基于AHP－CIM模型水閘工程投資風險分析

徐 林 劉敏芝

（1.河海大學 水利水電學院，南京 210098；2.舟山市財政項目預算審核中心，浙江 舟山 316021）

水閘依靠可以升降啟閉的閘門控制水位、調節流量，具有擋水和泄水的雙重作用，在平原地區運用很廣.全國由各級政府水行政部門管理的大中型水閘共3 764座.其中過閘流量達1 000m3／s以上的大型水閘486座；過閘流量為100～1 000m3／s的中型水閘3 278座.自“九五”規劃以來，國家不斷增加對水利行業的投入，2011年，中央一號文件制定和出臺了一系列加快水利改革發展的新政策新舉措，其中包括加強水利投入.水閘工程必將占據很大的投入，因此探索科學有效的水閘工程投資風險評價體系勢在必行.

利用層次分析法是對一些較為模糊、較為復雜的問題作出決策的簡易方法，它尤其適用于那些進行完全定量分析很難的問題.它是美國運籌學家Saaty教授于20世紀70年代初提出的一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法［1－3].而 CIM（Controlled Interval and Memory models）模型是現代風險分析理論中進行風險因素組合、量化評價的一種新方法，同時也是一種對復雜風險變量概率分布進行綜合疊加的有效方法.CIM方法主要采用自上至下進行事件的概率疊加，其特點是：用和代替概率函數的積分，用直方圖表示隨機變量的概率分布，并按串聯或并聯響應模型進行概率疊加，整個疊加過程清晰明了、簡便易行，并且所得結果包含的信息量豐富實用.使得風險因素的量化過程變得簡單、直觀.利用直方圖具有相同寬度區間的特點進行概率疊加，使概率分布的疊加得以簡化.同時用和代替概率函數的積分，并按照串聯或并聯響應模型進行概率疊加，據此可解決風險事件獨立和相關兩種情況下的項目風險綜合估計［4－5].

本文運用AHP－CIM模型進行水閘工程投資風險分析具有以下優點：1）將定量分析與定性分析相結合，能系統地綜合專家經驗，更全面地看待項目總體風險，為決策者提供一個全面了解項目全過程風險的機會，使其項目的風險評估更為科學.2）CIM模型主要應用于計算事件發生的概率，而AHP方法在于計算風險因素的權重關系，其權重關系是通過專家打分等手段實現，但是在計算最后總風險時要用到各個層次風險的概率，這樣，就可以在此過程中引入CIM模型，通過應用CIM模型，從風險事件的最底層風險因素入手，一步步求得上一層次風險事件的概率，最后綜合其二者求出整個風險項目的風險度，比單一應用一種方法計算結果要精確.3）當原有的項目風險因素信息并根據新增數據對風險因素權重進行適當調整時，CIM模型具有記憶功能，可以增加或減少風險因素的數量，針對風險因素的不確定性具有較好的包容性.

1 寶應地涵工程概況

寶應地涵原規劃任務是引高郵湖、寶應湖水入運東里下河地區補充灌溉、沖淤、洗鹽用水，并在不影響里下河地區排澇的情況下相機排除高寶湖水入運東.涵洞建成后至1970年大汕子隔堤建成前，直接承受著寶應湖、高郵湖的洪水壓力，對里下河地區的防洪起到了較大的保護作用.隨著1970年大汕子隔堤的建成，寶應湖變為內湖，寶應地涵仍作為運東地區的防洪屏障，相機排除運西澇水入里下河.當利用運西澇水進行灌溉的時候，寶應地涵調水多少可根據運西、運東的水位自由調節，較好地補充運東沿運灌區的灌溉水源，減小自運河引水的流量，為南水北調節約水資源.

2 建立水閘工程投資風險評價體系

建立水閘工程投資風險評價指標體系［6－9]，如圖1所示，假設各子風險層因素相互獨立.一個具體的評價指標體系可按目標層、準則層和要素層分解.

圖1 水閘工程投資風險評價體系圖

1）政治風險.政治風險是指各種政治力量使經營環境發生惡變的可能性.這種變化將影響工程的實施及其他目標的實現.由于寶應地涵工程政治風險極小，可以不予考慮.

