基于改進(jìn)突變理論的公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究*

廖 琴， 謝海燕， 盧才武， 江 松

(西安建筑科技大學(xué) 管理學(xué)院， 陜西 西安 710055)

當(dāng)前，中國正在大力推進(jìn)“一帶一路”倡議，旨在實(shí)現(xiàn)公共產(chǎn)品、經(jīng)濟(jì)、制度、文化、習(xí)俗等的互聯(lián)互通，基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)是先決條件，通路是解決“一帶一路”倡議問題的發(fā)力點(diǎn)[1-2].然而交通基礎(chǔ)設(shè)施往往投資巨大，投資回收期長，前期成本高，貸款期限長，易受政治和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)影響，屬于高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目.尤其是“一帶一路”中的海外公路工程建設(shè)，參與方涉及多個(gè)國家，地理區(qū)域差異大.因此，對“一帶一路”公路工程項(xiàng)目的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)具有迫切性和必要性.

目前對國內(nèi)公路工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)進(jìn)行了較多的研究.主要采用改進(jìn)德爾菲法、蒙特卡羅法、層次分析法、多層次模糊綜合評價(jià)法等方法[3-4]對工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià).如周直等[5]將混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用在公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中；仇一顆等[6]運(yùn)用灰色層次法評價(jià)公路工程風(fēng)險(xiǎn).以上研究方法對公路工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究有重要的借鑒和參考意義，但是在權(quán)重和隸屬函數(shù)的確定等方面都帶有主觀性.

基于突變理論的多準(zhǔn)則評價(jià)方法是通過初等突變類型構(gòu)建對應(yīng)研究問題的突變評價(jià)模型，根據(jù)對應(yīng)突變類型的歸一公式逐層計(jì)算出總的評價(jià)值.該方法彌補(bǔ)了模糊綜合評價(jià)等方法的非客觀性，也正是這個(gè)優(yōu)點(diǎn)促成了突變評價(jià)法的廣泛應(yīng)用[5-8].本文通過分析現(xiàn)有突變理論的不足，選用熵權(quán)法對各層指標(biāo)重要度排序的計(jì)算代替現(xiàn)有理論的權(quán)重系數(shù)，降低風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主觀性，運(yùn)用數(shù)值轉(zhuǎn)化法改進(jìn)初始綜合評價(jià)值，增加風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)直觀性，最后將改進(jìn)突變理論運(yùn)用到“一帶一路”沿線公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中.研究結(jié)果對建立和完善“一帶一路”公路工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系具有重要的意義.

1 突變評價(jià)法基本理論

突變理論是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新興學(xué)科，以拓?fù)鋵W(xué)工具和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、奇點(diǎn)理論為基礎(chǔ)，研究非連續(xù)性情況和突變現(xiàn)象.常用的初等突變模型如表1所示.

根據(jù)突變理論及突變模型，構(gòu)建多準(zhǔn)則突變評價(jià)法.主要的優(yōu)缺點(diǎn)如下所述：

(1) 突變評價(jià)法的優(yōu)點(diǎn)：突變評價(jià)法只需要對指標(biāo)重要度排序，降低了主觀性及不合理性.

(2) 突變評價(jià)法的缺點(diǎn)：評價(jià)指標(biāo)的排序變化直接影響綜合評價(jià)值.綜合評價(jià)值趨近于1，且過于接近，難以直觀區(qū)分評價(jià)值的大小.

2 突變評價(jià)法的改進(jìn)

2.1 運(yùn)用熵權(quán)法對指標(biāo)重要程度排序

本文運(yùn)用熵權(quán)法對風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的重要性進(jìn)行排序，使得評價(jià)結(jié)果更加客觀，避免或降低因重要度排序不同影響評價(jià)結(jié)果.

熵權(quán)法計(jì)算步驟如下：

(1) 設(shè)m個(gè)待評價(jià)樣本，n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)的數(shù)字，構(gòu)成特征值矩陣B=(bij)m×n(i=1，2，…，m；j=1，2，…，n).

(2) 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及同度量化處理.越大越優(yōu)采用式(1)，越小越優(yōu)采用式(2)，度量化處理采用式(3).

