基于灰色聚類法的水利工程項目風(fēng)險等級評價

艾世攀，王小麗

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100)

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基于灰色聚類法的水利工程項目風(fēng)險等級評價

艾世攀，王小麗

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100)

構(gòu)建了水利工程項目風(fēng)險評價體系，分別采用德爾菲法和AHP法確定各風(fēng)險指標(biāo)和風(fēng)險因子的權(quán)重，運用基于中心點三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類法，計算各風(fēng)險因子的三角白化權(quán)系數(shù)與各風(fēng)險指標(biāo)的綜合聚類系數(shù)，進而得出各風(fēng)險指標(biāo)的等級，從而確定項目總體風(fēng)險等級。最后結(jié)合水利工程項目案例進行分析與應(yīng)用，為有效預(yù)防和控制水利工程項目風(fēng)險提供了一定的參考。

水利工程；風(fēng)險等級評價；灰色聚類法；中心點三角白化權(quán)函數(shù)

目前，水利工程項目常見的風(fēng)險評價方法有蒙特卡洛模擬法、模糊綜合評價法、層次分析法、熵值法和多目標(biāo)決策法[1]。學(xué)者們采用不同的方法對水利工程項目風(fēng)險進行了分析與評價，HREINSSON等[2]運用蒙特卡洛模擬法對水利工程項目的風(fēng)險進行了分析與決策；葉智峰等[3-4]使用層次分析法對水利工程建設(shè)項目風(fēng)險進行了評價；KUCUKALI[5]運用模糊綜合評價法對河道式水電站項目風(fēng)險進行了評價，并通過風(fēng)險指數(shù)分析得出項目選址和環(huán)境因素為最重要的風(fēng)險因素；孫淑俠[6]構(gòu)建了基于模糊綜合評價法的水利工程項目風(fēng)險評價模型，分析風(fēng)險發(fā)生的概率、產(chǎn)生的后果及不可控程度；楊建斌等[7]將層次分析法和模糊綜合評價法相結(jié)合，對大型水利項目風(fēng)險評價進行了探討。上述方法作為水利工程項目風(fēng)險評價的重要方法，都具有一定的借鑒意義。然而，目前一些文獻對水利工程項目的風(fēng)險評價尚存在著不足之處：①風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重值的確定太過籠統(tǒng)，沒有結(jié)合實際水利工程項目的特點而直接確定風(fēng)險指標(biāo)或風(fēng)險因子的權(quán)重值；②風(fēng)險評價的主觀隨意性太強，評價結(jié)果可能失真。為此，筆者重新構(gòu)建了水利工程項目風(fēng)險評價體系，提出應(yīng)根據(jù)實際水利工程項目特點確定風(fēng)險指標(biāo)和風(fēng)險因子的權(quán)重，并將基于中心點三角白化權(quán)函數(shù)的灰色聚類法運用到水利工程項目的風(fēng)險評價中，以降低風(fēng)險評估過程中的主觀隨意性，為水利工程項目的風(fēng)險預(yù)防和控制提供參考。

1　構(gòu)建水利工程項目風(fēng)險評價體系

水利工程項目不同于其他普通工程項目，其投資額度大、建設(shè)工期長、受自然環(huán)境等諸多風(fēng)險因素的影響。在整個工程項目實施過程中存在諸多風(fēng)險，其中任何一項發(fā)生都有可能導(dǎo)致項目的失敗。因此，必須做好風(fēng)險識別與評價工作，以便更好地預(yù)防和應(yīng)對風(fēng)險，以保證項目能夠順利實施。筆者經(jīng)過大量的文獻資料查詢，并根據(jù)水利工程的特點和風(fēng)險管理的需要，構(gòu)建水利工程項目風(fēng)險評價體系，如圖1所示。

2　確定各風(fēng)險指標(biāo)和風(fēng)險因子權(quán)重

不同類型的水利工程項目，風(fēng)險發(fā)生時對項目的影響程度也不同。因此，各風(fēng)險指標(biāo)和風(fēng)險因子的權(quán)重也不盡相同，以往部分文獻沒有考慮實際水利工程項目特點而籠統(tǒng)確定風(fēng)險權(quán)重是不合理的。如對于堤防加固工程項目和水電站項目來說，一般情況下兩者存在的技術(shù)風(fēng)險權(quán)重是不同的，相較于堤防加固工程項目，水電站項目的技術(shù)風(fēng)險發(fā)生時對項目的影響程度更高，其權(quán)重值相較而言更高。因此，必須結(jié)合實際水利工程項目的特點確定其權(quán)重。

