基于層次分析法的PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化研究*

劉 璨，姜安民，2，董彥辰，2，熊奇偉

（1.湖南城建職業技術學院，湖南 湘潭 411100；2.中南林業科技大學土木工程學院，湖南 長沙 410004；3.友誼國際工程咨詢股份有限公司，湖南 長沙 410005）

綜合管廊是城市的重要基礎設施。相比于傳統的地下管線布設，采用綜合管廊可以使地下空間資源得到有效利用，易于管線維修檢查，避免了反復開挖導致的費用增加及對交通造成的不利影響。綜合管廊項目有著基礎設施項目投資大的特點，引入PPP模式可以帶來社會資本，大大減輕政府的財政壓力。PPP綜合管廊項目除投資大以外還具有建設周期長等特點，導致項目全壽命周期中風險因素較多且復雜，因此對PPP綜合管廊項目全壽命周期風險進行量化研究顯得尤為重要。

針對PPP綜合管廊項目的風險學者們進行了很多相關研究，例如，韓立紅等[1]運用OWA-模糊灰色聚類評價方法對城市地下綜合管廊PPP項目投資風險進行評價，并結合白銀市地下綜合管廊PPP項目進行實例研究，驗證了該方法的科學性與可操作性；趙丹等[2]對城市地下綜合管廊PPP項目融資風險進行評價研究，構建了包含PPP項目政策、PPP項目法律與合同、經濟等指標的風險評價體系，運用熵權法確定了評價指標權重，并通過聯系度計算風險所處等級。學者們在進行PPP項目風險量化評價研究的同時對于風險的分擔也進行了相關研究，例如有維寶等[3]、于曉晨等[4]分別采用不同的方法進行了PPP項目風險分擔研究。

本文在參考與借鑒前人研究的基礎上，基于PPP綜合管廊項目全壽命周期視角進行風險量化研究，運用層次分析法對風險量化指標的權重進行計算，在此基礎上構建PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化模型。該模型綜合考慮了各級風險發生的概率、損失大小及風險的重要程度，具有一定的可靠性，同時，該模型計算簡單，可操作性強。本文最后結合工程實例進行了研究，得出了相關結論并給出了一些合理建議。

1 PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化指標體系建立

PPP綜合管廊項目普遍投資較大，涉及的參與方多，存在的風險因素較為復雜，在進行風險識別的過程中采取的方法存在一定差異。例如，強萬明等[5]運用工作分解結構、文獻對比等方法對綜合管廊全生命周期安全風險進行識別，識別結果貫穿策劃、設計、施工、運營4個階段，包含社會穩定、項目融資等31個風險指標；劉菁等[6]通過文獻研究等方法對PPP綜合管廊項目風險進行識別，將風險劃分為政治、金融、建設、運營及不可抗力5個大類，包含21個風險指標。本文基于專家意見，結合評價對象的實際情況，借鑒王建波等[7]的研究成果，建立PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化指標體系，見表1。

表1 PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化指標體系

2 PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化模型構建

2.1 基于層次分析法的指標權重確定

在日常生活中，人們對一些因素作出重要性、影響力或優先程度的判斷時往往難以量化，其主觀定性的判斷起了主要作用。鑒于此，Saaty T L等人在20世紀70年代提出了一種定性和定量相結合的方法，即層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[8]。該方法具有較強的系統性和層次性。本文即采用該方法對PPP綜合管廊項目各級風險量化指標的相對重要性進行判斷，具體操作流程如下[9]。

2.1.1 建立層次結構模型

層次結構模型的最上層為目標層，下面依次為中間層和指標層。

2.1.2 構造成對比較矩陣

通過對指標進行兩兩比較，并根據其相對重要程度進行量化，得到成對比較矩陣，具體量化規則見表2。

表2 成對比較矩陣量化規則

成對比較矩陣示意見表3。

表3 A-B成對比較矩陣

2.1.3 確定指標權重

在計算指標權重的過程中，本文采用特征向量法。以表3成對比較矩陣為例，即A的最大特征根（λmax）對應的特征向量為權重向量ω，即

2.1.4 一致性檢驗

1）計算一致性指標CI，計算公式為

2）查找隨機一致性指標RI，見表4。

表4 平均隨機一致性指標

3）計算一致性比率CR，計算公式為

當比值小于0.1時，即檢驗通過，否則需要修正。

4）層次總排序及一致性檢驗。同樣，要求CR小于0.1，否則需要修正。

2.2 風險量化模型構建

為確保模型的可操作性及量化結果的可靠性，基于層次分析法，綜合考慮風險發生的概率及損失大小，本文構建了PPP綜合管廊項目全壽命周期風險量化模型，具體為

式中：V為綜合風險量；W為風險的權重；F為風險發生的概率；C為風險損失的大小。

3 工程實例研究

本文以A市某PPP綜合管廊項目為例進行研究。該項目的建設規模為9.3km，總投資149 732.49萬元，建設實施單位為A市城鄉建設委員會。該市PPP綜合管廊項目資金來源為政府的自有資金、社會資本方的自有資金以及金融機構貸款，項目特許經營期為25 a。結合該工程實際情況，本文對PPP綜合管廊項目進行全壽命周期風險量化研究。

3.1 項目的全壽命周期風險量化指標權重確定

基于層次分析法，本文根據各指標的相對重要程度構造成對比較矩陣，確定風險量化指標權重，其一級風險量化指標權重見表5。

表5 一級風險量化指標權重

運用同樣方法，本文計算了二級量化指標權重，具體數值為

3.2 項目的全壽命周期風險量化

1）項目風險等級劃分。綜合考慮風險發生的概率及風險損失的大小，本文將PPP綜合管廊項目全壽命周期風險劃分為5個等級，即風險低、風險較低、風險中等、風險較高、風險高，具體賦值區間見表6。

表6 項目全壽命周期風險等級劃分

2）項目風險量化。邀請5位對本工程較為熟悉的技術經濟方面的專家對本工程各項風險發生的概率及可能帶來的損失進行打分，分值取1～10。打分標準參考表6中的賦值區間，即分為（8，10）、（6，8］、（4，6］、（2，4］、（0，2］5個賦值區間，并計算F·C，具體結果見表7。

表7 F·C量化打分表

基于量化指標權重計算結果及式（4），本文計算了PPP綜合管廊項目全壽命周期各級風險量化值，具體為

基于表6，本文整理出各級風險量化指標所處風險等級，見表8。

表8 各級風險量化指標所處風險等級

4 結束語

目前學術界針對PPP綜合管廊項目風險的研究較多，但基于全壽命周期的研究相對較少，同時很多研究方法存在過于復雜、可操作性不強等問題。基于此，本文在全壽命周期視角下對PPP綜合管廊項目進行風險量化研究。綜合考慮風險發生概率、損失大小及重要程度三方面因素，本文構建了風險量化模型，保證了模型的可靠性，并結合A市某PPP綜合管廊項目進行了實例研究，得出一級風險指標建設前期風險、建設期風險、運營期風險、環境及其他風險分別為中等、中等、較低、較低，總體風險為中等，當前風險處于可控狀態的結論。在PPP綜合管廊項目實施過程中仍需加強風險管理，并及時采取措施對風險量較高的因素進行應對，只有這樣才能保證PPP綜合管廊項目順利完成。