基于云理論的新建鐵路工程業主方項目進度風險管理研究

宿燕燕

（神華準池鐵路有限責任公司，山西省朔州市，036000）

隨著我國鐵路建設投資的增加，鐵路建設項目數量大幅增加，對鐵路建設項目管理水平有了更高的要求。大多數新建鐵路為了能夠盡快投產，常常在合理范圍內盡量壓縮工期，這就要求參建各方進一步提升項目進度管理水平。國內外專家、學者在進度風險管理方面的研究起步較早，研究成果十分豐富，主要有PERT 網絡的研究、活動持續時間的隨機分布研究、模糊數學在進度風險分析中的應用研究、蒙特卡洛模擬技術在風險分中心的應用等。本文立足于業主方的角度，按照風險管理的方法步驟，應用“云理論”建立風險管理云模型，對項目進度風險進行分析、評估，提出風險應對措施。

1 項目風險管理

項目風險管理是指在項目建設前期及建設期通過對影響項目建設的風險因素進行識別、評價、分析及制定應對策略等活動，對項目潛在風險進行有效的控制，保證最大限度地實現項目管理目標。項目風險按照控制目標可分為安全風險、質量風險、進度風險、投資風險及環境風險等。本文以業主方的項目進度風險管理為主要研究對象。風險管理分為風險識別、風險的分析與評估、風險應對3個主要步驟：

（1）風險識別。風險識別是對風險因素的認識與辨別，通常使用的方法為專家調查法。已建成項目的經驗資料為新建項目的風險識別提供了很好的參考，同時應按照項目的實際情況具體分析，形成項目特有的風險清單。新建鐵路的業主方進度風險主要有：征地拆遷因素、資金短缺因素、自身管理水平因素及自然因素等。風險識別是風險管理的基礎性工作。

（2）風險分析與評估。風險事件是一個概率件事，風險分析與評估就是對風險事件發生的概率及發生后果的嚴重性這些模糊概念的定量轉換，一般采用定性、定量結合的方法。本文采用了較為前沿的云理論分析項目進度風險，通過對云模型的參數計算，對進度風險因素進行量化、排序。風險的評估與分析是風險管理的核心步驟。

（3）風險應對。風險應對是針對風險分析與評估的結果，對不同風險事件采取不同風險管理的措施，最大限度達到規避風險的目的。風險管理中所運用的對策主要有4種：風險回避、風險控制、風險轉移及風險自留。風險應對是風險管理的最終目的。

2 基于云理論的風險評估模型

云理論是上世紀90年代由我國學者李德毅教授提出，是對傳統隸屬函數概念的進一步拓展。“云”是用語言值表示的某個定性概念與其定量表示之間的不確定性轉換模型，把模糊性和隨機性完全集成在一起，構成定性與定量相互間的映射，為風險分析這種定性與定量之間的轉化評價提供了一種新的方法。

2.1 云的概念

設X 是一個精確數值量的集合X= ｛x｝，稱為論域，U 是X 對應的定性概念，在X 上的任意數值x 在對應的定性概念U 上一次隨機實現，都存在穩定傾向的隨機數μ （x）∈ ［0，1］，叫做x對U 的隸屬度，隸屬度在論域X 的分布稱為隸屬云，簡稱云。云由許多云滴 （drop）組成，整體形狀反映了定性與定量之間的不確定性映射。

2.2 云的數字特征及其運算

云的數字特征可用3個數值來表征：望值Ex、熵En、超熵He。

望值Ex：云滴在論域空間的分布期望

熵En：定性概念的不確定性度量，由概念的隨機性和模糊性共同決定，反應了定性概念下云滴的離散程度，也反應了論域中可被概念接受的云滴的取值范圍。

超熵He：超熵是熵的不確定性的度量，是熵的熵。揭示了定性概念的隨機性，也反應了云的厚度，超熵越大，云越厚。

云的運算規則如下：

設C1（Ex1，En1，He1）和C2（Ex2，En2，He2）是某論域內接近的風險評價云，則C1、C2之間可以進行四則運算，其結果仍為一個云。

（1）加法運算規則：

（2）減法運算規則：

（3）乘法運算規則：

（4）除法運算規則：

2.3 云發生器

云的發生器分為正向發生器及逆向發生器。正向發生器是由定性概念到定量表示的過程，是云的數字特征產生云滴的具體實現，記為 （Ex，En，He）→drop （x，y）。逆向發生器是定量表示到定性概念的過程，也是由云滴得到云數字特征的具體 實 現，記 為：drop （x1，y1）drop （x2，y2）drop （x3，y3）……→ （Ex1，En，He）

2.4 基于云理論的風險評估模型

設X 為確定數值表示的論域，x 是定性概念C的一次隨機實現，若x 滿足X ～N （Ex，En2），En～N （En，He2）則x 在論域X 上的分布稱為正態云，對于正態云3 個特征值的云轉化公式如下：

應用正態云的相關理論，構建項目進度風險管理的云模型如圖1所示。

3 新建準池鐵路項目風險管理實證分析

新建準池鐵路全180km，設計為國家Ⅰ級雙線電氣化鐵路。全線橋隧比為48%，其中最高橋為114m，最長隧道為11.3km，施工技術難度較大；跨越內蒙古、山西兩省區四市，建設環境較為復雜；設計工期為2.5a，工期較為緊張。準池鐵路項目管理工作由準池公司負責。

圖1 項目進度風險管理的云模型

3.1 進度風險識別

結合準池鐵路建設的實際情況，根據設計單位提供的工程風險評估報告等有關資料，通過專家調查等法識別出新建準池鐵路業主方項目進度管理的潛在風險因素如下：

（1）征地拆遷困難。準池鐵路途經內蒙古、山西兩省四市，多處地段穿越村莊、林地，征地拆遷環境復雜，面臨著當地政府支持力度不夠、老百姓訴求過高、征地工作難以推進等風險，土地無法按時交付成為影響工程進度的風險因素之一。

