基于修正SHAPLEY值的全過(guò)程工程咨詢利益分配研究

孫琳琳，趙 允，劉麗佳

（1. 山東科技大學(xué) 山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590；2. 山東科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，山東 青島 266590，E-mail：1551678145@qq.com）

自2017年2月國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于促 進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》[1]中提出培育全過(guò)程工程咨詢，首次明確了全過(guò)程工程咨詢的理念，并鼓勵(lì)企業(yè)間采取聯(lián)合經(jīng)營(yíng)、并購(gòu)重組等方式發(fā)展，到2019年3月國(guó)家發(fā)改委、住建部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)全過(guò)程工程咨詢服務(wù)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，各省市相繼發(fā)布有關(guān)全過(guò)程工程咨詢方面的政策文件，彰顯了我國(guó)從上級(jí)機(jī)關(guān)到下級(jí)政府十分重視推行全過(guò)程工程咨詢，也表明了全過(guò)程工程咨詢將成為或已成為建筑行業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域[2，3]。目前，由于我國(guó)現(xiàn)有的法規(guī)體系一定范圍內(nèi)約束了全過(guò)程工程咨詢行業(yè)的發(fā)展，再加上全過(guò)程工程咨詢本身涉及的業(yè)務(wù)流程多，國(guó)內(nèi)工程咨詢行業(yè)的企業(yè)資質(zhì)和人才等方面良莠不齊[4]，因此在我國(guó)能夠獨(dú)立提供全過(guò)程工程咨詢服務(wù)的企業(yè)鳳毛麟角，大多以聯(lián)合體形式開(kāi)展，相較于傳統(tǒng)“碎片式”的咨詢服務(wù)，以聯(lián)合體形式開(kāi)展的全過(guò)程工程咨詢服務(wù)擁有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠最大程度上節(jié)約資源[5，6]。

然而，我國(guó)在大力推行全過(guò)程工程咨詢的同時(shí)，不得不面臨一個(gè)難題：即全過(guò)程工程咨詢中聯(lián)合體成員的利益如何分配。利益分配是全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目能否成功的關(guān)鍵，而由于該服務(wù)在我國(guó)剛剛興起，其組織結(jié)構(gòu)、取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及利益分配等問(wèn)題都沒(méi)有規(guī)范性文件，缺少理論層面和實(shí)踐層面的研究[7]。因此，本文采用Shapley值法對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員間利益分配進(jìn)行分析，在綜合考慮各個(gè)影響因素的前提下，對(duì)傳統(tǒng)Shapley值模型進(jìn)行修正，建立更為準(zhǔn)確的利益分配模型[8]，使各利益主體的分配更加公平、公正、合理。

1 基于Shapley值的利益分配模型

Shapley值法是由Shapley L. S.提出的用于解決多人合作對(duì)策問(wèn)題的方法，常用于解決合作聯(lián)盟利益分配問(wèn)題，能夠最大程度上保障利益分配的準(zhǔn)確性[9，10]。

當(dāng)N個(gè)參與方進(jìn)行某項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)時(shí)，參與方之間的多種組合方式都能產(chǎn)生相應(yīng)的收益。如果各參與方之間的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是非對(duì)抗性的，參與方數(shù)量的增加不會(huì)造成收益降低，那產(chǎn)生最大收益的方式就為N個(gè)參與方合作，Shapley值法就是分配項(xiàng)目最大利益的一種方法[8]。因此，假設(shè)全過(guò)程工程咨詢聯(lián)合體中有n個(gè)項(xiàng)目成員，它們構(gòu)成的集合為N，Y∈N是N中的一個(gè)聯(lián)盟，由若干個(gè)項(xiàng)目成員組成。Φi是n個(gè)項(xiàng)目成員共同參與下i方得到的利益分配值，被稱為Shapley值。

式中，W(|Y|)為加權(quán)因子，即Shapley值系數(shù)；V(Y)為聯(lián)盟Y的收益；V(Y/i)為聯(lián)盟中除掉參與方i后獲得的收益；Y為聯(lián)盟中參與方的個(gè)數(shù)；n為成員的數(shù)量，i=（1，2，…，n）。

2 修正Shapley值的利益分配模型

Shapley值法是根據(jù)聯(lián)合體成員對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目的邊際貢獻(xiàn)進(jìn)行利益分配，但是該模型認(rèn)為其他因素對(duì)利益分配的影響程度均為1/n，忽略成員之間的相互作用。而在全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目中，成員的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、投入比重、項(xiàng)目貢獻(xiàn)度、合同履約度、新技術(shù)運(yùn)用、行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力等因素對(duì)聯(lián)合體成員的利益分配有著重要影響[9]。因此，引入相關(guān)因素對(duì)Shapley值模型進(jìn)行修正，使全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目中的聯(lián)合體成員利益分配趨于公平、公正、合理。

