基于YAAHP 的城市地下綜合管廊全生命周期風險評估

張玲 ZHANG Ling

（武漢城市發展集團有限公司，武漢 430023）

0 引言

近年來，隨著我國城市地下空間不斷被開發，我國土地資源的集約、立體、綜合利用呈現出飛速發展的態勢。隨著城市綜合管廊大量建設及地下空間的復雜性，存在的問題日益凸顯。綜合管廊在全生命周期受到諸多條件因素的制約和干擾，存在大量的風險因素。其投資規模大，建設運營周期長，參與方眾多，各單位各環節管理之間缺乏統籌與協調，管廊在建設各個階段均存在不同風險源。目前國內外文獻研究涉及規劃、設計、施工、運維各個階段，針對某一階段或某一個體因素開展研究較多，針對全生命周期系統性風險研究較少；現有針對風險研究的理論與方法多樣化，但存在理論性偏重，計算較為繁瑣，與項目實際應用結合較少等問題。本文結合理論與實踐對綜合管廊全生命周期風險評估進行研究，探索快捷、適用、科學的研究方法，為系統性加強綜合管廊風險管控提供參考依據。

1 綜合管廊全生命周期風險評估綜述

1.1 風險評估（Risk Assessment）

風險評估是量化測評某一事件或事物帶來的影響或損失的可能程度，是風險分析與評價的全過程，包括風險識別、風險估計、風險評價。風險評估的主要任務包括：識別評估對象可能存在的潛在風險，評估風險因素發生的可能性及由此造成的影響；研究防止或減少不利影響而采取一系列活動。

1.2 風險評估方法

1.2.1 層次分析法（Analytic Hierarchy Process） 層次分析法是美國運籌學家匹茲堡大學的T．L．Saaty 教授20世紀70 年代提出的一種定性和定量分析相結合的層次權重決策分析方法。它根據問題的性質和要求達到的總目標將問題分解成不同的分目標、子目標，按目標間的相互關聯影響及隸屬關系分組，形成多層次的結構，通過兩兩比較的方式確定層次中各個目標的相對重要性。

1.2.2 模糊綜合評價法（Fuzzy Comprehensive Evaluation Method） 模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評價方法。根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，對受到多種因素制約的研究對象作出總體評價。該方法能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

1.2.3 YAAHP 軟件 YAAHP 軟件是一種基于層次分析法的可視化建模與計算輔助分析軟件，具有建立層次模型、判斷矩陣數據錄入、計算排序權重、導出數據及靈敏度分析等功能，隨著軟件的不斷發展，從10.0 版本開始提供了模糊綜合評價法的支持，并與現有的層次分析法功能高度集成。由于綜合管廊全生命周期風險因素較多，AHP+FCE 分析法計算量大，本文借助YAAHP 軟件繪制層次模型并對其實現計算，節省了大量的矩陣計算步驟及時間，方便快捷，大大提高了工作效率，使研究人員能夠把注意力集中在研究決策的問題上。

1.2.4 風險評價矩陣（Risk Assessment Matrix） 采用風險評價矩陣評價風險大小，也稱概率-影響矩陣（Probability - Impact Matrix PIM），可直觀反映出風險影響程度大小。根據風險因素影響程度大小，將風險劃分為微小（N）、較小（L）、一般（M）、較大（H）、重大（S）五個等級，對應風險矩陣圖相應的區域。

2 案例分析

2.1 項目背景

武漢市某地下綜合管廊項目位于武漢市中心城區，是該區域重要的基礎設施配套工程。本綜合管廊設計使用年限為100 年，項目建設周期為5 年。主要建設內容包括管廊主體及節點、控制中心、附屬工程等。入廊管線涵蓋了給水管、電力電纜、通信線纜、中水管、污水壓力管、熱力管線等，配備消防、通風、供電、照明、監控與報警、排水等系統配套設施。該項目地質及場地條件復雜，沿線穿越地鐵車站、地鐵區間隧道、運行鐵路、高架橋梁、明渠、管線等構筑物和現狀道路。項目建設難度大，風險點眾多。

