基于模糊网络分析法的城际铁路建设项目风险评价研究＊

唐文彬，张飞涟，李晶晶，3

(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075;2.长沙理工大学经济与管理学院，湖南 长沙 410004;3.长沙理工大学交通运输学院，湖南长沙 410004)

基于模糊网络分析法的城际铁路建设项目风险评价研究＊

唐文彬1，2，张飞涟1，李晶晶1，3

(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075;2.长沙理工大学经济与管理学院，湖南 长沙 410004;3.长沙理工大学交通运输学院，湖南长沙 410004)

鉴于城际铁路建设项目面临的风险种类较多、关系复杂，风险因素之间相互依赖、相互影响，而且许多风险因素还存在风险程度难以精确描述、边界不清晰等问题，利用模糊评判理论和网络分析法，构建了城际铁路建设项目风险评价指标体系和评价模型，并结合具体案例，阐述了模糊网络分析法在城际铁路建设项目风险评价中的应用，为有效控制项目风险提供决策参考。

城际铁路;项目风险评价;模糊网络分析

随着我国城市化进程的不断加快、区域产业格局调整的逐步深入，城际铁路在改变了临近城市之间人们工作和生活模式的同时，也对优化城市格局、缓解城镇密集地区的交通压力产生了积极影响。作为城市轨道交通体系中的新型类别，城际铁路具有建设周期长、资金量大、涉及面广、技术复杂等特征，因此项目建设实施过程中所面临的风险不容忽视。近年来，国内外许多学者对此问题进行了大量研究，例如，李红昌等［1－2］以京津城际铁路为例，分别对其财务风险和运营风险进行了研究;李忍相等［3］通过对沪宁城际轨道交通的客流风险进行预测，提出了将沪宁城际轨道交通的建设时间推迟至京沪高速铁路建成之后;Gray等［4－6］分别从定性的角度，分析和评价了PPP融资模式下城市轨道交通项目的风险，并提出了相应的风险规避策略;温玉君［7］以上海城市轨道交通为例，系统阐述了项目建设过程中风险控制与管理的对策措施。从文献检索情况来看，有关城际铁路项目建设阶段的风险研究尚少，已有成果主要是对某一具体项目的风险管理进行经验总结，在研究方法上仍停留在定性分析阶段，缺乏对风险进行准确的度量和评价。

唐文彬等［8］利用模糊层次分析法，尝试性地从定量的角度对城市轨道交通投融资风险进行了分析和评价，并取得了较好的评价效果。然而，实际上城市轨道交通项目面临的风险种类较多、关系复杂，许多风险因素相互依赖，并相互影响，显然，层次分析法无法准确刻画这一风险特征。在此，根据文献［9－10］，利用模糊网络分析法对城际铁路建设项目的风险进行定量分析和评价。

1 评价方法

表1 城际铁路建设项目风险评价指标体系Table 1 Risk evaluation indicator system for inter－city railway construction projects

图1 ANP网络结构Fig.1 ANP network structure

1.1 建立风险评价指标体系

参照文［11］，建立城际铁路建设项目风险评价指标体系，并将该指标体系分为目标层A、准则层B和因素层C 3个层次结构，如表1所示。

1.2 构建ANP模型

考虑到风险因素之间的相互依赖和相互影响，根据表1所列风险评价指标体系，构建ANP网络结构，如图1所示。

以因素集 Bi(i=1，2，…，6)为主准则，以因素Cj(j=1，2，…，6)为次准则，因素集 Bi中的因素按照其对Cij的影响大小进行间接优势度比较，即构造判断矩阵，然后采用特征根法计算判断矩阵的最大特征根和特征向量。根据判断矩阵计算针对某一准则下各层因素的相对权重，并进行一致性检验。若一致性比率 C.R.＜0.10，证明该比较判断矩阵具有满意的一致性，若 C.R.＞0.10，进行调整。然后，求出超矩阵W:

若其中Bi中的元素对Bj中的元素没有影响，则Wij=0(i=1，2，…， 6;j=1，2，…，6)。超矩阵的子块Wij是列归一化的，但W不是列归一化的。为此，各组元素对准则 Bj(j=1，2，3，4，5，6)的重要性进行比较，形成新的比较矩阵，如表2所示。

表2 以Bj为准则形成的比较矩阵Table 2 Comparison matrix formed by the criterion of Bj

与Bj无关的元素组对应的排序向量分量为零，但此处假设各元素组都是相互联系相互影响，由此得加权矩阵:

1.3 构造模糊一致性判断矩阵

以上一级风险因素(此例中为 B1，B2，B3…)为对比准则，对某一级风险因素(此例中为C1，C2，C3…)间的重要程度进行比较，如表3所示。

表3 比较判断矩阵Table 3 Comparison and judgment matrix

从而可建立相应的模糊一致判断矩阵R，其中，rij(i=1，2....n;j=1，2....n)指的是 ci与cj在以B作为准则的比较中，二者所产生的模糊关系“一者比另一者重要得多”的隶属度。