2）經濟風險.經濟風險指的是投資項目預期的投入和產出發生偏差及其可能性.在水閘工程建設的各階段，預期的經濟效果與客觀實際情況之間常發生偏差.這種偏差具體是由投資膨脹風險、融資風險和工程完工后能否達到預期效益風險3部分構成.這種偏差來源于外部環境的變化和人們對事物認識的局限性.水閘工程資金一般由當地政府和國家共同承擔，因此寶應地涵工程需做好投資控制，其融資風險較小.本工程屬于社會公益性質的水利建設項目，基本無財務收入，本次經濟評價只進行國民經濟評價，不作財務分析.對本工程初步進行國民經濟評價，由分析計算結果可知，內部收益率14.70%，大于社會折現率8%；經濟凈現值為598.27萬元，大于0；效益費用比為1.60，大于1，各項評價指標均滿足工程經濟合理性的要求.因此，本工程經濟上是合理可行的.而它所帶來的社會效益，如防洪效益和灌溉效益，是巨大的，綜合分析，寶應地涵工程的經濟風險較低.

3）施工風險.工程施工風險是指可能出現的影響施工項目目標實現的不確定性因素.寶應地涵工程主要包括施工技術風險、質量控制風險、進度控制風險、施工管理風險和節能減排風險.節能減排為我國“十一五”規劃中一個重要任務，工程的節能減排貫穿于工程建設期和管理期.本工程的排放為廢水、廢氣的排放，且主要集中在工程建設期，因此增加了工程的施工風險.

4）環境風險.環境風險是一種會對人類健康造成不利影響的危害，它是在自然環境中產生的或通過自然環境傳遞的.對于寶應地涵工程而言，環境風險就是一種會對本工程造成不利影響的危害.寶應地涵工程的環境風險包括水文條件、地質條件和移民安置風險.其水文條件變化較大，存在風險較大；而地涵上閘首底板和上游翼墻為持力層，地基承載力滿足要求；下閘首底板和下游翼墻為持力層，地基承載力滿足要求.經判別場地內無液化土層分布，地下水對混凝土無結晶類腐蝕、無分解類腐蝕、無結晶分解復合類腐蝕.所以其工程地質條件風險較小.由于本工程是在原來的基礎上加固維修，所以并無移民安置風險.

5）不可抗力風險.所謂的不可抗力，是指合同訂立后發生的合同雙方當事人不能預見、不能避免、不能克服的損害當事人利益和履約的客觀情況.建設工程施工合同訂立后的不可抗力，包括因戰爭、動亂、空中飛行物體墜落和其它非承發包雙方責任造成的爆炸、火災，以及合同約定等級以上的風、雨、雪、震等對工程及履約施工造成損害的自然災害.寶應地涵工程中的不可抗力風險主要包含地震風險、洪水風險和戰爭風險.

3 基于AHP－CIM模型對水閘工程投資風險進行綜合評價

3.1 風險權重分析

層次結構反映了因素之間的關系，但準則層中的各準則在目標衡量中所占的比重并不一定相同，在決策者的心目中，它們各占有一定的比例.在確定影響某因素的諸因子在該因素中所占的比重時，遇到的主要困難是這些比重常常不易定量化.此外，當影響某因素的因子較多時，直接考慮各因子對該因素有多大程度的影響時，常常會因考慮不周全、顧此失彼而使決策者提出與他實際認為的重要性程度不相一致的數據，甚至有可能提出一組隱含矛盾的數據.依據層次分析法給出判斷矩陣構造方法.

依據專家意見及層次分析法，結合項目風險指標體系，建立本項目主要風險層的判斷矩陣見表1.

表1 主風險層判斷矩陣表

采用和法計算判斷矩陣的最大特征根及其對應的特征向量，計算結果見表2.

表2 判斷矩陣計算表

由

得

所以判斷矩陣是需要調整的.采用偏差最大項修正法對判斷矩陣進行修正，其基本思想是根據判斷矩陣U的排序向量W，首先構造一個排序向量A＊＝計算偏差矩陣

尋找偏差最大項

對δmax對應的apq和aqp進行修正，令

代入矩陣U，重新計算.經計算得偏差最大項為a14，項目主要風險層的判斷矩陣經修正后見表3.

表3 修正后的主風險層判斷矩陣表

各個主風險因素權重即為向量W＝（0.236，0.288，0.081，0.395）T.至此主風險因素層的風險權重求解結果已知.應用同樣方法下面分別求解各個子風險因素層的權重.

