基于DPSIR與物元分析的城市軌道交通PPP項目績效評價

王建波， 劉芳夢， 有維寶， 楊迪瀛， 張 薇

(青島理工大學管理學院， 山東 青島 266520)

0 引言

城市軌道交通是一種方便、安全、舒適的環境友好型交通方式，與傳統的公共交通相比，更為環保、節能，且節約土地、交通容量大，符合可持續發展的原則。城市軌道交通建設周期較長，不僅需要巨大的投資，還要求高的建設和運營質量，同時會涉及眾多的利益相關者，因此不能單靠公營部門的投資運作，還需要私營部門的參與。PPP(public private partnership)模式是指私營部門獲得公共部門的授權，對項目進行融資、建設并在一定特許經營期內運營該項目，發揮各自優勢，以實現參與方利益目標，已被大多數國家認為是實施城市軌道交通項目的重要模式。我國大部分城市的城市軌道交通項目都還處于前期階段，建立一套完善可行的績效評價系統有利于城市軌道交通PPP項目更好的發展。

袁競峰等[1-3]以VFM為導向，采用關鍵績效指標方法，識別出48個PPP項目績效指標，運用結構方程模型進行評價，同時引進“最優價值”的理念和標桿管理的思想對PPP項目進行定性和定量的評估。王超等[4]通過對國內外相關文獻中出現的PPP項目關鍵成功要素的識別，構建了關于PPP項目各階段的績效指標體系。王玉梅等[5]選取了相對獨立的第三方作為評價主體，構建了包括項目環境、利益各方滿意度、財務能力、內部控制管理、創新與成長性5個維度的平衡計分卡評價體系。杜靜等[6]以財政部物有所值指引為基礎構建了城市軌道交通PPP項目VFM定性評價體系，并且利用專家打分法確定了指標權重。鄒東升等[7]以公共價值為導向，對PPP模式下城市水務行業的政府規制績效進行探索。易欣[8]從知識轉移的視角出發，以平衡計分卡為基礎構建了城市軌道交通PPP項目績效評價體系，結合物元理論和Vague集提出了績效評價的新模型。

從上述PPP項目績效研究中可以看出，學者們采用了多種方法對績效指標進行識別，并從多角度出發構建績效評價的指標體系，選取與之相適應的模型對其進行科學合理的評價，但由于PPP項目周期長、涉及利益群體眾多等特點，不同的PPP項目有著各自不同的特點，上述文獻對于PPP項目定位較為寬泛，沒能建立更加有針對性的指標體系以及評價模型。本文在總結上述研究思路的基礎上，將PPP項目進行了更明確的定位，著眼于城市軌道交通PPP項目，將DPSIR模型引入績效評價指標體系中，同時結合C-OWA算子和物元分析法的評價模型對其進行評價。最后將該評估模型應用到北京地鐵4號線績效評價中，驗證該績效評價系統的適用性與科學性。

1 城市軌道交通PPP項目績效評價指標體系構建

1.1 引入DPSIR模型的可行性

DPSIR模型是從系統學角度出發，在分析人與自然相互作用的基礎上，為了平衡與人類生存息息相關的自然環境，遵循可持續發展的理念而提出的一套評價指標體系[9]。其考慮因素主要包括驅動力(driving force)、壓力(pressure)、狀態(state)、影響(impact)和響應(response)5個部分，指的是社會經濟中一系列生產活動作為驅動力對自然資源產生了壓力，進而引起生態環境狀態的改變，這種改變又會對經濟社會以及自然界造成不可否認的影響，而當人類意識到這種趨勢時又會對這種影響采取某些措施進行響應，從而維持生態系統與人類經濟社會系統的平衡可持續發展。DPSIR 模型如圖1所示。