首先，可采用德爾菲法確定各風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重值，即邀請若干位專家結(jié)合實際水利工程項目的特點，根據(jù)已有的資料分析各大風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重，并進行問卷調(diào)查打分，經(jīng)過不斷反饋和調(diào)整，最后在風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重值上達成一致意見，從而確定各風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重。接著，可采用層次分析法確定風(fēng)險因子的權(quán)重，由水利風(fēng)險管理專家對各風(fēng)險指標(biāo)下風(fēng)險因子的重要性進行兩兩比較[8]，得到不同的判斷矩陣。運用Matlab程序求出各判斷矩陣的特征向量及最大特征值λmax，使用方根法求出每個風(fēng)險因子的權(quán)重，結(jié)合各風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重，進而得到各風(fēng)險因子的綜合權(quán)重。

圖1　水利工程項目風(fēng)險評價體系

3　運用灰色聚類法評價項目風(fēng)險

灰色聚類法屬于灰色系統(tǒng)理論的范疇，是將聚類對象對不同聚類指標(biāo)所擁有的白化值，按灰類進行歸納整理，從而判斷聚類對象所屬類別的一種系統(tǒng)分析方法[9]。相較于與其他評價方法，灰色聚類評價法能進一步降低主觀隨意性，更容易從相對量上進行分析，從眾多風(fēng)險指標(biāo)或風(fēng)險因子中找出對項目整體風(fēng)險影響較大的因素，從而針對風(fēng)險制定合理策略和預(yù)防措施，為整個水利工程項目的風(fēng)險管理提供決策依據(jù)。

3.1風(fēng)險等級劃分

風(fēng)險等級是個比較模糊的概念，不同管理者對風(fēng)險等級的評判標(biāo)準(zhǔn)有著不同看法。筆者綜合多位水利工程項目風(fēng)險專家的意見和評分，按照風(fēng)險率由低到高的順序，設(shè)置了5個不同的風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)，即5個不同的灰類?；翌?的風(fēng)險等級為Ⅴ，表示風(fēng)險很小，管理者可將其基本忽略；灰類2的風(fēng)險等級為Ⅳ，表示風(fēng)險較小，管理者可根據(jù)風(fēng)險偏好決定是否加強風(fēng)險預(yù)防措施；灰類3的風(fēng)險等級為III，表示風(fēng)險居中，管理者應(yīng)強化風(fēng)險意識和加強風(fēng)險防范工作；灰類4的風(fēng)險等級為Ⅱ，表示風(fēng)險較大，管理者很難以接受這樣大的風(fēng)險，非常有必要優(yōu)化策略，加大風(fēng)險防控力度；灰類5的風(fēng)險等級為Ⅰ，表示風(fēng)險很大，管理者不可接受如此大的風(fēng)險，必須重新作出正確合理的決策或最大程度地做好風(fēng)險預(yù)防措施以降低風(fēng)險。令灰類k的取值區(qū)間為[ak，ak+1]，并將取值域向左、向右延伸至a0和a7。為了計算方便，將風(fēng)險率總分定為100。組織專家研究水利工程項目中各個風(fēng)險因子，對各個風(fēng)險因子的灰類區(qū)間進行取值，并計算各個不同灰類區(qū)間的中間值λk，其結(jié)果如表1所示。

3.2確定風(fēng)險等級

首先，確定各風(fēng)險因子的得分。組織若干名風(fēng)險管理專家認(rèn)真研究實際水利工程項目所在地的工程地質(zhì)、氣候資料、現(xiàn)場施工條件、資金籌措方案、施工方案、當(dāng)?shù)氐恼旨罢叻傻纫幌盗邢嚓P(guān)資料，對項目的實際情況進行分析和探討，并對不同風(fēng)險因子的風(fēng)險等級進行打分，從而確定各風(fēng)險因子得分。

其次，確定各風(fēng)險因子的灰類隸屬度。由于端點三角白化權(quán)函數(shù)存在兩個以上灰類的多重交叉的現(xiàn)象，而中心點三角白化權(quán)函數(shù)不存在此現(xiàn)象[10]。為了有效減小誤差，構(gòu)建中心點三角白化權(quán)函數(shù)，其函數(shù)表達式如下：

(1)

(2)

表1　各風(fēng)險因子的灰類臨界點及其中間值

4　水利工程項目案例分析與應(yīng)用

4.1水利工程項目簡介

S水電站位于巴基斯坦旁遮普省境內(nèi)的吉拉姆河上，該水利工程項目主要用于發(fā)電，兼顧防洪、航運和下游灌溉。水電站規(guī)劃的總裝機容量為72萬千瓦，年發(fā)電量為32.13億千瓦時，總投資為16.5億美元。中國三峽集團作為該電站的投資方和總承包方，長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院負(fù)責(zé)勘探設(shè)計工作。