确定评价因素集U={U1，U2…Un}，其中Un即为因素层中的各因素事件，利用对以上事件可能被给出的评语，构建含m个元素的评判集合V={V1，V2…Vm}。在此，采用5级风险评判法建立评价集:{高风险，较高风险，中等风险，较低风险，低风险}，根据专家评分和模糊一致矩阵的性质得出判断矩阵:

1.4 确定风险等级

综合评价合成算子选择M(·，⊕)型，即加权平均型算子，因为加权算子适用于兼顾考虑整体因素的综合评价。计算公式如下:

根据最大隶属度原则，确定风险等级。

2 算例分析

某城际铁路建设项目总投资150亿元，线路全长120 km，工期为4年，该项目建成后不仅能很好地改善该地区的交通状况，而且能够很好地促进区域产业结构的调整和人口的分布，实现区域经济的可持续协调发展。根据表1建立评价指标体系。本文以问卷调查的形式邀请了20位项目经理和熟悉此项目的专家对风险评价指标进行打分，通过对调查表的回收、整理和统计，并利用上述风险评价模型对数据进行分析和处理，确定各风险因素的风险等级。

2.1 构造因素层超矩阵

在B1(政策风险)中，分别以C11经济政策的不利变化风险、C12产业结构调整风险、C13货币政策紧缩风险为准则，作间接优势度比较，利用特征根法得出权重向量，并形成判断矩阵:

同理可得出:W12，W13，W14，W15，W16，W21，W22，W23，W24，W25，W26，W31，W32，W33，W34，W35，W36，W41，W42，W43，W44，W45，W46，W51，W52，W53，W54，W55，W56，W61，W62，W63，W64，W65，W66，从而可构建未加权的因素层超矩阵:

2.2 构造准则层超矩阵

分别以 B1，B2，B3，B4，B5和 B6为准则建立判断矩阵，并分别计算这些矩阵的最大特征值所对应的特征向量，合成后形成目标层权重矩阵b:

2.3 构造模糊评判矩阵

通过对风险因素的评价打分进行统计分析，建立模糊关系R(U→V)，得出模糊评判矩阵:

2.4 评价结果

根据式(3)，可得到加权超矩阵:

B矩阵中数值的大小反映了因素层各个风险因素的风险影响程度，其中，对项目影响程度较大的是自然灾害和业主的履约支付能力等风险，而影响程度相对较小的是劳动力市场风险。

根据式(5)及最大隶属度原则，可确定准则层及目标层各风险因素的风险等级:

政 策 风 险:B11= ［0 0.1292 0.2795 0.3785 0.2127］，属于较低风险。

环 境 风 险:B22= ［0.0580 0.2844 0.3845 0.1346 0.1385］，属于中等风险。

业 主 风 险:B33= ［0 0.4500 0.3000 0.2500 0］，属于较高风险。

监理 工 程 师 风 险:B44= ［0 0.2500 0.4000 0.2500 0.1000］，属于中等风险。

设 计 者 风 险:B55= ［0.0608 0.3412 0.2956 0.0324 0］，属于较高风险。

承 包 商 风 险:B66= ［0.0840 0.2303 0.4476 0.1790 0.0593］，属于中等风险。

项 目 总 体 风 险:B = ［0.0440 0.3159 0.3469 0.2115 0.0717］，属于中等风险。

3 结论

(1)在城际铁路建设项目实施过程中，各类风险因素交叉影响，关系复杂，因此对项目风险进行准确客观的分析和评价并非易事，而网络分析法作为一种定性与定量相结合的方法，在处理这种影响因素具有反馈和相关性的复杂问题时显示了一定的优势。

(2)模糊评判理论的引入，有效地处理了评价中部分风险因素难以精确描述、边界不清晰等问题，从而提高模型评价的有效性。

(3)项目管理者可以根据上述计算得出的各风险因素的风险等级和影响程度，在均衡风险损失与风险控制成本后，采取适当的措施对风险进行防范和控制。

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Research on risk evaluation in inter－city railway construction project based on fuzzy analytic network process

TANG Wen-bin1，2，ZHANG Fei-lian1，LI Jing-jing1，3

(1.School of Civil Engineering，Central South University，Changsha 410075，China;2.School of Economy and Management，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410004，China;3.School of Traffic and Transportation Engineering，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410004，China)

As the risks in inter－city railway construction projects are various and of complex relationship，many risk factors are complex and mutual dependence and mutual influence.What’s more，many risk factors have problems like difficulty in accurate description of risks degree and unclear borders.Methods combining fuzzy evaluation theory and network analysis were utilized to establish risk evaluation system and evaluation model，and to completely state application of fuzzy ANP in project risk evaluation by taking a certain example，which shall provide decision reference for effectively controlling risks of inter－ city railway construction project.

inter－city railway;project risk evaluation;fuzzy analytic network process

U125

A

1672－7029(2011)03－0068－06

2011－05－18

国家社科基金资助项目(10CGL063);湖南省社科基金重点项目(2010ZDB 30;09WTB09);湖南省社科基金一般项目(2010YBA003);湖南省高校创新平台开放基金项目(11K005);湖南省重点学科资助项目(10qgzh05)

唐文彬(1975－)，男，湖南双峰人，讲师，博士研究生，从事项目管理研究