基于層次分析法的水利工程風險評價指標體系研究

摘 要：針對水利工程風險特點，構建水利工程風險評價指標體系，采用層次分析法確定水利工程風險評價指標權重、排序風險因子，針對高中度風險制定有效措施進行防范，為水利工程實踐提供重要的參考借鑒。

關鍵詞：水利工程；風險評價；指標體系；層次分析

中圖分類號：F230 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）30-0192-03

引言

風險管理應用于水利工程中的堤防工程，圍堰過流下游護坡設計，防洪工程等。風險的發生往往造成巨大的經濟損失與人員傷亡，近兩年事故死亡率呈逐年下降趨勢，但重大事故率仍不斷上升[1]。目前常采用風險度來衡量風險的各種結果差異給風險承擔主體帶來的損失[2]，識別風險主次并有針對性地提出風險應對措施，靈活有效系統地為風險控制提供量化標準。近年，中國水利工程風險管理系統模式仍停留在初級、粗放、經驗型管理階段。風險因素的多維向性致使風險程度估計不足、風險監控效率過低。基于此，本文綜合分析水利工程建設初期、中期以及后期內部與外部環境各項風險因素并采用層次分析法構建了水利工程風險評估系統，比較水利工程系統風險評價各指標體系的權重高低，通過計算確定定量風險評價方法對明確水利工程中出現的概率及產生的后果方面具有十分重要的作用[3]。

一、水利工程風險評價指標體系的構建

基于水利工程系統風險評價指標體系的多指標、多層次、多關聯性，采用系統分析法，將整個項目分解為若干工作包，再逐一考慮每一工作包的風險程度，在考慮過程中采用專家評判，并用定量原則檢驗評判的正確性，最后再綜合整個項目風險，結合解決復雜問題的演繹法與歸納法，篩選水利工程風險管理與評價指標體系中的關鍵因子，確定評價指標體系，共有三級指標27項（見圖1），利用這些指標，進行定

性定量估計評價，最終確定水利工程的風險級別和最大影響因子，為決策者在投標前進行全面認識項目風險提供了一種靈活且易于操作的有效手段[4]。

二、層次分析法確定權值

遞階層次結構是層次分析中最簡單也是最實用的層次結構形式[5]。假設準則層元素A所支配的下一層次的元素為Bl，B2…Bn。針對準則A，比較兩個元素Bi和Bj的重要程度，并按比例標度對重要性程度賦值，形成判斷矩陣A。計算B1、B2…Bn對于上層次因素Ak的權重W1、W2…Wn，可寫成向量形式W=（W1，W2……Wn），具體步驟如下：

1.將判斷矩陣Ak的元素按列作歸一化處理：aij=，（i，j=1，2，3…n） （1）

bij是元素Bi與Bj相對于準則A的重要比例標度。

2.將矩陣A=（aij）n×n的元素按行相乘得mi，Wi= （2）

3.計算特征向量W=（Wl，W2，…，Wn）T，Wi=（i，=1，2，3…n） （3）

4.判斷矩陣A的最大特征值：λmax=（4）

5.判斷矩陣A的一致性指標CI：CI= （5）

6.判斷矩陣A的一致性比值CR：CR= （6）

其中RI（見表1），當CR≤0.1時，通過一致性檢驗。只有對問題中的所有判斷矩陣的一致性檢驗都合格后，通過層次單排序得到的結論才是合理的和有效的。

三、基于AHP法的水利工程風險評價

（一）一級指標組合權重計算與一致性檢驗

表2 一級判斷矩陣

AW= =

C1～C8的權重集合為：Wi ={0.031，0.048，0.070，0.103，

0.109，0151，0.198，0.290}，根據公式（4）～（6）計算可知，λmax=

8.051，CI=0.072，CR==0.051≤0.1，通過一致性檢驗。

（二）二級指標組合權重計算和一致性檢驗

表3 C1層的判斷矩陣

AW=1 1/3 1/23 5 22 1/2 10.1640.5400.296=0.4921.6240.894，其中C11～C13的權重集合為：Wi ={0.164，0.541，0.296}；λmax=3.009，CI=0.005，

CR==0.009≤0.1，通過一致性檢驗。

表4 C2層的判斷矩陣

表5 C3層的判斷矩陣

表6 C4 層的判斷矩陣

表7 C5層的判斷矩陣

表8 C6層的判斷矩陣

表9 C7層的判斷矩陣

表10 C8層的判斷矩陣

經計算可知二級指標的CR≤0.1，均通過一致性檢驗。根據上述一級指標和二級指標的權重系數后，即可根據下式求得各風險因素的組合權重。

各風險因素的組合權重=×一級指標權重系數 （7）

根據該工程風險指標對目標層權重排序，權重系數在0%～1%之間的為輕度風險，在1%～4%為中度風險，在4%以上的為重度風險。較弱風險因素一般不設定專門對策，若在水利工程項目建設過程中出現時，則由相關人員根據經驗及時處置即可，而對于重要的風險因素應采取專門的風險預防方案（如表11所示）。

表11 風險應對措施

結論

風險評估的最終目的就是針對風險發生可能造成的后果損失而預先采取的防范措施，在評價體系的構建與篩選的基礎上，基于層次分析法對評價指標體系的風險概率賦值，能夠有效地避免高、中度風險發生帶來的不利后果，在水利工程實踐中具有重要的理論意義和應用價值，為其提供有效的決策支持。

參考文獻：

[1] Kris R，Nielsen.Risk management：Lessons form Six Continents[J].J.Mgmt.inEngrg.2006：22-61.

[2] 中國建設工程造價管理協會.造價工程師繼續教育培訓教材[M].北京：中國計劃出版社，2004.

[3] J.Browers.Data for Projeet Risk Analysis.Projeet Management.1994，（12）：9-16.

[4] 孔可瑩.基于AHP的投資風險管理研究[D].西安：西北大學，2006：33-37.

[5] 楊志輝，陳鐵牛，劉龍章.基于改進層次分析法的模糊優選模型[J].數學的實踐與認識，2010，（10）：25-29.

Research on the Index System of Risk Evaluation in Hydraulic Engineering

Based on Analytical Hierarchy Process

LI Kui-ran，LI Huan，SUN Nan，XU Shu-qin，WANG Qiu-ping

（College of Water Conservancy Architecture，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China）

Abstract：According to characteristics of the risk in hydraulic engineering，established the index system of risk evaluation in hydraulic engineering，apply Analytical Hierarchy Process to determine the weight values of risk indexes，sort risk factors，found out the risk factors of high and medium risk，made effective measures，and provided important reference for practice in hydraulic engineering.

Key words：hydraulic engineering；risk evaluation；index system；analytical hierarchy