圖1 DPSIR模型

通過對比可以發現，城市軌道交通PPP項目作為準經營性項目，涉及利益群體較多，不同利益方所追求的目標有所差異，但其本質目標是推進社會交通網絡的快速形成與發展，同時滿足各個利益群體的目標，因此城市軌道交通PPP項目的績效評估與自然環境的狀態評估之間有著很大的相似性。首先，表現在二者都是一個系統化的整體，指標間都存在各種相互作用的關系，其水平和表現都受到多重因素的影響。其次，二者均是通過人類社會經濟生產活動的作用，對整個系統中的指標產生影響。城市軌道交通PPP項目的績效水平不僅可以影響人們對城市軌道交通的開發與管理，反過來人們對城市軌道交通PPP項目的分析與投入(如物有所值評價、財政承受能力評價、人力財力投入等)都會影響績效水平。最后，二者都遵循 DPSIR 的因果關系鏈。將城市軌道交通PPP項目績效看作是一個廣義的大環境，各個影響因素和城市軌道交通績效之間都存在因果關系。基于以上分析，本文將DPSIR模型引入到城市軌道交通PPP項目績效指標的構建中，并對模型的有關定義進行相應的調整，使其能夠更加適用于城市軌道交通PPP項目的績效評估。

1.2 績效評價指標體系的設計

通過對PPP績效評價的相關文獻[1-5,10-14]進行分析，識別出影響PPP項目績效水平的相關因素。具體分析有關城市軌道交通特性的相關文獻[6,8,15-18]，并通過對有關專家以及相關單位技術人員進行走訪，最終篩選出23個績效評價指標，如圖2所示。

按照DPSIR模型的相關思想，將上述指標進行分類。驅動力指標(D)： 促進城市軌道交通快速發展和推進社會出行方式多樣化的潛在驅動力，如國家的相關法律法規政策以及相應的專項資金對城市軌道交通項目的支持力度、公眾對交通資源的需求度、大眾環保意識的增強進而得到普及的綠色出行的觀念等都是城市軌道交通PPP項目發展的推動因素。壓力指標(P): 在各種政策支持公眾需求驅動力的作用下產生的可以促進城市軌道交通發展的壓力，即建設技術方案的先進性、運營技術的可靠性、票價補貼政策執行度、公私部門資金到位情況以及其風險識別的全面性和風險分擔的合理性都是由驅動力產生，進而影響整個城市軌道交通PPP項目的管理進程。狀態指標(S)： 在上述壓力作用下，城市軌道交通項目的狀態表現，如施工期安全事故率、運營期安全事故率、運營設備故障率、運營準點率以及公眾對出行票價費用和服務的整體滿意程度。影響指標(I): 城市軌道交通PPP項目正常運作狀態下對整個社會系統帶來影響，具體表現為城市交通網的健全度、私營部門收益率、公眾對城市軌道交通出行的滿意認可度以及為社會的可持續發展帶來的環境效用的影響。響應指標(R): 為改善和提高城市軌道交通PPP項目的運作水平所采取的對策和措施、制定的相關政策等，如運營管理技術水平的提高、面對安全事故的整改應對水平、票價收益補貼相關制度的完善、風險識別的完整性和風險分擔的合理可行性以及PPP程序的標準規范化。

圖2 城市軌道交通PPP項目績效指標體系

2 構建城市軌道交通PPP項目績效評價模型

2.1 績效指標體系的量化

基于評價體系中指標的不同特性，對政府財政對項目支持力度、城市軌道交通需求度、公眾滿意度等定性指標，通過咨詢相關專業專家以及從事PPP項目咨詢的企業工程管理人員，針對指標體系設置由高到低5個不同水平的評價等級，分為優秀、良好、中等、較差、極差。對于定量指標，以其一定時間區間內發生的次數或百分比數據為依據，同樣采用以上5個水平等級來評價。針對不同量級的指標，采用以下量化方法: 1)頻率量化法，即每個特定周期內發生的次數，如設備發生故障的次數和安全事件發生的次數等。2)目標達成情況量化法，將項目實際運營的結果與預先設定的目標進行比較得到比值，如資金落實率和票價補貼執行程度等。3)統計結果量化法，即直接給出數字化的統計結果，如運營準點率。建立城市軌道交通PPP項目績效指標量化表，如表1所示。

表1 城市軌道交通PPP項目績效指標量化表

表1(續)