2.1 影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的因素

在全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目中，綜合考慮利益分配原則后（合作共贏原則、投入風(fēng)險(xiǎn)與利益相稱原則、公平兼顧效率原則、結(jié)構(gòu)利益最優(yōu)原則等[11]），對(duì)影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的因素進(jìn)行分析及專家咨詢，將影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的因素分為確定性因素和不確定因素[12]，如圖1所示。

圖1 影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的因素

（1）風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。通常，風(fēng)險(xiǎn)與收益呈正相關(guān)，風(fēng)險(xiǎn)越高意味著收益越多。以聯(lián)合體形式的全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目，涉及主體多，時(shí)間跨度大，直接導(dǎo)致項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)大。但通過(guò)聯(lián)合體成員間合理分配風(fēng)險(xiǎn)，可以降低其風(fēng)險(xiǎn)水平，增加項(xiàng)目收益，因而風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)是影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的關(guān)鍵因素。具體包括投資風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子。

（2）投入比重。全過(guò)程工程咨詢的時(shí)間跨度是從前期投資、決策到項(xiàng)目實(shí)施、運(yùn)營(yíng)階段，項(xiàng)目周期長(zhǎng)、規(guī)模大，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中要引入大量資源，其中涉及資金、設(shè)備和人力等。一般而言，企業(yè)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行投資，目的是獲得利益，投入越多期待回報(bào)越多，因而投入比重在全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配中起到重要作用。

（3）合同履約度。目前，全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目大多以聯(lián)合體形式開(kāi)展，在全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目開(kāi)展期間，若項(xiàng)目中某個(gè)成員為了自身利益，貿(mào)然違反合同條件，將導(dǎo)致整個(gè)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目的利益受到損害。合同履約度是項(xiàng)目參與方對(duì)合同內(nèi)容履行程度或使項(xiàng)目取得最大收益的努力程度[13，14]，因而，把合同履約度納入全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的考慮因素，一定程度上可以提高聯(lián)合體成員的積極性，規(guī)范成員行為，嚴(yán)格遵循合同約定，使全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益最大化。

（4）項(xiàng)目貢獻(xiàn)度。本文研究的項(xiàng)目貢獻(xiàn)度與Shapley值的邊際貢獻(xiàn)率不同，指的是全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目在遇到突發(fā)狀況或緊急情況對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量、工期及利益等方面造成威脅時(shí)，項(xiàng)目成員進(jìn)行挽救而做出的額外貢獻(xiàn)或犧牲[13]。目前，全過(guò)程工程咨詢服務(wù)在我國(guó)仍處于探索期，相關(guān)的政策法規(guī)還不完善，項(xiàng)目成員在處理突發(fā)狀況時(shí)必須做出貢獻(xiàn)或犧牲，所以綜合考慮后將項(xiàng)目貢獻(xiàn)度納入全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的考慮因素之一，可以激發(fā)項(xiàng)目成員犧牲或貢獻(xiàn)精神的積極性。

2.2 基于修正Shapley值的利益分配模型的建立

2.2.1 利益分配模型

根據(jù)對(duì)影響全過(guò)程工程咨詢利益分配因素分析，構(gòu)建修正因素集合J={j}，（j=1，2，3，4），分別表示影響全過(guò)程工程咨詢利益分配的4個(gè)因素，從而形成影響全過(guò)程工程咨詢利益分配因素的修正測(cè)度值[14]，如表1所示。

表1 影響全過(guò)程工程咨詢利益分配因素的修正測(cè)度值

根據(jù)表1構(gòu)建修正矩陣G，對(duì)構(gòu)建的修正矩陣G進(jìn)行歸一化處理。通過(guò)強(qiáng)制打分法，確定影響因素對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的程度：P=[P1，P2，P3，P4]T；并且確定修正系數(shù)：得到修正后全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的利益分配值：

其中，Ki為修正后4個(gè)影響因素對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目參與方利益分配的綜合影響程度。

2.2.2 影響因素參數(shù)的確定

（1）風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)是全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的重中之重，結(jié)合上文選取了4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子：投資風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，確定其權(quán)重，由此確定項(xiàng)目各成員的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)比例，其中由于全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)涉及的二級(jí)指標(biāo)較多，故而采用模糊綜合評(píng)價(jià)法確定全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)比例g11、g21、…、gn1[15]。

（2）在投入比重方面，全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的投入涉及資金、設(shè)備及人力等，且各成員投入比例均不同，因而在確定聯(lián)合體成員投入權(quán)重時(shí)應(yīng)該將不同的資源量化，得到全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的投入比重g12、g22、…、gn2。

