高速公路项目运营内部危机新息GM(1,1)预警模型研究及应用＊

陈 赟 邓红伟 侯云飞 邓 林

(长沙理工大学交通运输工程学院 长沙 410076)

高速公路项目运营内部危机,是指由于高速公路运营公司内部人为因素或管理不善而造成的高速公路项目运营的非正常状态.随着我国高速公路项目建设的迅猛发展,运营安全越来越成为研究高速公路项目安全的重要问题[1],其中对危机事件的管理是最主要方面.尽管危机事件发生的概率很低,但它是一种客观存,是必然的,无法避免的.而且,由于缺乏准备,危机事件带来的损失往往是巨大的,超常规的[2].因此,有必要建立高速公路项目运营危机预警系统,及时捕捉危机事件发生前的一些征兆,并加以分析处理,采取得力措施,将危机事件带来的损失降至最低,甚至避免危机的产生.

1 内部危机预警指标的选取原则及指标体系的建立

预警指标是评估高速公路项目运营危机警度的主要依据,为了能准确灵敏地反映警度,应采用多项指标来测算和评价[3].在设计高速公路项目运营内部危机预警指标体系时,要结合高速公路项目运营内部危机的特点,尽可能考虑指标体系的覆盖面,并有重点地选择,同时兼顾定性指标的量化分析,以便能更好地对危机进行预警.在选择预警指标时,应符合以下基本原则：(1)代表性与独立性原则;(2)定性、定量相结合的原则;(3)一致性和先行性原则;(4)实用性原则;(5)持续性与动态性原则.基于上述原则建立预警指标体系基本框架如图1所列,有关指标尚需要继续同高速公路管理界人士共同探讨和完善.

2 新息GM(1,1)预警模型

新息GM(1,1)模型是指用GM(1,1)模型预测一个值,然后将这个预测值补充在已知数列之后,再建立GM(1,1)模型预测下一个值,将其结果再补充到数列之后,如此循环直到完成预测目标或达到一定精度为止[4].该模型特别适用于外部信息不断变化的情况.

2.1 预警模型的建立

1)危机值表达式 一级指标高速公路项目运营内部危机U的主要影响因素是突发故障危机U1、技术革新危机U2、组织危机U3、人力资源危机U4及财务危机U5.而这5种因素对未来的某一年而言是不定的,而且是随机的.因此可认为U的预警问题是随机变量u与相关的5个随机变量和的关系问题,表达式为式中为第t年一级指标的危机值为第t年第i个二级指标的危机值为的权重,且为二级指标的数量.

图1 高速公项目运营内部危机预警指标体系

由于高速公项目运营内部危机指标资料的大量收集较为困难,因此,在历史资料较少的情况下可采用灰色系统预测方法来预测指标的危机值.又由于危机预警要求具有先行性以及动态性的特点,即随时间的推移,未来的一些扰动因素将不断影响系统的发展,因此宜采用新息改进GM(1,1)模型[5].其表达式为

2.2 残差检验

为了验证模型的精度及合理性,通常采用残差检验方法对其进行检验.由小误差概率p的大小,可将精度分为4个等级,各等级标准见表1.

表1 残差检验标准

2.3 阀值的确定

通过预测模型可以计算出高速公路项目运营内部危机的预测值,如何根据此值来判断危机程度,即危机值区间的划分,要求对危机阀值进行科学合理地设定.阀值的确定是一项很困难的工作,必须从实际情况出发动态分析,参照高速公路公司经营的历史危机数据,并结合专家评判的方法来制定,并及时根据条件变化进行修改[6].

3 模型应用

汉十高速公路是《国家高速公路网规划》中的东西横线高速公路的重要组成部分,是国家实施西部开发战略的重要通道.高速公路全长400多公里,投入运营以来,对加快西部开发,促进汽车工业走廊发展起到了重要作用.设计时速高、线长、分散导致突发故障处理困难,加之内部管理复杂,安全管理体制不健全,导致高速公路潜在着比一般行业更大的危险性和不安全性,且影响面广.通过对经营该高速公路的管理处的调研,计算整理得到历史数据,如表2所列.

表2 汉十高速公项目运营内部危机三级指标历史值汇总、预测模型及2009～2011年预测值表

3.1 权重的确定

采用专家评分的形式,运用AHP法分析每一层中各个指标的重要程度,分别给每一指标赋予相应的权重并进行归一化处理.

