基于AHP-Shapley值的城市軌道交通PPP項目風(fēng)險分擔(dān)研究*

王建波 張 娜 王政權(quán) 黃文靜 秦 娜

(青島理工大學(xué)管理工程學(xué)院，266000，青島)

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，嚴(yán)重的交通擁堵使得我國社會對軌道交通的需求量不斷增加. 為滿足居民日益增長的交通需求，很多城市陸續(xù)建立了多條城市軌道交通路線(以下簡稱城軌). 與其他交通形式相比，城軌項目的建設(shè)周期更長、施工難度更大，在實際建設(shè)過程當(dāng)中需要大量資金支持，如果僅僅依靠財政資金將無法彌補國內(nèi)各大城市城軌建設(shè)的巨大資金缺口，種種因素最終造成其發(fā)展進度緩慢. PPP(Public-Private Partnership)融資模式是政府與社會資本簽署特許經(jīng)營協(xié)議達(dá)成長期合作關(guān)系，政府與私營企業(yè)共同分擔(dān)項目主要風(fēng)險和利益的融資模式，將PPP模式引入到城軌建設(shè)中，不僅能稀釋政府的財政壓力，還能將風(fēng)險分配到每一個參與方，對推動我國城軌項目的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn). 但是，目前我國城軌PPP項目的運作過程尚且缺乏經(jīng)驗，在全生命周期各階段涉及眾多風(fēng)險. 因此，科學(xué)有效的城軌PPP項目風(fēng)險分擔(dān)對城市整體規(guī)劃以及社會效益具有重要的意義.

目前，國內(nèi)外很多學(xué)者針對PPP融資模式下的軌道交通風(fēng)險分擔(dān)展開了研究，K.C.Lam等從風(fēng)險分擔(dān)原則和專家意見等入手，利用模糊數(shù)學(xué)原理將其轉(zhuǎn)化為量化的模型,通過模型求解來達(dá)到最優(yōu)風(fēng)險分擔(dān).[1]陶思平通過分析北京城軌PPP實際案例，結(jié)合過去幾年國內(nèi)外專家學(xué)者針對PPP項目風(fēng)險分擔(dān)的相關(guān)文獻(xiàn)，提出了風(fēng)險分擔(dān)應(yīng)遵循公正公平、有效控制、動態(tài)分擔(dān)等原則.[2]在此基礎(chǔ)上，有維寶等認(rèn)為各參與方應(yīng)根據(jù)自身承擔(dān)風(fēng)險的能力進行合理分擔(dān)，如果所擔(dān)風(fēng)險超出了自身的可控范圍，會對項目的整體效益造成不利影響，所以還需增加承擔(dān)上限原則.[3]譚兵通過分析蕪湖城軌交通PPP項目的具體情況，依據(jù)調(diào)查問卷結(jié)果,計算出了政府與社會資本在項目中各自的風(fēng)險承擔(dān)成本以及總的風(fēng)險分擔(dān)比例.[4]

在以上已有的研究中，鮮少有文獻(xiàn)對PPP項目中政府和社會資本共擔(dān)的風(fēng)險給出一個最優(yōu)的分擔(dān)比例. 本文運用合作博弈思想為基礎(chǔ)構(gòu)建模型，首先對城軌PPP項目的風(fēng)險從全生命周期各個階段進行識別，從而找出共擔(dān)風(fēng)險，并利用Shapley值法按照各參與方對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)程度進行初步分擔(dān)，得到唯一解；然后，考慮公司雙方風(fēng)險分擔(dān)能力，利用AHP法計算影響風(fēng)險分擔(dān)的因素的權(quán)重，對初步分擔(dān)結(jié)果進行調(diào)整優(yōu)化，得到修正后的風(fēng)險分擔(dān)比例；最后，結(jié)合青島地鐵4號線PPP項目，以不可抗力風(fēng)險為例，得到最終風(fēng)險分擔(dān)比例，并對得到的結(jié)果進行分析評價.