2.2 風險評估（Risk Assessment）

2.2.1 風險識別（Risk Identification） ①風險因素識別。通過收集大量文獻及本市地下綜合管廊相關資料進行分析、實地調研、專家訪談，結合德爾菲法問卷調查、頭腦風暴法等方法，對項目產生重要影響的風險按照風險來源和發生的階段進行分類，識別出綜合管廊項目全生命周期風險因素，見表1。②風險指標體系構建。采用歸納分析法，將21 項風險因素進一步分類劃分為6 大類風險，根據風險因素識別和劃分結果，構建綜合管廊全生命周期風險指標體系，包括6 個一級指標及其內容包含的21 個二級指標，見表2。

表2 綜合管廊項目全生命周期風險指標體系

2.2.2 風險估計（Risk Estimation）

①確定風險指標權重。采用AHP 分析法對表2 中確定的6 個一級指標（準則層）和21 個二級指標（指標層）評價因素進行兩兩比較評分，確定各指標因素權重，并利用YAAHP10．1 軟件進行一致性檢驗及自動修正，分別計算出準則層、指標層排序權重及總排序權重，計算數據見表3。②風險概率—后果分析。采用模糊綜合評價法（FCE）分別進行風險概率和風險后果分析。邀請30 位專家對風險概率及風險后果進行評分，風險發生概率按大、較大、中等、較小、小分為五個等級，對應分值分別為5、4、3、2、1；風險后果按嚴重、較嚴重、中等、不嚴重、可忽略分為五個等級，對應分值分別為5、4、3、2、1。風險概率—后果評價計算數據見表4，風險指標層隸屬度見表5。

表3 風險指標排序權重表

表5 風險指標層隸屬度

根據最大隸屬度原則，即被評價指標的風險等級為評價結果向量中隸屬度最大的等級，本次風險概率、風險后果評價結果均為中等。

2.2.3 風險評價（Risk Assessment） 依據以上計算結果，繪制指標層風險評價矩陣圖，以風險發生概率為縱坐標，風險發生后果為橫坐標，發生概率大且對項目影響后果大的風險因素位于矩陣右上角，發生概率小且對項目影響后果小的風險因素位于矩陣左下角，如圖1。

圖1 風險評價矩陣圖

從風險評價矩陣圖可以看出：本項目風險主要分布于一般風險（M）區域和較大風險（H）區域，其中安全生產風險、運維安全風險位于重大風險（S）區域，風險發生的可能性大，風險造成的損失大，需制定重點防范應對措施；其中工程技術風險、勘察設計風險、管線入廊不可控風險、征地拆遷風險、工程成本風險、工期延誤風險、工程質量風險位于較大風險（H）區域，風險發生的可能性較大，造成的損失較大，應制定防范應對措施，防止風險對項目產生影響；其余風險位于一般風險（M）區域，總體在可控范圍內，但應制定防范措施，時刻關注風險變化。

3 結語

本研究利用AHP-FCE 分析法并借助YAAHP 輔助軟件對地下綜合管廊全生命周期風險因素進行了評估，通過案例驗證了所提出評估方法、理論及流程的可行性、科學性。以武漢市某綜合管廊為研究背景，采用所提出的風險評估方法，以定性與定量相結合的方式形成一套完整的綜合管廊全生命周期風險評估方法，為科學決策提供依據。以AHP 法對各項風險進行權重量化分析，確定風險權重集，以FCE 法進行風險概率和風險后果評價，確定風險概率與后果模糊矩陣及權重，應用最大隸屬度法，得出綜合評估結果。通過YAAHP 軟件的運用簡化了矩陣計算步驟，操作方便快捷，為AHP-FCE 法在風險評估上的普遍運用提供了良好的技術手段。通過建立可視化風險矩陣直觀反映出風險因素的影響程度，為制定針對性的應對措施提供了參考依據。