一级指标权重分配：U(w1,w2,w3,w4, w5)=(0.528 7,0.037 6,0.076 9,0.118 1, 0.238 7);二级指标权重分配：U1(w11,w12,w13, w14,w15,w16,w17)=(0.088 1,0.060 9,0.269 7, 0.165 9,0.361 2,0.031 5,0.022 7),U2(w21, w22,w23,w24)=(0.279 0,0.047 9,0.574 5,

0.098 6);U3(w31,w32,w33,w34,w35,w36)= (0.223 5,0.146 1,0.094 1,0.064 5,0.442 2, 0.029 6);U4(w41,w42,w43,w44,w45,w46, w47,w48)=(0.308 1,0.050 9,0.017 9,0.223 5, 0.035 2,0.024 7,0.108 4,0.157 0,0.074 3);U5(w51,w52,w53,w54,w55,w56)=(0.049 7, 0.133 6,0.025 8,0.285 9,0.410 5,0.094 5).

3.2 三级指标危机预测值计算

根据上文的理论介绍,计算结果见表2所列.其中,技术革新总经费投入率以及6个财务危机指标需要参照相关数据来评价,并非越大越好[7-9].因此,本文对它们进行了量纲一的量化处理,基准是某上市高速公路运营公司近年来的平均值(见表3).调整后的三级指标危机预测值见表4.

3.3 一级指标及二级指标危机预测值计算

由以上预测结果可以计算一级及二级指标2009～2011年危机预测值,结果如表4.

3.4 阀值的设定及预警输出

通过对汉十高速公路管理处调查询问以及资料的收集整理,并结合专家评判的法则对该高速公项目运营内部危机各综合指标的警线进行划定,见表5

表3 某上市公司相关指标历史平均值及调整后的三级指标危机预测值

表4 一级及二级指标2009年至2011年危机预测值

表5 风险预警警度区间表

基于此,绘制一级指标以及二级指标预警输出图,如表6和图2.

表6 预警输出图

3.5 结果分析

图2 内部危机预警输出柱状图

1)2009～2011年,汉十高速公路项目运营内部总危机都为轻警,危机较轻,但也应引起适当的注意.由于危机值越大(上限是1)越接近于无警,所以危机是呈现下降趋势,说明目前管理处的日常运营管理总体处于有利地位.

2)各二级指标中,财务因素最为严重,近三年来警度逐年加深,在2011年其危机值甚至达到了0.925,处于重警的边缘,需要对其下三级指标重点分析.人力资源因素在未来三年都是轻警,且发展趋势是无警,可暂时不用关注.由此可见,预警输出图能为管理处的日常运营管理提供工作重点与重要度排序,为应急预案的编制提供参考.

4 结束语

探讨的高速公路项目运营内部危机预警系统,是围绕高速公路项目运营公司内部基础设施设备、人员因素及管理状况建立的.该预警系统为有效地预测高速公路项目运营内部危机的发生和相关的危机预警管理工作的开展提供了保证,具有很强的实用价值和一定的创新意义,为高速公项目运营危机管理提供了一条新的研究途径.

[1]柳本民,郭忠印.高速公路运营安全管理程序与方法[J].上海公路,2007(3)：52-55.

[2]Vickie R.Butler L.Developing a risk assessment and situation response program for crisis events[C]// Proceedings SPE Annual Technical Conference and Exhibition,2003：283-294.

[3]Robert H.Looking for answers：suggestions for improving how we evaluate crisis management[J].Safety Science,1998,30(1-2)：151-163.

[4]邓聚龙.灰色预测基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社,1987.

[5]周敏文.灰色理论在非煤矿山安全预测、评价中的应用研究[D].南宁：广西大学资源与冶金学院,2006.

[6]李志强.公路建设项目风险预警管理系统研究[D].西安：长安大学公路学院,2006.

[7]油永华,潘 罡.财务危机预警方法的综合分析与评价[J].价值工程,2006(12)：161-163.

[8]胡召音.灰色理论及其应用研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版,2003,27(3)：405-407.

[9]杨德灿,汪 洋,李月光,等.高速公路建设管理中承包商履约危机预警模型研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版,2006,30(1)：49-53.