基于集對分析法的工程項目造價風險評價

孔令禎，　張云寧，　楊　駿，　張雪嬌

(1. 河海大學　商學院， 江蘇　南京　211100； 2. 中國電建集團昆明勘察設計院有限公司， 云南 　昆明　650051；

3. 上海十三冶建設有限公司， 上?！?01999 )

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基于集對分析法的工程項目造價風險評價

孔令禎1，張云寧1，楊駿2，張雪嬌3

(1. 河海大學商學院， 江蘇南京211100； 2. 中國電建集團昆明勘察設計院有限公司， 云南 昆明650051；

3. 上海十三冶建設有限公司， 上海201999 )

摘要：工程項目投資大、建設周期長和不確定性多等特點決定了其在造價管理過程中具有很大的風險，造價“三超”現象不斷發生，嚴重阻礙了我國建筑行業的健康發展。論文在已有研究的基礎上，結合工程項目造價風險管理現狀，首先利用WBS-RBS結合文獻閱讀的方法對工程項目風險因素進行了識別，構建了包括28個二級風險因素的工程項目造價風險評價指標體系。其次，在此基礎上又運用集對分析方法建立了工程造價風險評估模型，并利用改進SPA-IAHP法計算出各個風險評價指標的權重并排序。最后通過計算聯系度對造價風險進行綜合評價，得出綜合風險等級。通過算例對模型可行性進行了驗證，能夠為風險管理者的風險決策提供依據。

關鍵詞：工程項目；造價風險；全過程；集對分析

近年來，隨著經濟的快速發展和城市化進程的加快，我國建筑業發展迅速。數據顯示：2014年我國建筑業總產值達到了176713億元，同比增長10.2%[1]。然而，由于工程造價管理具有復雜性、不確定性和模糊性等特點，使得造價管理存在很多風險，造價“三超”現象時有發生。

近年來國內外許多專家對造價風險識別與評估問題進行了有益的探索，取得了豐碩成果。周和生等[2]提出了全過程造價管理的思想和理念，要求按照項目建設過程進行造價風險管理，對后來研究產生了較大影響。危佳[3]基于AHP，對導致工程造價“三超”現象的風險因素進行評價，建立了基于AHP方法的工程風險評估模型。Dikmen等[4]構建了一種基于項目實施風險影響網絡的時間成本模型，并對識別出的風險發生場景運用蒙特卡羅方法進行了模擬，對實踐工作有一定的指導意義。Kim等[5]率先將貝葉斯推理和貝葉斯模型平均技術運用于風險管理，構建了基于概率的工程成本預測模型，開辟了風險管理的新思路。盡管國內外在造價風險管理領域已取得了很大的進步，形成了比較成熟和完整的理論體系，但是，缺乏針對建設項目全過程造價風險的研究。論文嘗試從工程項目全過程造價風險管理這一視角，對造價風險進行了識別和評估，將風險管理貫穿項目始終，對實踐工作具有一定的指導意義。

1全過程造價風險識別

風險識別方法有很多，在權衡各個風險識別方法利弊的基礎上，選擇WBS-RBS結合文獻閱讀法進行工程造價風險識別。WBS-RBS風險識別法是一種既能分析風險細節還能兼顧項目風險全局的風險識別方法，能夠全面識別項目整個生命周期中的風險，建立層次結構分明的風險評價指標體系[6]。

1.1識別過程

WBS-RBS法中，WBS(Work Breakdown Strueture)指工作分解結構，RBS(Riks Breakdwon Sturcture)指風險分解結構。是將項目本身和項目風險進行分解，構建出項目結構分解樹和項目風險分解樹，然后利用最底層的分解結果將兩者交叉構建成項目風險識別矩陣，最后再利用專家調查法判斷風險因素的存在性[7]。風險識別流程如圖1所示：

1.2識別結果

劉仁輝等[8]根據工程項目階段性特點，從投標報價、市場競爭、工程特性、參與各方和環境五方面對造價風險因素進行了識別，得到了包含6個一級指標和16個二級指標的指標層次結構。徐志凡[9]通過大量文獻閱讀，結合電網建設項目實際情況，得出包括規劃風險、立項風險、審批風險、項目變更風險等在內的6個一級指標和18個二級指標的指標體系。李晨、謝赤等也從不同角度對造價風險進行了識別[10,11]。

按照風險識別流程，對工程項目和項目造價風險進行分解，形成風險識別矩陣。結合已有研究文獻，對識別矩陣結果進行整理[8～11]，得到如表1所示的造價風險評價指標體系。

表1　造價風險識別結果

2建立造價風險評估模型

集對分析可以從同一性、差異性和對立性三個方面綜合考慮事物間的關系，能夠更加全面和準確地描述事物之間的聯系。將其應用于工程造價風險評估，可以將定性與定量結合起來，集合主觀評價和客觀評價的優勢[12]。