(1)

(2)

(3)

(3) 計(jì)算信息熵.

cj=1-ej,

(4)

2.2 運(yùn)用數(shù)值轉(zhuǎn)換法改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值

本文運(yùn)用數(shù)值轉(zhuǎn)換法調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值，令常規(guī)計(jì)算得到的初始綜合評價(jià)值為Aj，改進(jìn)突變評價(jià)法得到的綜合評價(jià)值為Aj′：

(5)

式中：Aj′為改進(jìn)的綜合評價(jià)值，ai和ai+1為i(0，0.1，…，0.9，1)對應(yīng)突變值；Aj為初始綜合評價(jià)值.

通過式(5)的改進(jìn)，把集中接近1的綜合評價(jià)值映射到0～1的10個(gè)子區(qū)間，使得風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)更加直觀.

3 基于改進(jìn)突變理論的公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法

基于公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的改進(jìn)突變評價(jià)方法包括以下6個(gè)步驟.

3.1 構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)因素眾多且復(fù)雜，部分風(fēng)險(xiǎn)之間存在相互作用.本著科學(xué)性、系統(tǒng)性、典型性的原則，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的形成原因、風(fēng)險(xiǎn)影響大小、風(fēng)險(xiǎn)可能性，得出風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，如表2所示.

表2 公路工程項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

3.2 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)層各指標(biāo)無量綱化

根據(jù)實(shí)測、調(diào)研、企業(yè)年報(bào)等對指標(biāo)層指標(biāo)賦值，并根據(jù)式(1)或式(2)無量綱化處理.

3.3 基于熵權(quán)法對各層指標(biāo)重要度排序

按照式(1)～(4)對評價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)各層指標(biāo)信息熵計(jì)算，對公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系各層進(jìn)行重要度排序，結(jié)果如圖1所示.

3.4 公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

根據(jù)熵權(quán)法對公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系的15個(gè)指標(biāo)重要性排序，分析指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度，構(gòu)建公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，如圖2所示.

3.5 計(jì)算建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值并改進(jìn)

根據(jù)公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，各個(gè)準(zhǔn)則層及系統(tǒng)層根據(jù)其對應(yīng)模型選擇對應(yīng)的歸一公式進(jìn)行計(jì)算，指標(biāo)之間相關(guān)，采用“互補(bǔ)”原則，否則，采用“非互補(bǔ)”原則.遞推計(jì)算初始綜合評價(jià)值.

非互補(bǔ)原則：C1=min (XC11+XC12+…+XC1n).

根據(jù)式(5)進(jìn)行調(diào)整，最后得到改進(jìn)的綜合評價(jià)值A(chǔ)j＇.

3.6 風(fēng)險(xiǎn)等級劃分

根據(jù)李永壯[8]提出的工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級評定方法，對公路工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級劃分.可得：(0.0,0.2)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn);(0.2,0.5)重要風(fēng)險(xiǎn)；(0.5,0.7)一般風(fēng)險(xiǎn)；(0.7,0.9)輕度風(fēng)險(xiǎn)；(0.9,1)可忽略風(fēng)險(xiǎn).

4 “一帶一路”沿線公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與分析

“一帶一路”倡議是優(yōu)先發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是交通設(shè)施建設(shè).本文選擇參與“一帶一路”且為中國周邊的哈薩克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、緬甸、泰國、柬埔寨、越南8個(gè)國家的公路工程，運(yùn)用改進(jìn)突變評價(jià)法對其建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià).

4.1 “一帶一路”沿線公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

對照表2的指標(biāo)體系進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，采用問卷調(diào)查獲得數(shù)據(jù)，針對“一帶一路”沿線8個(gè)國家公路工程制定問卷，問卷中使用包含15種風(fēng)險(xiǎn)的綜合清單，每種風(fēng)險(xiǎn)包含風(fēng)險(xiǎn)概率和風(fēng)險(xiǎn)影響兩個(gè)問題，標(biāo)度范圍為1(非常低)～5(非常高).由中國交通建設(shè)專家、各國駐中國的專家、 “一帶一路”論壇的專家進(jìn)行打分，共發(fā)放28份問卷，收回22份問卷，問卷收回率為78.5%，問卷的質(zhì)量能夠滿足課題要求.具體數(shù)據(jù)如表3所示.

