國際石油工程項目風險預警指標體系構建研究*

王長峰 李鑫瑞 鄭秋爽 王堃 夏學鋒

(北京郵電大學經濟管理學院，北京 100876)

0 引言

據國際能源機構預測，未來一段時期內世界各國對石油天然氣的需求仍將處于持續增長階段，從石油天然氣營業額和就業視角而言，石油行業仍將是支撐全球經濟發展最重要的能源產業之一。隨著我國“一帶一路”倡議的實施和深入合作，石油能源行業迅速發展，極大地推動了跨國石油集團投資更多石油工程項目。國際石油工程項目具有建設周期長、投資回收期長、投資規模巨大等特點，對于“一帶一路”沿線國家和地區經濟和社會發展具有較大影響力。與國內石油勘探開發項目相比，國際石油工程項目通常會吸引沿線較多國家和地區的企業參與，必然會影響國際投資環境、作業環境、政治環境、文化環境、資源主權國與投資主體之間的關系等，具有較大的復雜性和不確定性。前瞻性預警和有效管控國際工程項目風險是國際石油工程取得成功的關鍵影響因素，辨識國際石油工程項目風險因素、優選風險預警指標、科學構建風險預警指標體系顯得尤為重要。

目前，國際石油工程項目風險預警方面的研究成果比較多、水平也比較高。例如，徐偉(2014)定義了國際工程項目風險預警管理概念，構建了國際工程風險預警管理體系；劉勇(2010)提出了海外工程建設項目風險預警管理體系建立的原則、目標、功能設計，以及預警分析與預控對策；萬軍杰(2008)構建了海外港口建設項目風險的預警管理體系；張洪大等(2014)針對大慶海外石油鉆探項目風險管理，基于德爾菲法專家法、問卷調查法等構建了海外石油鉆探項目風險評價指標體系；郭恒等(2014)基于海外石油工程公共安全風險特點，建立了海外石油工程公共安全風險預警體系和權重；蒲天添(2018)以我國某石油國際工程項目為例，構建了風險預警指標體系和評價層次模型。

大部分研究成果停留在理論層面，能夠真正解決風險預警實際問題的文獻較少，對風險因素的形成路徑、相互影響機制的分析往往不夠，缺乏歷史數據支撐和實際運用可操作性，建立的風險預警指標體系實用性不強，部分預警指標與風險因素高度重合。基于此，本文基于石油工程項目數據，通過R型聚類和因子分析方法定量分析風險預警指標，采用熵值法對各項風險預警指標進行賦權，建立國際石油工程項目風險預警指標體系。該風險預警指標體系既能客觀反映對應的指標數據，又與風險預警指標的實際含義緊密聯系。

1 國際石油工程項目風險預警框架

國際石油工程項目風險預警是指結合國際石油工程項目外部環境數據、內部控制資料、行業數據、重大工程報表，篩選優化石油工程項目風險定性與定量預警指標，并結合風險預警模型和國際石油工程項目，展開識別、監測、控制，旨在實現前瞻性風險預警的目標。而國際石油工程項目風險預警系統能夠前瞻性預警國際石油工程項目風險產生的原因，揭示石油工程項目風險演化傳播規律，提前通知國際石油工程項目管理者和利益相關方，前瞻性提出石油工程項目風險預警防控應對措施，有效管控國際石油工程項目的風險。因此，國際石油工程項目風險預警系統涉及風險識別、風險預警和風險控制三個模塊。

2 國際石油工程項目風險指標體系構建

國際石油工程風險預警指標體系是由多個相互作用、相互聯系的風險預警指標，按照一定層次結構組成的有機整體。國際石油工程風險預警指標是風險預警管理人員與風險預警對象聯系的紐帶，風險預警指標篩選優化程度和科學實際的風險預警指標體系對國際石油工程風險預警的結果有著舉足輕重的作用。因此，構建科學合理、能夠反映石油工程項目實際的風險預警指標體系，是確定石油工程項目風險預警等級的關鍵環節。

2.1 風險因素識別

由于國際石油工程具有較大不確定性，涉及風險因素眾多，且每類風險因素的影響程度各不相同，本文基于大量國際石油工程實際資料，調研了具有豐富風險管理經驗的專家學者和現場管理人員，基于現有研究成果，以開發和實施為研究邏輯主線，辨識國際石油工程潛在風險，即市場環境風險、工程技術設計風險、組織管理風險、施工現場風險。

(1)市場環境風險。是指工程承包單位未能全面熟悉當地市場環境，主要體現在市場價格、市場競爭、政治政策環境等方面，影響石油工程正常實施。

(2)工程技術設計風險。是指在工程設計過程中所遇到技術和設計難題，主要體現在新興技術的應用、設計標準、設計文件批復等方面。

(3)組織管理風險。是指主要工程組織、管理、決策等組織管理因素，主要體現在組織機構設置合理性、關鍵崗位人員國際化程度、專業水平、溝通能力、資源調度、項目執行能力等方面。

(4)施工現場風險。是指工程項目實施過程中的現場風險因素，主要體現在施工工藝、施工資源、施工方案、施工組織等方面。

2.2 R型聚類因子分析法

由于篩選優化工程項目風險預警指標易受專家主觀性限制，為剔除專家主觀性對風險識別的實際影響，選取R型聚類分析和因子分析方法開展工程項目風險預警指標研究。

R型聚類因子分析法旨在針對同一準則層下的指標進行分類，確保風險預警指標能夠科學合理地反映國際石油工程風險因素。基于聚類分析結果，先采用因子分析法篩選優化各類中因子荷載最大指標，剔除其他貢獻量小的指標，實現提取聚類代表元效果，再由代表元構成新的指標體系。通過計算相關系數進行R型聚類分析后，得到每一個聚類中的指標均呈現較好相關性，且基于R型聚類結果，通過使用因子分析法實現更好效果。因此，該種方法在無監督的情況下，采用R型聚類分析開展指標體系篩選，并發揮因子分析法信息丟失可控、公共因子命名清晰度高的優勢，防止發生因獨立指標而導致因子分析法失效的情況。同時，該方法能夠避免重復提取指標中的信息，并能防止因減少指標的個數而使信息大幅度減少，確保最終構建風險指標體系的全面性。具體步驟如下：