2.1工程造價風險評價

風險值的大小與風險發生的概率和風險的影響程度有關。因此，論文從風險發生概率和風險影響兩個角度對工程造價風險進行研究。

2.1.1造價風險概率評價

風險發生概率是指各類風險事件發生的可能性大小，論文從定性和定量兩個方面將風險評價標準分為5級，分級標準如表2所示。

表2　風險發生概率評價標準

2.1.2風險影響程度評價

風險影響程度是指風險發生后對工程總造價造成的影響，風險影響程度很難用定量的方法進行度量，論文運用半定量指標將風險影響程度劃分為A，B，C，D，E五級，如表3所示：

表3　工程造價風險影響程度分級標準

結合風險損失程度和風險發生的概率兩個風險變量，定義風險量為：

R=F(p,r)=p×r

(1)

式中：R為風險程度大小，即風險量；p為風險發生可能性大小，即風險發生的概率；r為風險發生后對造價的影響程度，即損失大小。

表4　工程造價風險等級劃分區間標準

2.2建立風險判斷矩陣和評價指標標準矩陣

工程造價管理者根據項目的實際情況和風險評價標準，對工程項目全過程中各階段的風險進行評價。假設某一階段有p個風險因素，每個風險有q個指標，則指標矩陣為：

矩陣中，xij表示第i個風險的第j個指標的測定值，假設風險等級分為C級，可得到評價指標分級標準矩陣為：

2.3基于改進SPA-IAHP法確定造價風險因數權重

(2)

(3)

則，區間判斷矩陣為：

針對區間數判斷矩陣，則滿足互反性的一致性數字判斷矩陣為M=(mij)m×m，其中，mij的計算式為：

(4)

一致性數字判斷矩陣M的權重向量為w=(w1,w2,…,wm)，wi可由式計算：

(5)

Δ1mij=mij-aij′

(6)

Δ12mij=aij″-mij

(7)

極差矩陣的權重按(8)式計算：

(8)

通過公式便可計算出評價指標的權重為：

在權重確定過程中，對于確定性部分，因為aj、cj∈[-1,1]，并且aj+cj≤1，故1+aj-cj∈[0,1]，因此論文用1+aj-cj表示評價指標確定性區間權重，用1-bj表示評價指標不確定性區間的權重，最后將確定性和不確定性分別進行歸一化處理得到：

(10)

(11)

運用集對分析理論綜合評價指標的確定性與不確定性，得到造價風險評價指標的SPA-IAHP綜合權重計算公式：

(12)

通過公式計算便可以得到工程造價風險評價指標權重w=(w1,w2,…,wm)。

2.4聯系度計算

在對風險進行評價時，通常通過判斷風險屬于哪一等級來評價風險的大小，但是風險評價標準分解具有模糊性，可能導致樣本歸屬風險級別的差異性問題，影響風險評價的準確性。為了更加準確地對風險進行評價，論文引入IDO(Identify Difference Opposition)聯系測評，從同、異、反三方面判斷風險評價指標的風險等級，能夠提高評價結果的準確性[15]。

2.4.1單因素聯系度計算

計算風險聯系度是運用SPA進行工程造價風險評價的關鍵，論文運用聯系測度IDO來計算聯系度，其基本原理是：首先，通過專家調查得到樣本數據，然后將樣本指標集與評價標準集形成集對。當評價值屬于某一確定級別時，具有同一性，取值為1；當相隔兩級及以上時，具有對立性，取值為-1；當評價值屬于相鄰級別時，具有差異性在-1和1之間取值。構造出的4個聯系度函數如下所示：

(1)Ⅰ級風險等級聯系度函數

(2)Ⅱ級風險等級聯系度函數

(3)Ⅲ級風險等級聯系度函數

(4)Ⅳ級風險等級聯系度函數

2.4.2總聯系度風險計算及風險等級評判

(1)單層次集對分析評價

單層次是指評價指標中目標層下只有一層的評價指標體系。單層次評價總聯系度是將計算求得的IDO聯系度與評價指標權重相結合，最后得到得風險總聯系度(表5)。

表5　單層次SPA評價表

②多層次集對分析評價

工程項目造價風險管理是一個多目標、多階段包含大量不確定性的過程，需要對風險因素進行多層次集對分析評價[16]。首先，對每一類風險因素按照單層次進行評價，然后把評價結果按照權重進行高層次綜合，高層次評價結果在低層次綜合評價的基礎上完成，這樣層層類推便形成多層級集對分析評價結果。

3算例分析

3.1項目概況

為了驗證風險評價模型的可行性，論文以南京市公共衛生醫療中心項目為例進行算例分析。本項目定位為“小綜合、大?？?、強防治、應突發”的現代化大型公共醫療防治中心。項目總占地面積113100 m2，總建筑面積121068 m2，建設期擬定為40個月，總投資為59691.4萬元。

3.2風險排序

工程造價風險因素識別之后，對風險因素的權重進行計算，通過計算權重大小對風險因素排序。論文通過邀請5位理論和實踐經驗豐富的專家對風險因素的重要性進行判斷。以決策階段的決策風險為例，對四個評價指標進行兩兩比較，得到風險指標的重要性比較區間為：

求得一致性數字判斷矩陣權重為：

w=(0.476,0.1667,0.248,0.109)

