēng)險(xiǎn)事件客觀發(fā)生概率，Q（X）表示該風(fēng)險(xiǎn)事件主觀發(fā)生的綜合權(quán)重系數(shù)，qi表示該風(fēng)險(xiǎn)事件的綜合權(quán)重-概率的系數(shù)，（wi）k表示相對(duì)權(quán)重因子，wk表示準(zhǔn)則權(quán)重因子，wi表示綜合權(quán)重因子。

相對(duì)權(quán)重因子的確定，應(yīng)首先確定其基本量的相對(duì)權(quán)重關(guān)系表，之后再對(duì)模型中各個(gè)事件的權(quán)重進(jìn)行表達(dá)，其中，相對(duì)權(quán)重關(guān)系可如表1所示。

由表1可以建立關(guān)于多評(píng)價(jià)指標(biāo)的階方陣。在所有項(xiàng)判斷準(zhǔn)則中，準(zhǔn)則的重要程度所占比重為wk，并有，進(jìn)而可求得某風(fēng)險(xiǎn)事件的重要因子。綜上所述，通過(guò)計(jì)算事件xi在所有事件中所占的比重，即可確定其風(fēng)險(xiǎn)分布，進(jìn)而確定其在整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別中的風(fēng)險(xiǎn)重要程度。

3.信息熵理論模型應(yīng)用

針對(duì)某水利樞紐項(xiàng)目應(yīng)用信息熵理論模型，對(duì)項(xiàng)目所涉及的風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行評(píng)估。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與判斷流程為：確定事件相對(duì)權(quán)重值表→確定A-Y判斷矩陣并得出各權(quán)重系數(shù)→依次確定（Yn-X，n=1，2，3，4）判斷矩陣并得出各權(quán)重系數(shù)→建立概率梯度評(píng)價(jià)等級(jí)→得出評(píng)估結(jié)論，僅列出該水利樞紐工程A-Y判斷矩陣作為算例進(jìn)行說(shuō)明，判斷矩陣表述具體如表2所示。

由A-Y判斷矩陣得出該水利樞紐工程各指標(biāo)權(quán)重如下：w1=0.312 4，w2=0.152 0，w3=0.232 4，w4=0.303 2，并依此類推得出 （Yn-X，n=1，2，3，4）四個(gè)判斷矩陣及其相應(yīng)權(quán)重。

4.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

依據(jù)信息熵模型計(jì)算所得各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)可知，圖2所列x1～x13共13項(xiàng)水利樞紐工程項(xiàng)目識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)中，合同管理風(fēng)險(xiǎn)、物價(jià)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)以及施工方案風(fēng)險(xiǎn)此3項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)占據(jù)工程總風(fēng)險(xiǎn)的80%以上，在工程風(fēng)險(xiǎn)管控時(shí)應(yīng)當(dāng)著重注意控制。在工程識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)中，以合同風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重最大，應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性地提出合同風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的相應(yīng)措施和詳細(xì)方案。

三、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制措施

水利工程涉及參建單位多，施工難度高，投資額度大，水利建設(shè)單位需與多方簽訂相應(yīng)合同，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素呈多樣化及不確定性的特征。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管控質(zhì)量直接影響水利工程的成本控制、質(zhì)量管控、施工進(jìn)度控制以及施工安全等方面，因此，依據(jù)信息熵理論模型計(jì)算所得水利工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，提出針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)特征的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

表1 兩事件相對(duì)權(quán)重值

表2 判斷矩陣

1.管理風(fēng)險(xiǎn)管控措施

水利工程項(xiàng)目總包方與分包商以及采購(gòu)方在進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)合約的簽訂時(shí)，對(duì)于潛在的如違約、逾期等風(fēng)險(xiǎn)宜采取規(guī)避措施，常見的做法包括：①嚴(yán)格審查準(zhǔn)入條件，對(duì)分包商和采購(gòu)方資質(zhì)以及信用記錄進(jìn)行嚴(yán)格審查。②在項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地勘察時(shí)，分多次反復(fù)進(jìn)行會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目工期以及相應(yīng)的勘察費(fèi)用增加，可通過(guò)資金儲(chǔ)備的方式來(lái)緩沖此類潛在風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失。③總包方在進(jìn)行合同管理時(shí)對(duì)于合同中模棱兩可的內(nèi)容應(yīng)采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)自留措施，預(yù)備好風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急方案，確保在突發(fā)情況下工程能夠順利開展。

2.經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)管控措施

水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源為勞動(dòng)力、工程材料、施工機(jī)械等價(jià)格波動(dòng)造成的施工成本波動(dòng)。一般情況下可以采取如下措施：①參建單位宜采取風(fēng)險(xiǎn)自留措施，對(duì)施工過(guò)程中的材料、機(jī)械以及勞動(dòng)力使用進(jìn)行優(yōu)化配置，加強(qiáng)成本管控，提出相應(yīng)的成本節(jié)約方案。②參建單位對(duì)于匯率波動(dòng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，同樣可以采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)自留措施。例如可在合同中規(guī)定匯率保值條款來(lái)降低相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的損害，而資金風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避和減緩主要采用第三方擔(dān)保等措施。

3.技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管控措施

水利工程項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與減緩可采取如下措施：①參建單位可按照合同規(guī)定進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移，當(dāng)發(fā)生由于技術(shù)問(wèn)題所導(dǎo)致的工期延誤、成本增加等問(wèn)題時(shí)，參建單位應(yīng)及時(shí)分清責(zé)任方，并依據(jù)合同條款進(jìn)行索賠。②對(duì)于項(xiàng)目采用的新工藝以及新技術(shù)，參建單位應(yīng)當(dāng)制定詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施，準(zhǔn)備好相應(yīng)的應(yīng)急方案，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工人員進(jìn)行新技術(shù)、新工藝的培訓(xùn)，嚴(yán)控施工質(zhì)量從而降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。③水利工程工藝操作流程的確定應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)專家的嚴(yán)格評(píng)審，方可采用，同時(shí)應(yīng)確保施工材料進(jìn)場(chǎng)送檢，嚴(yán)把施工材料質(zhì)量關(guān)。

四、結(jié) 語(yǔ)

水利工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有利于項(xiàng)目施工方與管理方針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的有效規(guī)避，從而降低風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失。采用信息熵理論模型對(duì)某水利樞紐工程進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)因素的辨識(shí)評(píng)估，探究了各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的權(quán)重風(fēng)險(xiǎn)程度，并有針對(duì)性地提出了水利工程項(xiàng)目管理、經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等主要風(fēng)險(xiǎn)的管控措施，對(duì)于水利工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制具有一定指導(dǎo)意義。 ■