1 城市軌道交通PPP項目風(fēng)險識別

風(fēng)險識別的準(zhǔn)確程度往往決定分擔(dān)結(jié)果的科學(xué)性，準(zhǔn)確識別城軌PPP項目風(fēng)險是最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作，國內(nèi)外很多專家學(xué)者針對城軌PPP項目的風(fēng)險進行了識別，王凱妮等以青島地鐵4號線作為案例，將財務(wù)風(fēng)險預(yù)警理論引入可行性缺口模型,對城軌PPP項目運營期的風(fēng)險進行了識別.[5]盛立通過運用核對表法,對PPP模式下我國城軌的風(fēng)險因素進行了分析整理,建立了哈爾濱地鐵2號線項目風(fēng)險指標(biāo)體系.[6]邵江魯在對風(fēng)險進行全方面識別的基礎(chǔ)上，進一步采用TFAHP法對公私合作模式下的城軌項目關(guān)鍵風(fēng)險進行了識別研究.[7]結(jié)合前人研究經(jīng)驗，本文將風(fēng)險劃分為決策階段、融資階段、建設(shè)階段、運營階段以及全生命周期風(fēng)險. 共識別出20項軌道交通PPP項目風(fēng)險因素，風(fēng)險識別的結(jié)果如圖1所示.

2 城市軌道交通PPP項目風(fēng)險分擔(dān)

2.1 風(fēng)險初步分擔(dān)

在有兩個或者兩個以上主體共同參與的經(jīng)濟管理活動中，各利益相關(guān)方目標(biāo)不一致是形成博弈行為的主要原因[8]，城軌PPP項目也不例外，其初步風(fēng)險分?jǐn)偩褪且粋€典型的政府部門和社會資本之間的合作博弈[9-10]，通過博弈，希望能夠在參與雙方之間形成一個滿意的風(fēng)險初步分擔(dān)方案，同時也為下面風(fēng)險分擔(dān)比例的確定打好基礎(chǔ).

(1)

(2)

則項目參與滿意度為:

(3)

以公私雙方對PPP項目風(fēng)險j的分擔(dān)情況為例進行博弈分析，雙方判斷自身是否具有對該風(fēng)險的控制能力，從而作出“承擔(dān)”或“不承擔(dān)”2種選擇，最終總共有4種組合情況，如表1所示.

表1 風(fēng)險分擔(dān)主體雙方博弈模型

2.2 風(fēng)險分擔(dān)比例確定

2.2.1初始Shapley值的風(fēng)險分擔(dān)模型

博弈理論是通過對所要分析的問題進行判斷，使決策對象之間相互作用、相互平衡，以至于達(dá)到結(jié)果最優(yōu)化的理論. Shapley值是博弈理論的一個分支，它是由Shapley L S在1953年提出的，按照參與者對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)程度將聯(lián)盟產(chǎn)生的收益或是成本進行分配，它的優(yōu)點在于可以得到一個確定的量化值，且為唯一解.[11]PPP模式中的風(fēng)險分擔(dān)是典型的合作博弈問題，可以采用Shapley值法求得PPP項目公私雙方各自應(yīng)承擔(dān)的風(fēng)險量.[12]該博弈模型中的Shapley值用φi(v)表示，則有：

(4)

2.2.2引入風(fēng)險分擔(dān)修正因子

城軌PPP項目的風(fēng)險分擔(dān)是一個復(fù)雜的過程，在項目周期中會受到一系列因素的影響.[13]因此為了最大限度地提高風(fēng)險分擔(dān)結(jié)果的可信度，本文根據(jù)風(fēng)險分擔(dān)的基本原則，系統(tǒng)全面的檢索影響PPP項目風(fēng)險分配的因素，從風(fēng)險的認(rèn)知能力、風(fēng)險的承受能力和風(fēng)險的承擔(dān)意愿3個維度引入風(fēng)險分擔(dān)修正因子，對2.2.1中求得的Shapley值進行調(diào)整優(yōu)化，具體的風(fēng)險分擔(dān)影響因素如表2所示.

