基于云模型的PPP污水處理項目投資風險評價

袁宏川，周緣緣

(三峽大學水利與環境學院，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

經濟持續發展、城市化進程加快等客觀背景決定了人們對污水處理項目的需求不斷增加，伴隨著國家相關PPP文件的出臺，大多數污水處理項目以PPP模式進行規劃和建設。為了更好地規避風險、減少損失，應當對PPP污水處理項目進行風險評價。同時，眾多學者也在PPP污水處理項目上進行大量分析研究。如羅媛媛[1]從物有所值的角度分析其PSC值的構成，運用集值統計法對風險進行定量分析，構建模型并引入實例驗證其可操作性；如王洪強等[2]從合同設計和風險分擔的角度出發設立PPP項目定價模型，通過實例驗證合理性并為PPP項目合理定價提供理論支持；譚量等[3]引進實例，建立以模糊數學法和層次分析法為基礎的評價模型，對污水處理廠風險進行評價。但目前對于此類項目的投資風險評價的研究尚不完善。故本文由此背景出發，進行研究。由于PPP污水處理項目投資風險受到眾多因素的影響，研究常常受到不確定性和模糊性的干擾。然而，云模型卻能將定性概念進行轉換，將數據經過MATLAB軟件的處理得出待研究對象的實際云圖，通過對云圖的直觀分析得出結論。故本文運用云模型，評價PPP污水處理項目的投資風險，并引入實例驗證其可操作性。

1 云模型理論

云模型是由我國工程院院士李德毅教授于1995年提出，廣泛用于語言處理、數據分析、決策分析等領域[4]。云模型中3個參數表征出云圖，期望Ex是云圖中最能體現其定性概念的點，熵En表現為云的厚度，超熵He表現為熵的不確定性。定性概念的3個基本參數同樣擁有運算規則，具體見表1。

表1 云模型運算規則Tab.1 Table of cloud calculation rule

利用MATLAB軟件得到云圖后，會發現云圖僅顯示存在范圍，并不十分精準，要想得到精確的定性判斷則需要進行相似度檢驗[5]。計算公式如下：

(1)

式中：Ex為云模型的期望；Exj、Enj為第j個標準評價云的期望熵。

按照式(1)中計算云模型與標準評價云模型的相似度λi，按照最大隸屬度原則，相似度最大的λi對應的標準評價云模型就是云模型的評價結果。

2 構建PPP污水處理項目風險指標體系

雖然污水處理廠屬于不以盈利為目的的公共項目，但站在全局的角度，仍需考量損失風險的大小。污水處理項目的核心就是污水處理工藝，著重于接收污水的水量水質情況，處理污水所需場地的限制，排放標準以及污水處理費收取等。這些特點使其風險體系不同于其他PPP項目。

根據相關項目具體實施情況和相關文獻[6-8]，將風險劃分為政策合規性風險、市場風險、自然風險、建設風險、運營風險等5個一級指標，然后進行二級指標分類。

根據相關資料文獻，運用德爾菲法對各個指標進行打分并求得權重。具體指標及其權重見表2。

3 實例分析

某污水處理項目，作為第一批PPP試點工程，投資風險不容忽略。故邀請10名專家(技術專家3名，商務專家3名，法律專家2名，環境專家2名)，根據工程經驗對風險接受程度進行評價。

10名專家對各指標的風險接受程度進行評估，結果見表3。

表2 PPP污水處理項目風險評價指標Tab.2 Evaluation index system of investment risk of Sewage treatment plant PPP project

3.1 待評價指標云模型

將表3的數據，借助MATLAB，利用逆向發生器得出各評價指標的云模型，見表4。

3.2 二級指標標準云模型

為對本項目風險情況進行進一步評價，還需對風險進行等級劃分。此處將風險等級劃分為5個等級，分別為風險很低C1(Ex1,En1,He1),風險較低C2(Ex2,En2,He2)，風險可接受C3(Ex3,En3,He3),風險較高C4(Ex4,En4,He4),風險很高C5(Ex5,En5,He5),待評價指標取值范圍為[Xmin，Xmax],待評價指標標準云模型數字特征按照表5中計算規則進行計算。