（3）合同履約度是利益主體對(duì)合同約定內(nèi)容的履行情況，要對(duì)各成員的履行情況進(jìn)行定量分析，確定全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的合同履約度g13、g23、…、gn3。

（4）項(xiàng)目貢獻(xiàn)度是聯(lián)合體成員在面對(duì)突發(fā)狀況時(shí)做出的貢獻(xiàn)或犧牲，其確定方法同上，得到聯(lián)合體成員的項(xiàng)目貢獻(xiàn)度g14、g24、…、gn4。

2.2.3 修正Shapley值利益分配模型的方法

考慮Shapley值模型認(rèn)為各因素對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的影響程度均為1/n，忽略各成員之間的作用，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行系數(shù)修正。在修正Shapley值模型部分，確定風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)比例時(shí)采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法，其中借助層次分析法確定投資風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子權(quán)重。利益分配修正模型的重點(diǎn)在于確定修正矩陣G，修正矩陣G中關(guān)鍵是用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)確定成員的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)比例，最終得到修正系數(shù)ΔK。

由上述4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子，確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的因素論域：ωi=[ω1,ω2,ω3,ω4]；由此確定風(fēng)險(xiǎn)因子等級(jí)論域：V=(v1,v2,v3,v4)；再由專家對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目參與方的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，構(gòu)建模糊綜合評(píng)價(jià)關(guān)系矩陣D1、D2、...、Dn；最后，確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量，計(jì)算全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)系數(shù)：g11、g21、…、gn1。

3 具體案例分析

假設(shè)在M市和Y市間建設(shè)高速公路，項(xiàng)目擬采用全過(guò)程工程咨詢模式，全長(zhǎng)30km，公路為雙向四車道。項(xiàng)目概算總投資為71600萬(wàn)元，工期12個(gè)月。通過(guò)招投標(biāo)，確定由A公司牽頭組建的聯(lián)合體成功中標(biāo)該項(xiàng)目，聯(lián)合體其他成員為B和C公司，其中：A為設(shè)計(jì)公司，具有設(shè)計(jì)甲級(jí)資質(zhì)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目勘察和設(shè)計(jì)工作；B為咨詢公司，負(fù)責(zé)造價(jià)咨詢

和項(xiàng)目管理工作；C為監(jiān)理公司，主要負(fù)責(zé)工程監(jiān)理工作。經(jīng)過(guò)估算，該高速公路項(xiàng)目采用全過(guò)程工程咨詢模式聯(lián)合體成員的利益為3000萬(wàn)元。若由聯(lián)合體成員中的A設(shè)計(jì)公司單獨(dú)完成，考慮其自身管理水平、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)大小等因素，估算A公司獲得利益為800萬(wàn)。同理可得B、C公司獲得利益分別為400萬(wàn)、600萬(wàn)。若由聯(lián)合體中兩家公司共同完成，相比于一家公司單獨(dú)完成時(shí)考慮的諸多因素一定范圍內(nèi)可削弱其負(fù)面效果，則估算可知：A和B公司合作完成利益為1500萬(wàn)，A和C公司為1700萬(wàn)，B和C公司為1200萬(wàn)。根據(jù)上述背景，對(duì)高速公路全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員的利益分配進(jìn)行分析。

3.1 傳統(tǒng)Shapley值法計(jì)算項(xiàng)目參與方的利益分配

高速公路項(xiàng)目由A、B、C 3家公司共同完成，項(xiàng)目全部收益為3000萬(wàn)元，即V(A∪B∪C)=3000；3家獨(dú)自完成利益為800萬(wàn)、400萬(wàn)、600萬(wàn)，V(A)=800萬(wàn)，V(B)=400，V(C)=600；AB合作完成利益為1500萬(wàn)，AC為1700萬(wàn)，BC為1200萬(wàn)，即V(A∪B)=1500，V(A∪C)=1700，V(B∪C)=1200。利用Shapley值計(jì)算項(xiàng)目各成員的利益分配值：

同理可得ΦB=783.33萬(wàn)元，ΦC=983.33萬(wàn)元。由此可知，相比A、B、C各公司單獨(dú)完成時(shí)獲得利益，項(xiàng)目成員之間共同合作完成的利益更大。

3.2 利用修正后Shapley值模型計(jì)算項(xiàng)目參與方的利益分配

3.2.1 確定參數(shù)，構(gòu)建修正矩陣

根據(jù)模型修正步驟，首先確定修正矩陣G，方可進(jìn)行模型計(jì)算部分，本部分針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、投入比重、合同履約度及項(xiàng)目貢獻(xiàn)度4個(gè)因子，借助修正模型的方法確定各因素系數(shù)。