2.2 績效指標權重的確定

OWA算子是由Yager教授提出，經過不斷改進形成的C-OWA算子，在確定指標權重中廣泛應用，該算子將專家所賦權重與組合數相結合，實現了對評價指標的科學加權[19]。將C-OWA算子引入城市軌道交通PPP項目績效指標的權重確定中，可以避免采用AHP法或熵權法進行評價指標賦權時，忽略專家主觀偏好對指標權重的影響，使得評價結果更具有科學性。具體指標權重計算步驟如下。

步驟1： 邀請5位城市軌道交通領域的專家，采用五分制打分法對上述指標進行打分，構成績效指標原始集合，用X=(x1,x2,…,x5)表示。將原始數據按照從大到小順序進行排列，并從0開始編號，得到新的數據集合Y=(y1,y2,…,y5)。

(1)

步驟3： 用上述數據權重Ψn+1對數據集合Y加權，得到評價指標的絕對權重，用wi表示，

(2)

式中i表示評價指標個數。

步驟4： 計算評價指標的相對權重，用Wi表示，

(3)

2.3 績效評價模型的確定

物元分析理論是蔡文教授創立的一門介于數學和實驗科學之間的新學科[11]，根據事物關于特征的量值來判斷事物屬于某集合的程度，利用可拓集合和關聯函數，突破常規，引入創造性決策技巧，抓住關鍵策略，能夠最大限度地滿足系統中各個指標的相容性，是解決存在主要矛盾的統一系統評價的有力手段。對于城市軌道交通PPP項目而言，績效評價的結果要綜合考量定性和定量的數據，物元分析法的實用性較強，對定量和定性指標都適用； 同時還要考慮到城市軌道交通PPP項目的不確定因素，不同項目的評價指標和評價目的可能存在一定的差異性，引入物元評價方法可以增加評價體系的靈活性，在進行績效評價時可對待評價物元的經典域和節域作出對應的調整。本文為上述評價體系建立了物元可拓模型，步驟如下。

步驟1： 根據待評價事物的特征選取多個特征量實測值，建立相應物元矩陣

(4)

式中：P0為待評價單元；Ci為待評價單元的第i項特征(i=1,2,…,n)；Zi為關于C的量值，即對待評價單元第i項特征進行分析的原始數據。

步驟2： 確定經典域和節域物元。當Pj為標準事物，第j等級在特征Cj下的取值范圍為vji=(aji,bji)時，經典域的物元可表示為

(5)

由標準事物Pj加上可轉化為標準的事物所組成的物元P，Rp為節域物元。其中Zpi=(api,bpi)為節域物元關于特征Ci的所有等級的量值范圍。節域物元可以表示為

(6)

式中(aji,bji)?(api,bpi),i=1,2,…,n。

步驟3： 歸一化處理。將待評物元矩陣中的量值除以節域矩陣Rp中的數值bpn，得到新的待評物元矩陣

(7)

將經典域的量值兩端同時除以節域矩陣Rp右端的數值bpn，得到新的經典物元矩陣

(8)

Dij=|Zi-(aji+bji)/2|-(bji-aji)/2。

(9)

步驟5： 計算關聯度。將距離范圍Dij代入關聯度函數Kj(Xi)，得到綜合關聯度

(10)

步驟6： 確定評價等級。根據Kj=max{Kj(P)}，確定待評物元P屬于等級j。

3 案例分析

北京地鐵4號線是我國率先引進PPP模式的城市軌道交通項目，總投資153.8億元。2004年12月，香港地鐵公司、北京市基礎設施投資有限公司、北京首都創業集團有限公司簽署了關于4號線投資、建設、運營合作的原則性協議，并于次年與北京市政府和北京市軌道交通建設管理有限公司草簽了4號線的特許經營協議和項目管理協議，項目于2009年開通運營。作為研究熱點，許多學者將研究角度定位在項目的模式運作、票價收益補貼以及風險管理上，本文從項目績效的角度出發，對北京地鐵4號線進行績效評價。

3.1 指標權重確定

采用C-OWA算子確定評價指標權重，邀請5位城市軌道交通建設領域專家，針對圖2中指標體系按五分制進行打分，從而求得一級指標權重。一級指標專家打分如表2所示。

表2 一級指標專家打分值

首先，將5位專家打分的原始數據從大到小進行排列，得到新的數據集Y=(4.5,4,4,3.5,3)； 其次，由式(1)得到各數據權重Ψ=(0.625，0.25，0.375，0.25，0.062 5)，利用式(2)得到評價指標的絕對權重