以二級指標中的合規性風險A1為例進行說明，該指標取值范圍為[0,8],參照式表5，得出該指標的標準云模型，見表6。

表3 專家評分結果Tab.3 Summary of expert score

表4 待評價指標云模型Tab.4 Evaluation indicator cloud model

表5 云模型數字特征計算規則表Tab.5 Cloud model digital feature calculation rule table

注：He3為常數，可根據具體情況進行調整。

表6 指標A1的標準云模型Tab.6 Standard cloud model for indicator A1

3.3 二級指標云模型評價

對A1指標進行定性評價時，借助MATLAB軟件，利用正向云發生器，將A1指標云模型與其標準云模型繪制在同一張云圖中，如圖1。

在圖1中，橫坐標線圖從左至右依次表示為風險很低，風險較低，風險可接受，風險較高，風險很高。

由圖1可知，指標A1指標云模型落在標準云模型中的風險較低和風險可接受之間，故A1評價結果在風險較低和風險可接受之間。

為使評價結果更加精確，現利用式(1)進行相似度檢驗。經檢驗λj1=(0.000 024)，λj2=(0.026 3)，λj3=(0.817 45)，λj4=(0.016 53)，λj5=(0.000 002 28)，根據最大隸屬度原則，確定A1結果為風險可接受。

其他二級指標定性結果此處省略驗證過程。

3.4 一級指標云模型評價

運用表1中的運算規則，得各一級指標的指標云模型，見表7。

表7 一級指標綜合云模型Tab.7 First-level indicator integrated cloud model

已知一級指標綜合云模型，故需求出其標準云模型才可評價。按照表5得出各一級指標的標準云模型，結果見表8。

表8 一級指標標準云模型Tab.8 Primary indicator standard cloud model

得到一級指標標準云模型后，借助MATLAB，將指標云模型與標準云模型繪制在同一云圖當中。由圖可知，5個一級指標的評價結果均落在風險較低和風險可接受之間。圖在此處省略。

進行精確度檢驗，經計算可知，5個一級指標的結果均為風險可接受。

3.5 污水處理廠云模型評價

已有一級指標綜合云模型后，可對本項目進行云模型評價。將表6中各一級指標綜合云模型，利用表1運算規則，得到本污水處理廠項目綜合云模型為(47.55，2.876，1.131)。本項目取值范圍為[0,100]，經過表5計算可得標準云模型，結果見表9。

表9 本項目綜合標準云模型Tab.9 The project comprehensive standard cloud model

已知項目綜合云模型與標準云模型，借助MATLAB，利用正向發生器，將之繪制在一張云圖中，具體情況見圖2。

在圖2中，線圖從左至右依次表示風險很低，風險較低，風險可接受，風險較大，風險很大。

由圖2可知，本項目綜合云模型云滴圖像大致落在風險較低和風險可接受之間，故可確定項目風險定性結果為風險較低和風險可接受之間。

為進一步確定具體定性結果，進行相似度檢驗，利用式(2)計算得，λj1=(0.000 0236)，λj2=(0.032 7),λj3=(0.784),λj4=(0.003 3),λj5=(0.000 002 5)。依據最大隸屬度原則，確定本項目評價結果為風險可接受。

綜合以上，本項目最終評價結果為風險可接受，這與實際審批情況相一致，表明將云模型應用于PPP污水處理項目進行風險評價這一方法切實可行，驗證了其可操作性。

4 結 語

(1)本文運用云模型的方法，解決相關PPP污水處理項目的投資風險問題，希望為今后的相關項目提供經驗和借鑒，合理規避風險、盡量減少損失。

(2)利用云模型對 PPP污水處理項目進行風險評價，成功地消除隨機性及模糊性等因素的影響，繪制出的云圖將項目實際情況直觀的表現出來，使評價結果更加直觀。

(3)本文雖已建立PPP污水處理項目的風險評價指標體系，但仍然存在遺漏的部分，從而影響最終評價結果。因此，更加全面的指標體系仍待深入研究。