（1）風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)?；谀：C合評(píng)價(jià)法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。①對(duì)于全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因素論域，采用層次分析法—通過(guò)指標(biāo)間兩兩比較，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)矩陣，確定項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)部分4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子權(quán)重，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的因素論域：ωi=(ω1，ω2，ω3，ω4)=[0.45，0.15，0.07，0.33]；②確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)論域：V=(v1，v2，v3，v4)=(0.1，0.3，0.5，0.7，0.9)，代表風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)：高、較高、一般、較低、低；③建立模糊綜合評(píng)價(jià)關(guān)系矩陣D1，同理得D2、D3；④計(jì)算項(xiàng)目各參與方風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)系數(shù)：g11=ωi×D1×VT=0.525，g21、g31分別為0.450、0.450。

（2）投入比重。根據(jù)合同約定，公司A、B、C的投入比重分別為0.5、0.3、0.2。針對(duì)投入比重部分存在不可量化指標(biāo)，也可用模糊綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行計(jì)算，但計(jì)算結(jié)果與合同約定的比重差別不大，故而采用合同約定部分得投入比重確定系數(shù)g12=0.5、g22=0.3、g32=0.2。

（3）合同履約度。假定全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目有措施使參與方能夠以最大的努力程度來(lái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的總體利益最大化，即g13=1，g23=1，g33=1。

（4）項(xiàng)目貢獻(xiàn)度。假定全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目出現(xiàn)緊急情況時(shí)，各參與方的貢獻(xiàn)度相同，即投入的成本相同，則可得g14=1/3、g24=1/3、g34=1/3。

綜上所述，上文通過(guò)相關(guān)模型等方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、投入比重、合同履約度和項(xiàng)目貢獻(xiàn)度4個(gè)因素進(jìn)行參數(shù)確定，得到修正矩陣G。

3.2.2 修正Shapley值算法

（1）對(duì)修正矩陣G進(jìn)行歸一化處理，得到矩陣H。

（2）針對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目提出影響各成員利益分配的4個(gè)因素：風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、投入比重、合同履約度、項(xiàng)目貢獻(xiàn)度，通過(guò)強(qiáng)制打分法確定其綜合權(quán)重，確定利益分配影響系數(shù)P：

（3）由矩陣H和利益分配影響系數(shù)P，得到修正系數(shù)△K。

（4）根據(jù)式（3）得到修正后項(xiàng)目各成員的利益分配值為：

同理，可知B、C公司修正后的利益分配值分別為725.33萬(wàn)元和826.33萬(wàn)元。

3.3 基于Shapley值修正前后的利益分配值對(duì)比

通過(guò)修正后Shapley值得到全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目在公司A、B、C之間最佳分配方案，即A、B、C公司利益分配值分別為1448.33萬(wàn)元、725.33萬(wàn)元、826.33萬(wàn)元，具體利益分配變化如表2所示，比較Shapley值修正前后項(xiàng)目參與方利益分配值發(fā)生明顯變化，A公司增加了215萬(wàn)元，而B(niǎo)、C分別減少了58萬(wàn)元和157萬(wàn)元。這說(shuō)明了A公司作為全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目的牽頭公司，投入的資源較多、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)比例較大，在考慮4個(gè)影響因素的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行利益補(bǔ)償，符合現(xiàn)實(shí)情況[15，16]。故而，修正后的Shapley值在聯(lián)合體成員的利益分配方案上更加公平、公正、合理，同時(shí)調(diào)動(dòng)了項(xiàng)目成員的積極性，也避免了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的非必要沖突，促使項(xiàng)目順利完成[17，18]。

表2 Shapley 值修正前后項(xiàng)目參與方利益分配方案比較

4 結(jié)語(yǔ)

本文從全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目聯(lián)合體成員角度出發(fā)，探討聯(lián)合體成員之間的利益分配問(wèn)題。通過(guò)建立Shapley值利益分配模型；引入4個(gè)影響全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配的因素：風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、投入比重、合同履約度和項(xiàng)目貢獻(xiàn)度；借助AHP、模糊綜合評(píng)價(jià)及實(shí)際狀況對(duì)全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目的各影響因素進(jìn)行權(quán)重修正，得到修正后的全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配模型；通過(guò)高速公路全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目案例進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證修正后Shapley值模型的可行性和有效性，使得利益分配結(jié)果更加公平、公正、合理，為全過(guò)程工程咨詢項(xiàng)目利益分配方案提供了一種思路。然而，本文研究還有一些不足之處，在合同履約度和項(xiàng)目貢獻(xiàn)度方面未進(jìn)行深入研究，權(quán)重系數(shù)存在一定偏差，所以仍然需要優(yōu)化全過(guò)程工程咨詢聯(lián)合體成員的利益分配方案，使聯(lián)合體成員間的利益分配值精確化，這將是未來(lái)的研究方向。