（2）資金供應短缺。準池鐵路建設資金來源于自有資金及銀行貸款，注冊資本已全部到位，銀行貸款由于受國家政策、利率波動、銀行資金供給等不確定因素影響，可能發生建設資金短缺的現象，導致現場停工。

（3）設計管理風險。由于工期較緊，對設計質量、進度要求提高。設計管理能力的高低很大程度決定了設計速度與深度，由于設計深度不夠帶來的返工問題，專業溝通不暢、供圖不及時都是影響項目推進的風險因素。

（4）現場管理風險。由于業主方項目管理力量不足、專業素質差等因素導致的現場管理力度不夠、不能及時解決問題也是影響項目進度的風險因素之一。

（5）自然因素風險。由于不可抗力的自然風險因素帶來的工程毀壞，工期拖延，人員傷亡等因素也是項目進度風險。業主方的進度管理風險指標體系如圖2所示。

圖2 進度管理風險指標體系

3.2 風險評估與分析

3.2.1 風險因素權重判斷

在以上風險識別的基礎上，通過專家對5項風險因素應用0～4打分法進行風險因素重要性評估，并計算風險因素的權重。計算過程如表1所示。

表1 風險因素權重計算

3.2.2 構建風險評價計算

（1）構建評價指標集。項目進度風險的大小是風險發生的概率 （可能性）大小及風險發生后對工期影響的嚴重性的乘積。因此，構建的進度風險評價指標集包括：風險發生概率的指標集及風險后果嚴重性的指標集，見表2、表3。

表2 風險發生概率指標集

表3 風險后果嚴重性指標集

準池鐵路的進度風險可歸結為工期拖延的風險，即工期拖延越嚴重，對后續投產影響越大，評分也越高。

（2）確定各指標的分值。選擇7位經驗豐富的專家根據對各指標進行打分，打分結果如表4、表5。

表4 各風險因素發生概率分值

（3）對各指標分值進行云模型轉換。應用正態云模型轉換的相關公式，對以上各指標風險評價轉換成云計算模型，得到各指標的云模型數值如表6。

表5 各風險因素發生后果嚴重性分值

表6 云模型的風險指標分值轉化結果

表7 進度風險因素云模型數值

（4）進度風險因素的云數值計算。根據以上論述，風險的大小是風險發生概率與風險發生后果的乘積，應用云的數字特征的乘運算規則，得到各個風險因素的云數值如表7。

根據以上計算的各風險因素權重：ω=（0.3333，0.1778，0.2000，0.2000，0.0889）。

計算出準池鐵路項目進度管理的風險綜合評價云為C （ExEnHe）= （0.21，0.0640，0.0247）。

3.2.3 風險評價結論

風險評價前，首先要建立風險水平評價標尺，根據經驗，將0～1分為5段，建立的風險水平評價標尺如表8。

表8 風險水平評價標尺

根據以上評價尺度，可以得出有關準池鐵路項目建設進度風險的以下結論：

（1）征地拆遷風險的期望中等，成為影響進度的主要風險，應引起業主方的足夠重視；

（2）設計管理風險水平的期望較小，但風險的熵、超熵的數值較大，說明此風險離散程度較高，不確定性較大，應重點管控；

（3）現場管理風險的期望極小，但熵、超熵的值相對偏高，說明此風險的離散程度偏高，不確定性偏大，應作為風險管理的主控對象；

（4）資金短缺、自然風險期望極小，離散程度較小，風險水平極小，在風險管理中適當注意即可達到管理目標的要求。

3.3 風險應對

根據風險評價的結論，結合準池鐵路的實際情況，針對進度風險采取以下應對措施。

（1）征地拆遷風險。征地拆遷是項目進度推進的重大風險，此項風險不能采取風險回避及轉移的策略，只能進行風險控制。具體要求業主方深入解讀國家有關政策法規，提早開展征地拆遷工作；積極與地方政府溝通協調，爭取地方政府的大力支持；派專業人員入駐現場，及時與老百姓溝通，避免出現群體性事件；及時支付征地款等。

（2）資金短缺風險。資金短缺風險水平極小，期望為0.02，說明業主方資金供應充足，在做好資金需求計劃的前提下，此項風險可以合理控制。 （3）設計管理風險。設計管理風險水平較小，但是不確定性較大，因此要加大設計管理力度，加強溝通，及時召開設計聯絡會，保證各專業也能夠深入溝通，避免重復設計，保證設計深度。制定出圖計劃，督促設計方按時提交圖紙。

（4）現場管理風險。現場管理風險水平極小，但是仍存在不確定性，應加強管理。現場管理一方面要提高專業人員素質，配齊配足現場管理人員；另一方面要提高解決問題的效率，建立現場巡查、檢查、抽查等制度，及時召開協調會議，建立有效的反饋機制，保證現場問題能夠及時解決，必要時采取工程總承包的模式轉移管理風險。

（5）自然風險。自然風險水平極低，根據目前的自然氣候條件，發生不可抗力的可能性較低，可采取工程保險等風險轉移等手段將此類風險影響降到最低。

4 結論

本文以業主方的視角，應用較為前沿的云理論對項目進度風險管理進行研究并得出結論。本文在進度風險因素識別、權重計算、風險分析與評價過程中原始數據的采集主要應用了專家調查方法，具有較大的隨意性及主觀性，可能導致風險評價結果與實際情況存在一定差異。隨著全球網絡的進一步發展，大數據分析已展現出獨特的優勢，將成為模糊性數據分析的有效方法，逐步探索形成項目風險管理的大數據清單，為以后的風險管理指明方向。

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