同理可得：w2=4.343 8,w3=4.968 8,w4=4.312 5,w5=3.625。最后利用式(3)計算得到一級指標的相對權重W=(0.182,0.206,0.236,0.204,0.172)，其他指標權重計算方法類似。

3.2 項目數據的收集與處理

對北京地鐵4號線項目的各項指標按其特性進行收集處理： 1)定性數據采用問卷調查形式收集，問卷共設17個題項，發放50份問卷(高校專家10份，PPP咨詢單位技術人員10份，相關專業高校學生30份)，專家問卷回收率為100%，其余相關專業人員問卷回收率為70%，通過對相關題目的選項結果進行統計，計算其對應指標的平均得分； 2)定量數據通過政府和社會資本合作(PPP)研究中心、相關研究文獻[20-21]以及相關網站等公開的資料進行收集。最終得到指標權重以及各項指標得分，如表3所示。

表3 北京地鐵4號線PPP項目績效評價指標權重及得分

3.3 物元分析模型評價

基于以上數據整理與分析，引入物元分析法模型。

步驟1： 根據表2中的指標等級量化范圍確定節域矩陣

步驟2： 根據式(5)建立等級為5層的經典域矩陣

根據式(8)進行歸一化處理得

步驟3： 根據式(4)建立待評物元矩陣

根據式(7)進行歸一化處理得

步驟4： 根據式(9)計算得出上述23個績效指標關于5個評價等級的距離結果

步驟5： 根據式(10)計算出每個評價等級對應的關聯度值K1(P)=0.903 3、K2(P)=0.941 3、K3(P)=0.898 1、K4(P)=0.811 5、K5(P)=0.633 0。

綜述所述，得到北京地鐵4號線項目的績效指標評價值Kj=max{Kj(P)}=0.941 3，評價結果屬于2級良好。因此可得出北京地鐵4號線項目績效評價結果為良好，該結論與2016年北京市交通發展年度報告中的相關經濟技術指標數據(見表4)吻合，符合當前實際狀況。

表4 2016年北京市城市軌道相關數據統計分析

同理，對各一級指標下的績效指標進行評價，得到DPSIR各個層面的績效指標分別為優秀、良好、優秀、中等、良好。從分項評價結果可以看出，項目前期以及項目運作的相關指標的績效評價值較高，無論是政府還是社會資本對于項目的支持力度都有利于PPP模式的運作，同時項目的各項狀態(S)指標績效評價結果也均優秀，可以看出PPP模式運作下的項目能夠符合預期效果。但在各一級指標中，影響(I)績效評價值偏低，原因可能是城市軌道交通項目的建設周期較長，影響范圍較大，同時北京地區交通網絡的發展速度很難與其城市化的速度相持平，從而導致影響(I)這一績效指標相比其他績效指標偏低。但從整體來看，此項目的績效指標為良好，證明了城市軌道交通項目引進PPP模式的可行性與科學性。

4 結論與建議

1)將DPSIR模型引入城市軌道交通PPP項目中，從5個層面建立了績效指標體系，充分考慮了指標相互作用關系的同時，避免了指標確定過程中的重疊和缺失現象，使得指標體系能夠更加全面系統地測評城市軌道交通績效的真實情況，且針對性較強。

2) 將C-OWA算子和物元評價結合引入績效評估模型，該模型既克服了專家主觀偏好影響，也充分考慮了指標的關聯性和統一性。將該模型應用在北京地鐵4號線績效評價中，得到項目的整體績效水平為良好，評價結果符合實際情況，表明模型具有適用性和可行性。

3)績效評價結果顯示，項目在影響(I)方面有待提高。對于政府而言，需要大力推進城市交通網的建設，提高公眾參與度，督促社會資本方引進更加先進的技術以減少施工對公眾生活帶來的影響，減少環境污染，同時提高項目公司的創新能力以提高項目的整體績效值。