基于云模型的PPP污水處理項目投資風(fēng)險評價

袁宏川，周緣緣

(三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、城市化進(jìn)程加快等客觀背景決定了人們對污水處理項目的需求不斷增加，伴隨著國家相關(guān)PPP文件的出臺，大多數(shù)污水處理項目以PPP模式進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。為了更好地規(guī)避風(fēng)險、減少損失，應(yīng)當(dāng)對PPP污水處理項目進(jìn)行風(fēng)險評價。同時，眾多學(xué)者也在PPP污水處理項目上進(jìn)行大量分析研究。如羅媛媛[1]從物有所值的角度分析其PSC值的構(gòu)成，運(yùn)用集值統(tǒng)計法對風(fēng)險進(jìn)行定量分析，構(gòu)建模型并引入實(shí)例驗證其可操作性；如王洪強(qiáng)等[2]從合同設(shè)計和風(fēng)險分擔(dān)的角度出發(fā)設(shè)立PPP項目定價模型，通過實(shí)例驗證合理性并為PPP項目合理定價提供理論支持；譚量等[3]引進(jìn)實(shí)例，建立以模糊數(shù)學(xué)法和層次分析法為基礎(chǔ)的評價模型，對污水處理廠風(fēng)險進(jìn)行評價。但目前對于此類項目的投資風(fēng)險評價的研究尚不完善。故本文由此背景出發(fā)，進(jìn)行研究。由于PPP污水處理項目投資風(fēng)險受到眾多因素的影響，研究常常受到不確定性和模糊性的干擾。然而，云模型卻能將定性概念進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)經(jīng)過MATLAB軟件的處理得出待研究對象的實(shí)際云圖，通過對云圖的直觀分析得出結(jié)論。故本文運(yùn)用云模型，評價PPP污水處理項目的投資風(fēng)險，并引入實(shí)例驗證其可操作性。

1 云模型理論

云模型是由我國工程院院士李德毅教授于1995年提出，廣泛用于語言處理、數(shù)據(jù)分析、決策分析等領(lǐng)域[4]。云模型中3個參數(shù)表征出云圖，期望Ex是云圖中最能體現(xiàn)其定性概念的點(diǎn)，熵En表現(xiàn)為云的厚度，超熵He表現(xiàn)為熵的不確定性。定性概念的3個基本參數(shù)同樣擁有運(yùn)算規(guī)則，具體見表1。

表1 云模型運(yùn)算規(guī)則Tab.1 Table of cloud calculation rule

利用MATLAB軟件得到云圖后，會發(fā)現(xiàn)云圖僅顯示存在范圍，并不十分精準(zhǔn)，要想得到精確的定性判斷則需要進(jìn)行相似度檢驗[5]。計算公式如下：

(1)

式中：Ex為云模型的期望；Exj、Enj為第j個標(biāo)準(zhǔn)評價云的期望熵。

按照式(1)中計算云模型與標(biāo)準(zhǔn)評價云模型的相似度λi，按照最大隸屬度原則，相似度最大的λi對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)評價云模型就是云模型的評價結(jié)果。

2 構(gòu)建PPP污水處理項目風(fēng)險指標(biāo)體系

雖然污水處理廠屬于不以盈利為目的的公共項目，但站在全局的角度，仍需考量損失風(fēng)險的大小。污水處理項目的核心就是污水處理工藝，著重于接收污水的水量水質(zhì)情況，處理污水所需場地的限制，排放標(biāo)準(zhǔn)以及污水處理費(fèi)收取等。這些特點(diǎn)使其風(fēng)險體系不同于其他PPP項目。

根據(jù)相關(guān)項目具體實(shí)施情況和相關(guān)文獻(xiàn)[6-8]，將風(fēng)險劃分為政策合規(guī)性風(fēng)險、市場風(fēng)險、自然風(fēng)險、建設(shè)風(fēng)險、運(yùn)營風(fēng)險等5個一級指標(biāo)，然后進(jìn)行二級指標(biāo)分類。

根據(jù)相關(guān)資料文獻(xiàn)，運(yùn)用德爾菲法對各個指標(biāo)進(jìn)行打分并求得權(quán)重。具體指標(biāo)及其權(quán)重見表2。

3 實(shí)例分析

某污水處理項目，作為第一批PPP試點(diǎn)工程，投資風(fēng)險不容忽略。故邀請10名專家(技術(shù)專家3名，商務(wù)專家3名，法律專家2名，環(huán)境專家2名)，根據(jù)工程經(jīng)驗對風(fēng)險接受程度進(jìn)行評價。

10名專家對各指標(biāo)的風(fēng)險接受程度進(jìn)行評估，結(jié)果見表3。

表2 PPP污水處理項目風(fēng)險評價指標(biāo)Tab.2 Evaluation index system of investment risk of Sewage treatment plant PPP project

3.1 待評價指標(biāo)云模型

將表3的數(shù)據(jù)，借助MATLAB，利用逆向發(fā)生器得出各評價指標(biāo)的云模型，見表4。

3.2 二級指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型

為對本項目風(fēng)險情況進(jìn)行進(jìn)一步評價，還需對風(fēng)險進(jìn)行等級劃分。此處將風(fēng)險等級劃分為5個等級，分別為風(fēng)險很低C1(Ex1,En1,He1),風(fēng)險較低C2(Ex2,En2,He2)，風(fēng)險可接受C3(Ex3,En3,He3),風(fēng)險較高C4(Ex4,En4,He4),風(fēng)險很高C5(Ex5,En5,He5),待評價指標(biāo)取值范圍為[Xmin，Xmax],待評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型數(shù)字特征按照表5中計算規(guī)則進(jìn)行計算。