表3 “一帶一路”公路工程指標(biāo)層數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

按照上述突變評價(jià)法，根據(jù)公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，運(yùn)用歸一公式從底層逐層計(jì)算，得到風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值.具體計(jì)算過程如下(以哈薩克斯坦為例)：

根據(jù)評價(jià)模型和歸一公式計(jì)算第三層指標(biāo)歸一值：XC11=0.778，XC12=0.852，XC13=0.895，XC14=0.887，XC21=0.945，XC22=0.949，XC23=0.814，XC24=0.952，XC31=0.763，XC32=0.941，XC33=0.849，XC41=0.811，XC42=0.871，XC51=0.744，XC61=0.854.

經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)及政治法律風(fēng)險(xiǎn)低層風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)存在相互關(guān)聯(lián)，所以采取“互補(bǔ)”原則，C1=0.853，C4=0.841.管理風(fēng)險(xiǎn)及技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)低層風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)無關(guān)聯(lián)，采用“非互補(bǔ)原則”，C2=0.814，C3=0.763，C5=0.744，C6=0.851.

同理，XC1=0.924，XC2=0.934，XC3=0.935，XC4=0.917，XC5=0.918，XC6=0.961.

內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)和外部風(fēng)險(xiǎn)下層指標(biāo)存在相互關(guān)系，B1=0.931，B2=0.932.

同理，XB1=0.965，XB2=0.977.

內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)與外部風(fēng)險(xiǎn)存在相互關(guān)系，采用互補(bǔ)原則，Aj=0.971，Aj為哈薩克斯坦風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值，同理，可計(jì)算其他7個(gè)國家風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值.通過上述計(jì)算，得到的風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值在0.953～0.974之間，存在偏高現(xiàn)象，且不利于直觀上區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)大小，所以根據(jù)數(shù)值轉(zhuǎn)換法進(jìn)行改進(jìn)，得到改進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)值，結(jié)果如表4所示.

根據(jù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行等級劃分，反向調(diào)整值，阿富汗、巴基斯坦、柬埔寨為重要風(fēng)險(xiǎn)，其他為一般風(fēng)險(xiǎn).

4.2 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果對比及分析

本文運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算信息熵對各層指標(biāo)重要程度排序，降低了因排序不同產(chǎn)生的不合理性，評價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確和客觀.

對風(fēng)險(xiǎn)綜合值調(diào)整前后進(jìn)行對比分析，結(jié)果如表4所示.風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值集中在0.993～0.974，差值為0.021.改進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)值分布在0.4～0.7之間，差值為0.193，相比風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值更加分散，能夠更加直觀地看出各國的風(fēng)險(xiǎn)大小.

表4 “一帶一路”公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果及排序

5 結(jié)語

本文對突變理論缺陷進(jìn)行了改進(jìn)，評價(jià)結(jié)果更加客觀，且有利于直觀看出各個(gè)國家的風(fēng)險(xiǎn).根據(jù)突變評價(jià)法對“一帶一路”沿線國家公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果得出以下結(jié)論：

(1) “一帶一路”沿線公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)從高到低依次為阿富汗、柬埔寨、巴基斯坦、緬甸、哈薩克斯坦、越南、泰國、印度.前3個(gè)國家為重要風(fēng)險(xiǎn)，后5個(gè)國家為一般風(fēng)險(xiǎn).這與中國“一帶一路”在東盟投資失敗的項(xiàng)目數(shù)量最多，尤其是柬埔寨，在南亞失敗的項(xiàng)目主要分布在阿富汗、巴基斯坦的結(jié)果一致.

(2) 改進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)比風(fēng)險(xiǎn)初始綜合評價(jià)值分散9.19倍.改進(jìn)突變評價(jià)法對“一帶一路”沿線公路建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具有更高的分辨水平.

(3) 將改進(jìn)突變理論運(yùn)用在公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中具有創(chuàng)新性，評價(jià)結(jié)果更具客觀性.