(1)指標數據標準化。因為每個風險預警指標的計量單位、數量級、大小范圍不同，直接開展分析往往會出現錯誤，需要對預警指標數據進行無量綱化處理，旨在降低風險預警評價指標數據的量綱差異，確保分析結果的有效性。

設vij是第i個項目第j個評價指標的觀測值或評價值，其中i=1，2，…;n，j=1，2，…，m。xij是第i個項目第j個評價指標的數據值經過標準化后的數值。

動態心電圖檢查采用美國DMS動態心電分析系統,常規心電圖檢查采用MAC-1200型號12導聯心電圖儀。

正向指標標準化公式如下

其含義是指標數值距越大，標準化后的數值越接近1。

負向指標打分公式如下

其含義是指標數值越小，標準化后的數值越接近1。

(2)R型聚類。該方法對變量進行聚類時，無須對類的數目作出任何假定，主要是應用相關系數度量變量之間的相似性。變量xi與yi的相關系數定義如下式所示

首先，聚類分析初期，將n個變量視為n類，計算不同變量之間的距離并視為后續分析依據；其次，將距離最近的兩類合并，視為一個新類別，同時重復初期時的操作，計算新類與其他類之間的距離；最后，將距離中最近的兩個類合并成一類作為一個新類，重復進行兩個最近類合并工作，這樣每一次操作就會減少一類，指導分析所有變量都合并成一類，形成親疏關系譜，辨識應該分為幾類以及每一類所包含的變量。

2.3 熵值法

本文采用熵值法計算國際石油工程風險預警指標權重。該模型主要基于各個預警指標數據熵信息進行客觀賦權，使確定的權重更符合數據客觀屬性，充分挖掘數據包含的信息，提高其風險預警指標賦權的真實性和可靠性。

針對可評價的定性指標和定量指標，熵值法具有良好的適應性。根據數據攜帶信息量大小進行權重計算，而熵值是不確定性的一種度量，信息量越大，不確定性越小，熵也越小；信息量越小，不確定性越大，熵也越大。因此，采用熵值攜帶的信息進行權重計算，結合各項指標變異程度，采用信息熵計算各項風險預警指標權重，旨在為多項風險預警指標綜合評價提供理論依據。具體步驟如下：

(1)收集數據，構建評價矩陣，進行歸一化處理。

(2)建立標準化矩陣，因為各個風險預警指標單位不同，須針對評價矩陣開展無量綱化處理。公式如下

(3)計算指標熵值。公式如下

(4)計算差異性系數。公式如下

Zj=1-αj

(5)計算權重。公式如下

3 實證研究

3.1 選取樣本

選取“一帶一路”沿線國家和地區14個國際石油工程項目為研究案例，主要包括：①陸地管線600km，管道直徑50in(1in=25.4mm)；②接收站、首站、中間站、末站；③10座150萬桶單罐儲罐；④海上終端有3個單點系泊。

基于已識別出的風險因素，視市場環境、技術設計、組織管理和施工現場4類風險因素為準則層；通過訪談工程管理人員、工程負責人，將4類風險因素進行分解，初步獲得34個工程風險預警指標體系。在收集數據時，針對定量指標，主要依據工程資料進行收集；針對定性指標，主要基于專家打分方法確定。收集14個國際石油工程項目整體風險指標數據，基于指標正負標準化公式對原始樣本數據進行標準化處理，見表1。

表1 國際石油工程風險預警指標體系和數據標準化

(續)

3.2 R型聚類分析

基于Ward法標準化處理數據，按照每個準則層，對指標開展R型聚類分析，并采用SPSS軟件實現聚類過程，最終獲得4個準則層，以清晰反映每個準則層下風險因素的聚類過程，具體內容見表2。

3.3 因子分析篩選指標結果

先針對數據開展R型聚類劃分，再針對數據進行因子分析，并采用SPSS軟件實現聚類分析。以累計方差貢獻率作為每類提取公因子個數判斷標準，保留每個公因子中荷載量足夠大指標，剔除其余指標，結果見表2。

表2 R型聚類-因子分析結果

綜合分析R型聚類-因子分析結果，基于34個國際石油工程項目風險因素指標，經過R型聚類和因子分析篩選優化風險預警指標，得到不熟悉市場環境、法律環境、高價國際市場材料、政局動蕩等14個風險預警指標，最終建立國際石油工程項目風險預警指標體系，見表3。

3.4 熵值法確定權重

基于最終工程項目風險預警指標對應數據，采用熵值法確定每個風險預警指標權重，并通過MATLAB軟件計算得到各風險預警指標權重值和權重大小順序，見表3。

表3 國際石油工程風險預警指標體系

4 結語

本文結合14個國際石油工程項目特點，以項目開發和實施階段為主要研究對象，首先，辨識了戰略風險、工程運營風險、組織管理風險、工程財務風險4類34個風險預警指標；其次，采用R型聚類-因子分析法開展了國際石油工程項目風險預警指標的篩選，消除了專家主觀性的影響，剔除實際影響性不強、相對冗余的風險預警指標；最后，基于數據熵值所攜帶的信息進行風險預警指標客觀賦權，建立了國際石油工程項目風險預警指標體系。