以二級指標(biāo)中的合規(guī)性風(fēng)險A1為例進(jìn)行說明，該指標(biāo)取值范圍為[0,8],參照式表5，得出該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)云模型，見表6。

表3 專家評分結(jié)果Tab.3 Summary of expert score

表4 待評價指標(biāo)云模型Tab.4 Evaluation indicator cloud model

表5 云模型數(shù)字特征計算規(guī)則表Tab.5 Cloud model digital feature calculation rule table

注：He3為常數(shù)，可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。

表6 指標(biāo)A1的標(biāo)準(zhǔn)云模型Tab.6 Standard cloud model for indicator A1

3.3 二級指標(biāo)云模型評價

對A1指標(biāo)進(jìn)行定性評價時，借助MATLAB軟件，利用正向云發(fā)生器，將A1指標(biāo)云模型與其標(biāo)準(zhǔn)云模型繪制在同一張云圖中，如圖1。

在圖1中，橫坐標(biāo)線圖從左至右依次表示為風(fēng)險很低，風(fēng)險較低，風(fēng)險可接受，風(fēng)險較高，風(fēng)險很高。

由圖1可知，指標(biāo)A1指標(biāo)云模型落在標(biāo)準(zhǔn)云模型中的風(fēng)險較低和風(fēng)險可接受之間，故A1評價結(jié)果在風(fēng)險較低和風(fēng)險可接受之間。

為使評價結(jié)果更加精確，現(xiàn)利用式(1)進(jìn)行相似度檢驗。經(jīng)檢驗λj1=(0.000 024)，λj2=(0.026 3)，λj3=(0.817 45)，λj4=(0.016 53)，λj5=(0.000 002 28)，根據(jù)最大隸屬度原則，確定A1結(jié)果為風(fēng)險可接受。

其他二級指標(biāo)定性結(jié)果此處省略驗證過程。

3.4 一級指標(biāo)云模型評價

運(yùn)用表1中的運(yùn)算規(guī)則，得各一級指標(biāo)的指標(biāo)云模型，見表7。

表7 一級指標(biāo)綜合云模型Tab.7 First-level indicator integrated cloud model

已知一級指標(biāo)綜合云模型，故需求出其標(biāo)準(zhǔn)云模型才可評價。按照表5得出各一級指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)云模型，結(jié)果見表8。

表8 一級指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型Tab.8 Primary indicator standard cloud model

得到一級指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云模型后，借助MATLAB，將指標(biāo)云模型與標(biāo)準(zhǔn)云模型繪制在同一云圖當(dāng)中。由圖可知，5個一級指標(biāo)的評價結(jié)果均落在風(fēng)險較低和風(fēng)險可接受之間。圖在此處省略。

進(jìn)行精確度檢驗，經(jīng)計算可知，5個一級指標(biāo)的結(jié)果均為風(fēng)險可接受。

3.5 污水處理廠云模型評價

已有一級指標(biāo)綜合云模型后，可對本項目進(jìn)行云模型評價。將表6中各一級指標(biāo)綜合云模型，利用表1運(yùn)算規(guī)則，得到本污水處理廠項目綜合云模型為(47.55，2.876，1.131)。本項目取值范圍為[0,100]，經(jīng)過表5計算可得標(biāo)準(zhǔn)云模型，結(jié)果見表9。

表9 本項目綜合標(biāo)準(zhǔn)云模型Tab.9 The project comprehensive standard cloud model

已知項目綜合云模型與標(biāo)準(zhǔn)云模型，借助MATLAB，利用正向發(fā)生器，將之繪制在一張云圖中，具體情況見圖2。

在圖2中，線圖從左至右依次表示風(fēng)險很低，風(fēng)險較低，風(fēng)險可接受，風(fēng)險較大，風(fēng)險很大。

由圖2可知，本項目綜合云模型云滴圖像大致落在風(fēng)險較低和風(fēng)險可接受之間，故可確定項目風(fēng)險定性結(jié)果為風(fēng)險較低和風(fēng)險可接受之間。

為進(jìn)一步確定具體定性結(jié)果，進(jìn)行相似度檢驗，利用式(2)計算得，λj1=(0.000 0236)，λj2=(0.032 7),λj3=(0.784),λj4=(0.003 3),λj5=(0.000 002 5)。依據(jù)最大隸屬度原則，確定本項目評價結(jié)果為風(fēng)險可接受。

綜合以上，本項目最終評價結(jié)果為風(fēng)險可接受，這與實(shí)際審批情況相一致，表明將云模型應(yīng)用于PPP污水處理項目進(jìn)行風(fēng)險評價這一方法切實(shí)可行，驗證了其可操作性。

4 結(jié) 語

(1)本文運(yùn)用云模型的方法，解決相關(guān)PPP污水處理項目的投資風(fēng)險問題，希望為今后的相關(guān)項目提供經(jīng)驗和借鑒，合理規(guī)避風(fēng)險、盡量減少損失。

(2)利用云模型對 PPP污水處理項目進(jìn)行風(fēng)險評價，成功地消除隨機(jī)性及模糊性等因素的影響，繪制出的云圖將項目實(shí)際情況直觀的表現(xiàn)出來，使評價結(jié)果更加直觀。

(3)本文雖已建立PPP污水處理項目的風(fēng)險評價指標(biāo)體系，但仍然存在遺漏的部分，從而影響最終評價結(jié)果。因此，更加全面的指標(biāo)體系仍待深入研究。