子風險因素層風險因素權重分析：通過咨詢專家，各個子風險因素構建比較矩陣如下：

1）環境風險U2

表4 環境風險比較矩陣表

2）經濟風險U3

表5 經濟風險比較矩陣表

3）施工風險U4

表6 施工風險比較矩陣表

4）不可抗力風險U5

表7 不可抗力風險比較矩陣表

同主風險因素層權重求解過程一致，分別求得各個子風險因素權重結果如下：Wu2＝（0.094，0.168，0.738）T，Wu3＝ （0.290，0.071，0.349，0.108，0.182）T，Wu4＝ （0.082，0.170，0.186，0.088，0.474）T，Wu5＝（0.193，0.083，0.724）T.經檢驗判斷矩陣隨機一致性比率CR均小于0.1，所以各個子風險因素的判斷矩陣均能正確反映各個子風險因素之間的關系.各個子風險因素的權重系數計算如上.

為了應用CIM方法更準確地確定項目的風險程度，特別邀請15名專家根據多年經驗及項目實際情況，給出各個子風險的概率.具體步驟如下：

①對于寶應地涵工程的投資風險評價，本文的評價集為：

②向15名專家發放調查問卷，讓每位專家對每一最末層風險因素i給出評價j.根據下式計算每個末層風險因素的概率分布Pij.

式中，Nj為把風險因素i歸為同一風險檔次j的專家人數；N為專家的總數.

計算結果見表8～9.

表8 子風險因素概率表1

表9 子風險因素概率表2

3.2 CIM模型應用

由CIM模型可知，各個子風險因素相互獨立，可以應用CIM并聯響應模型，求解出各個主風險因素層的概率分布.計算結果如下：以主風險因素U5為例，如圖2所示.

圖2 風險U5分類示意圖

不可抗力風險因素U5子風險因素U51，U52，U53，三者獨立，而且3個因素出現帶有隨機性，各因素可能出現，也可能不出現，可能同時出現，也可能出現一個，由此可以判斷符合CIM模型中的并聯響應模型，可以應用并聯響應模型計算出U5的概率，首先計算U51，U52的組合風險概率P（U51，U52）見表10.

表10 風險概率計算表1

再次運用并聯響應模型計算P（U51，U52，U53）即P（U5）的概率見表11.

表11 風險概率計算表2

由此可以求得主風險因素U5的概率分布，同理可求其他主風險因素的概率，求得結果見表12.

表12 主風險因素的概率分布表

則寶應地涵工程投資的總風險概率計算過程見表13.

表13 寶應地涵工程投資總風險概率分布

由表13可見，寶應地涵工程的投資風險低，為77.11%，由于本工程風險低，建議盡快付諸實施.而實際中，該工程的實施將有力地促進本地區社會經濟的健康發展和環境改善，具有顯著的社會效益和環境效益.因此運用AHP－CIM模型對寶應地涵工程進行投資風險分析結果與實際情況相吻合，能夠為決策者提供科學、合理的參考依據.

4 結 論

1）探討分析水閘工程投資風險評價體系中的5大風險因素及其子風險因素，初步建立水閘工程投資風險評價體系，有待進一步研究.2）運用AHP－CIM模型，定性與定量相結合，對寶應地涵工程進行綜合評價，得出該工程的投資風險概率為低，驗證了該模型的有效性，并為決策者提供科學依據，建議該工程盡早實施.3）在運用AHP－CIM模型進行評價的同時，最末層子風險因素的概率直接由專家得出，各專家意見不盡相同，具有人為的主觀因素，影響了評價的準確性，在此方面還需進一步改進.

［1]孫淑俠.多層次模糊綜合風險評價模型在水利工程中的應用［J].水電能源科學，2008，26（2）：88－91.

［2]李愛花，劉 恒，耿雷華，等.水利工程風險分析研究現狀綜述［J].水科學進展，2009，20（3）：453－459.

［3]黃 俊，付 湘，柯志波.層次分析法在城市防洪工程方案選擇中的應用［J].水利與建筑工程學報，2007，5（1）：52－56.

［4]于九如.投資項目風險分析［M].北京：機械工業出版社，1999.

［5]李繼清，張玉山，王麗萍，等.水電站經濟效益風險分析研究［J].水電能源科學，2002，20（3）：72－74.

［6]鄧曦東，王春燕.工程項目風險的灰色模糊評判方法研究［J].三峽大學學報：自然科學版，2007，29（1）：49－53.

［7]李若東，胡志根，徐森泉，等.基于多重不確定性因素的施工導流風險分析［J].青海大學學報，2007，25（2）：57－60.

［8]李本強，胡 穎.過水圍堰導流系統瞬時風險分析［J].水電能源科學，1997，15（2）：42－46.

［9]黃明知，查顯國.國際工程項目風險測度指標及效用計算方法研究［J].三峽大學學報：自然科學版，2001，23（3）：255－257.