4.2確定風(fēng)險等級的程序

(1)確定權(quán)重值。首先，由德爾菲法可以確定該項目的各風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重分別為(0.20,0.34,0.16,0.18,0.12)。然后，采用層次分析法對各風(fēng)險指標(biāo)下風(fēng)險因子的重要性進行兩兩比較，得到不同的判斷矩陣，分別如表2～表6所示。最后，通過計算可確定各風(fēng)險因子的綜合權(quán)重分別為(0.036,0.111,0.034,0.019,0.030,0.064,0.027,0.069,0.150,0.086,0.026,0.048,0.017,0.040,0.019,0.055,0.049,0.078,0.015,0.027)，并對所有判斷矩陣做一致性檢驗，經(jīng)計算CR值均小于0.1，都通過一致性檢驗。

表2　自然風(fēng)險X1下的風(fēng)險因子判斷矩陣

表3　經(jīng)濟風(fēng)險X2下的風(fēng)險因子判斷矩陣

表4　技術(shù)風(fēng)險X3下的風(fēng)險因子判斷矩陣

表5　管理風(fēng)險X4下的風(fēng)險因子判斷矩陣

表6　其他風(fēng)險X5下的風(fēng)險因子判斷矩陣

(2)計算灰類隸屬度。組織專家對S水電站項目的20個風(fēng)險因子進行全面分析，并對其風(fēng)險等級進行打分，將其均值作為該風(fēng)險因子的最終得分。由此，可得到各風(fēng)險因子的風(fēng)險等級得分為(28, 6,16,13,28,65,30,46,24,30,20,45,10,40,50,48,26,20,7,15)。根據(jù)式(1)可計算出各風(fēng)險因子的灰類隸屬度，其結(jié)果如表7所示。

表7　各風(fēng)險因子的灰類隸屬度

表8　各風(fēng)險指標(biāo)及總體風(fēng)險綜合聚類系數(shù)

4.3建議

S水電站項目在一定程度上存在風(fēng)險，風(fēng)險管理者應(yīng)該謹(jǐn)慎決策，應(yīng)重點加強X2、X3、X5這3方面的風(fēng)險管理工作。①在經(jīng)濟風(fēng)險方面，注意人、材、機的費用上漲風(fēng)險、通貨膨脹風(fēng)險，重點優(yōu)化資金管理，謹(jǐn)防資金鏈斷裂，減少人員窩工、材料浪費和機械閑置的現(xiàn)象。②在技術(shù)風(fēng)險方面，應(yīng)重點加強設(shè)備風(fēng)險管理，積極改進設(shè)備并提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。③在其他風(fēng)險方面，管理者需注意當(dāng)?shù)氐恼址€(wěn)定性，加強與當(dāng)?shù)卣呐浜弦员Ｕ享椖宽樌_展。④在自然風(fēng)險方面，除了注意做好滑坡及泥石流風(fēng)險的預(yù)防工作外，風(fēng)險管理者從節(jié)省成本和精力角度考慮，無需做過多的風(fēng)險預(yù)防工作。⑤在管理風(fēng)險方面，不可忽視其中的合同風(fēng)險，盡可能減少或避免合同上的糾紛。管理者應(yīng)根據(jù)風(fēng)險等級，找準(zhǔn)風(fēng)險管理的方向并權(quán)衡應(yīng)對風(fēng)險的強度。

5　結(jié)論

筆者基于以往的研究，構(gòu)建了水利工程項目風(fēng)險評價體系，能較好地對水利工程項目風(fēng)險等級進行評價，且操作簡單，可為有效地進行風(fēng)險評價提供一定的參考。采用德爾菲法和AHP法確定了風(fēng)險指標(biāo)和風(fēng)險因子權(quán)重，并運用灰色聚類法評價項目風(fēng)險，最后結(jié)合水利工程項目進行了實證分析，對預(yù)防和控制水利工程項目風(fēng)險有一定的現(xiàn)實意義。

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Risk Level Assessment of Water Conservancy Projects Based on Grey Cluster Analysis Method

AI Shipan, WANG Xiaoli

Risk assessment system of water conservancy projects is rebuilt.Delphi method and AHP method are used to determine the weight of each risk indicator and risk factor respectively.Grey cluster analysis method based on end-point triangular whitenization weight function is introduced to calculate the triangular whitenization coefficient of each risk factor and the comprehensive clustering coefficient of each risk indicator and then the risk level of each risk indicator is got ,and finally the overall risk level is determined.The analysis and application is made combined with the case of a water conservancy project ,which can provide a reference to effectively avoid and control risks in water conservancy project.

water conservancy projects; risk level assessment; grey cluster analysis method; end-point triangular whitenization weight function

AI Shipan:Postgraduate; School of Business, Hohai University, Nanjing 211100, China.

2095-3852(2016)04-0422-05

A

2016-04-05.

艾世攀(1990-)，男，湖北應(yīng)城人,河海大學(xué)商學(xué)院碩士研究生.

TV512

10.3963/j.issn.2095-3852.2016.04.006