極差矩陣的權重向量為：

Δ1wj=[0.068,0.033,0.034,0.013]，

Δ2wj=[0.034,0.043,0.086,0.049]

經計算得到，項目規模不合理A11，建設標準不經濟或變更A12，場地選擇不佳A13，投資估算不準確的風險A14四個評價指標的區間權重分別為：[0.408,0.51]、[0.1334,0.21]、[0.214,0.334]、[0.096,0.1158]，然后再運用集對分析原理，將權重區間轉化為精確的權重值并排序，各個指標權重區間的聯系度為：

u1=0.408+(0.51-0.408)i+(1-0.51)j=0.408+0.102i+0.49j

u2=0.1334+(0.21-0.1334)i+(1-0.21)j=0.1334+0.077i+0.79j

u3=0.214+(0.334-0.214)i+(1-0.334)j=0.214+0.12i+0.666j

u4=0.096+(0.115-0.096)i+(1-0.116)j=0.096+0.019i+0.884j

根據公式分別計算確定性部分相對權重和不確定性部分綜合權重為：

wCE=(0.45,0.17,0.27,0.11)

wUNCE=(0.44,0.18,0.29,0.09)

w=(0.63,0.09,0.25,0.03)

同理可得到其他種類風險的權重如表6所示

表6　工程造價風險評價指標權重及排序

3.3風險綜合評價

5位專家通過熟悉該項目造價資料后，對各階段造價風險評價指標體系的28個二級指標進行初始風險評價。以專家評價為基礎，根據評價指標分級標準和聯系度函數公式，計算出各個造價風險因素聯系度并得出風險等級，結果如表7所示。

表7　因素聯系度及風險評價

3.4結果分析

根據單因素聯系度計算風險評價結果可知：風險因素中屬于高度風險的有：人、材、機價格上漲、設計變更和技術變更；屬于較高風險的有：項目規模不合理、建設標準不經濟或變更、場地選擇不佳、勘查數據缺少、設計深度不夠或錯誤、低價中標，高價結算風險、合同內容缺陷風險、現場管理混亂；其余屬于中度風險。根據總聯系度計算結果可知，決策階段和施工階段風險屬于較高風險，勘察設計階段、招標階段和竣工驗收階段風險屬于中等風險。高度風險和較高風險由于發生的概率較高，造成的損失較大，屬于不可接受的風險，造價管理人員必須采取相應措施對其進行管控；中等風險雖然可以接受，但是造價管理人員需對其進行追蹤觀察，給予足夠重視。從評價結果可以看出單個和綜合風險因素所處的風險等級，并能夠通過聯系度判斷風險的發展趨勢。

4結語

工程項目由于受到各種內、外部不確定性因素影響，具有較大風險，導致工程預算經常超支。論文在專家調查的基礎上，對工程項目全過程造價風險進行了研究。首先通過WBS-RBS和文獻閱讀法對工程項目的風險進行了全面、系統地識別，構建了基于全過程的工程造價風險評價指標體系。其次，運用改進GSPA-IAHP法計算了造價風險因素的權重，并得出了每個風險因素的風險等級和聯系度，建立了基于集對分析方法的工程造價風險評估模型。

最后將風險評價模型應用于南京市公共衛生醫療中心的具體案例上，通過案例分析，得出了案例項目風險因素的風險等級和聯系度，并確定了風險的等級和發展趨勢，可以幫助風險管理者對造價風險進行動態管控。

參考文獻

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Risk Evaluation of Engineering Project Cost Based on Set Pair Analysis

KONGLing-zhen1,ZHANGYun-ning1,YANGJun2,ZHANGXue-jiao3

(1. School of Business， Hohai University， Nanjing 211100， China；

2. Powerchina Kunming Engineering Co Ltd，Kunming 650051， China；

3. Shanghai MCC13 Construction Co Ltd， Shanghai 201999， China)

Abstract:The project of large investment, long construction period and high uncertainty characteristics determine has a big risk in the cost management process,the overrun of the project cost always exists,which seriously hindered the healthy development of China's construction industry. Based on the existedresearch, combined with the current situation of project cost risk management, this paper firstly makes use of WBS-RBS method to identify the risk of engineering projects, and constructs the risk evaluation index system of two risk factors.Secondly，on the basis of this, the paper establishes a risk evaluation model of engineering cost risk assessment by using the method of set pair analysis method, and calculates the weight and sort of a risk evaluation index by using the improved GSPA-IAHP method. Finally, this paper gets the comprehensive risk level by calculating the degree of connection degree. The feasibility of the model is verified by a numerical examplewhich can provide the basis for the risk management.

Key words：engineering project; cost risk; whole process; set pair analysis

中圖分類號：TU723.31

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0985(2016)01-0090-07

通訊作者：張云寧(1960-)，男，江蘇南京人，副教授，研究方向為國際工程管理及BIM應用(Email：2630911794@qq.com)

作者簡介：孔令禎(1991-)，男，河南衛輝人，碩士研究生，研究方向為工程項目管理與風險管理(Email：759603689@qq.com)

收稿日期：2015-08-30修回日期： 2015-10-16