2.2.3計算AHP方法修正后的風(fēng)險分擔(dān)比例

本文利用層次分析法(AHP) 對影響因子賦權(quán). 在具體的計算過程中，先從下層開始計算，從風(fēng)險發(fā)生誘因、風(fēng)險發(fā)生概率、風(fēng)險產(chǎn)生損失來判斷風(fēng)險認(rèn)知能力，從償債能力、風(fēng)險準(zhǔn)備金、盈利能力來判斷風(fēng)險承受能力，從風(fēng)險偏好、風(fēng)險管理成本、參與方主觀感受來判斷風(fēng)險承擔(dān)意愿，再根據(jù)風(fēng)險認(rèn)知能力、風(fēng)險承受能力和風(fēng)險承擔(dān)意愿的權(quán)重來對初始Shapley值做出調(diào)整.

表2 城市軌道交通PPP項目風(fēng)險分擔(dān)影響因素

以風(fēng)險認(rèn)知能力為例，介紹具體的推導(dǎo)步驟. 對政府部門A和社會資本B的風(fēng)險認(rèn)知能力的影響因子為風(fēng)險發(fā)生誘因、風(fēng)險發(fā)生概率、風(fēng)險產(chǎn)生損失，通過AHP法確定3個影響因子對公私雙方風(fēng)險認(rèn)知度影響的權(quán)重，每個影響因子相對重要性的打分由從事相關(guān)研究的專家根據(jù)多年經(jīng)驗利用1～9標(biāo)度法打出，最后求平均值得到每個指標(biāo)的最后得分CA、PA、LA、CB、PB和LB. 從而計算出風(fēng)險認(rèn)知能力的得分結(jié)果分別為a1和b1. 因此在風(fēng)險認(rèn)知能力方面A 所占的比例為δA1=a1/(a1+b1).

在運用Shapley值進行風(fēng)險初步分?jǐn)倳r，是假設(shè)公私雙方在風(fēng)險認(rèn)知度上的比例各占1/2，所以調(diào)整因子為ΔA1=δA1-1/2. 如果ΔA1大于零，則表示政府部門需要在原始風(fēng)險分配比例的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的額度，如果ΔA1小于零，代表政府部門需要在初始分擔(dān)比例上減少相應(yīng)的額度. 綜上所述，在風(fēng)險認(rèn)知能力方面,政府部門需要調(diào)整的數(shù)額為ζA1=ΔA1(φ1+φ2)k1，同時社會資本需要調(diào)整的數(shù)額為ζB1=ΔB1(φ1+φ2)k1，很顯然，ζA1+ζB1=0，其中k1，k2，k3分別是風(fēng)險認(rèn)知能力、風(fēng)險承受能力以及風(fēng)險承擔(dān)意愿三者的權(quán)重. 因此對于政府部門A的調(diào)整額為ζA=ζA1+ζA2+ζA3，對于社會資本B的調(diào)整額為ζB=ζB1+ζB2+ζB3. 因此經(jīng)過調(diào)整后的風(fēng)險分擔(dān)份額為α1=(φ1+ζA)/(φ1+φ2)，α2=(φ2+ζB)/(φ1+φ2).

3 實例分析

3.1 案例概況

青島地鐵4號線是青島市軌道交通在建的一條地鐵線路，該線是連接主城區(qū)和嶗山區(qū)的東西方向骨干線路. 全線東西兩端站點分別為大河?xùn)|站和人民會堂站，貫穿青島三大主要市區(qū)，穿越各大旅游及人群密集站點，路線位置優(yōu)越. 線路總長30.7 km，均為地下線，共設(shè)25座車站，其中換乘站10座，總投資額211.10億元，預(yù)計于2021年底竣工運營，本節(jié)將根據(jù)第2節(jié)中提出的風(fēng)險分擔(dān)的步驟，從項目全生命周期的風(fēng)險角度出發(fā)，對青島地鐵4號線進行詳細(xì)的分析評價.

本文對從事城市軌道交通PPP項目的企業(yè)工作人員6人，政府部門有關(guān)人員4人，學(xué)者及研究人員10人進行了專家訪談，結(jié)合以往類似案例的項目管理經(jīng)驗，根據(jù)青島地鐵4號線項目施工過程中的實際情況進行項目管理的預(yù)測分析，當(dāng)不可抗風(fēng)險發(fā)生時，若不采取任何應(yīng)對措施，預(yù)計會造成約6 000萬元的項目虧損；如果公私合作雙方合作共同采取措施應(yīng)對風(fēng)險，估計項目損失值為2 500萬元；如果政府部門單獨承擔(dān)該風(fēng)險，預(yù)計需要承擔(dān)的損失值約為4 000萬元；相反，若由社會資本方獨自應(yīng)對該風(fēng)險，預(yù)計會造成約3 300萬元的項目虧損額.

3.2 風(fēng)險初步分擔(dān)

在第1節(jié)中通過分析得到了20個城市軌道交通PPP項目關(guān)鍵風(fēng)險因素，本文對其進行博弈分析，邀請5位在該領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗的專家分別對各指標(biāo)進行打分，其中包括從事城市軌道交通PPP項目的企業(yè)工作人員2人、政府部門有關(guān)人員1人，以及高校從事PPP項目研究的專家學(xué)者2人，其中2人參與PPP項目的時間超過5年，其他3人參與時間為3～5年. 整理專家打分?jǐn)?shù)據(jù)代入項目參與滿意度函數(shù)中，得到風(fēng)險初步分擔(dān)結(jié)果. 風(fēng)險因素清單及初步分擔(dān)情況見表3.

表3 博弈分析

由政府部門承擔(dān)的風(fēng)險有：審批獲得延誤、土地獲取、招標(biāo)文件不完備、招投標(biāo)競爭不公正、評標(biāo)不合理、設(shè)計變更、法律變更、政府信用.

由私營機構(gòu)承擔(dān)的風(fēng)險有：施工進度延遲、技術(shù)風(fēng)險、建設(shè)成本超支、施工質(zhì)量風(fēng)險、運營主體經(jīng)驗不足. 需要共擔(dān)的風(fēng)險有：市場需求變化、項目唯一性、收費定價不合理、政策變化、不可抗力、稅收調(diào)整、通貨膨脹. 對共擔(dān)風(fēng)險利用AHP法修正的Shapley值法確定具體的風(fēng)險分擔(dān)比例.

3.3 風(fēng)險分擔(dān)比例確定

3.3.1初始Shapley值的風(fēng)險分擔(dān)模型

根據(jù)公式(4)分別計算政府部門和私營企業(yè)的原始Shapley值：

據(jù)此計算，雙方承擔(dān)風(fēng)險分擔(dān)的比例分別為40%和60%.

3.3.2計算AHP方法修正后的風(fēng)險分擔(dān)比例

本文設(shè)計了調(diào)查問卷，采用了電子郵件和現(xiàn)場問卷兩種方式對3個一級指標(biāo)以及風(fēng)險認(rèn)知能力一級指標(biāo)下的3個二級指標(biāo)按照1～9標(biāo)度法進行打分. 問卷的主體包括針對每一種風(fēng)險在不同參與方方面的39個問題，以及項目介紹以便于調(diào)查對象加深對本項目的了解程度，問卷發(fā)放的對象包括從事城市軌道交通PPP項目的企業(yè)工作人員6人，政府部門有關(guān)人員1份，學(xué)者及研究人員3份，其中3人參與PPP項目的時間超過5年，5人參與時間為3～5年,2人參與時間不足3年，總共發(fā)放了10份調(diào)查問卷，最終全部收回. 將所有有效問卷的專家打分值求平均數(shù)，最終得到需要的數(shù)據(jù)如表4、表5所示.

表4 一級指標(biāo)判斷矩陣

表5 二級指標(biāo)判斷矩陣

與上一部分的數(shù)據(jù)獲取方法相同，對問卷調(diào)查結(jié)果中專家打分值求平均值得到針對各個主體在每個風(fēng)險下與風(fēng)險分擔(dān)相關(guān)的9個影響因子打分如表6所示.

于是利用層次分析法可以求出政府部門方對項目不可抗力風(fēng)險的風(fēng)險認(rèn)知能力得分YA1=6.47×0.11+5.43×0.70+6.19×0.19=5.69. 同理求出社會資本方對項目不可抗力風(fēng)險的風(fēng)險認(rèn)知能力得分YB1=3.32.

表6 風(fēng)險認(rèn)知能力打分結(jié)果

因此在風(fēng)險認(rèn)知能力方面政府機構(gòu)所占比例為δA1=YA1/(YA1+YB1)=0.63. 調(diào)整因子為ΔA1=δA1-1/2=0.13. 調(diào)整額為ζA1=ΔA1(φ1+φ2)K1=0.13×(1 400+2 100)×0.17=77.35. 社會資本所占比例為δB1=YB1/(YA1+YB1)=0.37. 調(diào)整因子ΔB1=δB1-1/2=-0.13. 調(diào)整額ζB1=ΔB1(φ1+φ2)K1=-0.13×(1 400+2 100)×0.17=-77.35. 同理可獲得在風(fēng)險承受能力方面政府部門調(diào)整額為200.2,社會資本調(diào)整額為-200.2. 在風(fēng)險承擔(dān)意愿方面政府部門調(diào)整額為150.15,社會資本調(diào)整額為-150.15.

因此，對于政府部門的總調(diào)整額為ζA=ζA1+ζA2+ζA3=427.7，對于社會資本的總調(diào)整額為ζB=ζB1+ζB2+ζB3=-427.7. 經(jīng)過調(diào)整后的風(fēng)險分擔(dān)份額為α1=(φ1+ζA)/(φ1+φ2)=0.522 2，α2=(φ2+ζB)/(φ1+φ2)=0.477 8. 即在不可抗力風(fēng)險方面政府部門承擔(dān)的份額為0.522 2，社會資本承擔(dān)的份額為0.477 8.

從得到的結(jié)果來看，在不可抗力風(fēng)險方面，根據(jù)PPP項目風(fēng)險認(rèn)知能力、風(fēng)險承受能力和風(fēng)險承擔(dān)意愿等影響因素優(yōu)化后政府部門的風(fēng)險分擔(dān)額增加了427.7萬元，同時，社會資本的風(fēng)險分擔(dān)額減少了427.7萬元，大大提高了各參與方參與城市軌道交通PPP項目的積極性，有利于城軌PPP項目的順利建設(shè)與運營.

4 結(jié)語

為保證城市軌道交通PPP項目的成功實施，本文對其全過程的風(fēng)險進行識別. 并且基于合作博弈理論，結(jié)合問卷調(diào)查和專家訪談法，對項目參與雙方應(yīng)承擔(dān)的風(fēng)險進行合理劃分，得到風(fēng)險因素初步分擔(dān)結(jié)果，明確了項目唯一性、不可抗力、政策變化等7個公私雙方共擔(dān)風(fēng)險.

運用Shapley值法求得城軌PPP項目風(fēng)險初步分擔(dān)比例，得到公私雙方承擔(dān)風(fēng)險的比例分別為40%和60%，引入風(fēng)險認(rèn)知能力、風(fēng)險承受能力和風(fēng)險承擔(dān)意愿3個風(fēng)險分擔(dān)修正因子，使用層次分析法對其進行科學(xué)加權(quán)，對初步分擔(dān)結(jié)果進行修正，使風(fēng)險分擔(dān)比例更加符合實際.

最終將風(fēng)險分擔(dān)模型應(yīng)用于青島地鐵4號線PPP項目中，計算得到在不可抗力風(fēng)險方面政府部門承擔(dān)的份額為0.522 2，社會資本承擔(dān)的份額為0.477 8，驗證了基于AHP-Shapley值的風(fēng)險分擔(dān)比例確定模型的適用性. 本文所建模型驗證了風(fēng)險分擔(dān)影響因素對分?jǐn)偙壤哂幸欢ǔ潭鹊挠绊?，為類似城市軌道交通PPP項目的風(fēng)險分擔(dān)案例提供了一個新的解決思路.