国际水电工程项目群资源冲突风险测度研究

江 新,朱沛文,徐 平,余 璐

（三峡大学a.湖北省水电工程施工与管理重点实验室；b.水利与环境学院,湖北宜昌 443002）

国际水电工程项目群资源冲突风险测度研究

江 新a,b,朱沛文a,b,徐 平a,b,余 璐a,b

（三峡大学a.湖北省水电工程施工与管理重点实验室；b.水利与环境学院,湖北宜昌 443002）

针对当前国际水电工程项目群施工资源易发生冲突的情形,提出了基于云模型的资源冲突风险测度方法。明确了国际水电工程项目群资源冲突风险的概念,建立了包括人力资源、机械设备、材料、财务、组织协作和现场条件6个一级风险因子及20个二级风险因子的资源冲突风险因子体系；采用云模型和德尔菲法确定每个风险因子对应的权重云,并运用逆向云发生器和正态云拟合运算规则求得定性因子的综合云。用建立的模型对国际某水电工程项目群的资源冲突风险进行测度,结果表明该项目群的资源冲突风险状态为良好。由构建的国际水电工程项目群资源冲突风险测度模型能较好地获得了资源冲突风险的测度值,为我国水电企业更好地进行国际工程项目群风险管理提供了参考价值。

资源冲突；风险测度；云模型；风险因素；国际水电工程项目群

2015,32（12）：144－149

1 研究背景

目前世界上有165个国家已明确表示将继续发展水电,其中110个国家规划建设规模总计达3.38亿kW[1］。亚洲、南美地区的发展中国家多数制定了2025年左右基本完成水电开发任务的规划；欠发达国家和地区由于资金、技术等条件限制,大力开发水电仍有很多困难,如非洲的不少国家[1］。国际水电工程承包市场的巨大需求为我国水电企业的“走出去”迎来了重要战略机遇期。我国水电企业也正借着“一带一路”的东风积极参与国际水电工程承包市场的竞争,推动水电建设可持续发展。国际水电工程项目群是一项复杂的系统工程。由于市场资源有限,国际水电工程项目群的施工物资和材料等比较匮乏,同时,企业资源又难以完全满足多个并行项目的实际需要,多数物资材料都依靠进口,因此,国际水电工程项目群资源的分布和利用都表现出较强的复杂性和风险性。为避免因资源竞争和调配困难导致的国际水电工程项目群资源冲突风险的发生,采取合适的方法对多个并行项目的冲突资源进行风险测度显得尤为关键。因此,对国际水电工程项目群资源冲突风险测度的研究有着迫切的需求,可为我国水电企业更好地进行国际工程项目群风险管理提供参考。

资源冲突风险已得到越来越多学者的关注。国外的相关研究中,S.Elonen等[2］认为项目群管理中资源短缺及不合理配置在各种影响项目群管理的因素中占重要地位（重要度居第2位）；Z.Laslo等[3］从多项目条件下资源稀缺角度,提出用系统动力学模拟不同利益者之间的资源冲突；A.Auyoung[4］指出在任何共享的基础设施建设中资源冲突是不可避免的。国内方面,文献[5－6］针对水电工程施工资源的需求和供应不均衡等问题,分别建立了多资源均衡的综合测度函数,并采用相应算法对其进行求解；江新等[7］通过分析相关文献指出资源共享风险是影响水电工程项目群自身风险的主要因素；之后,江新等[8］又从业主的角度构建了水电工程项目群资源冲突风险评价指标体系,综合运用ANP和云重心评价法对水电项目群的资源冲突风险进行了评估；郝云剑等[9］利用风险分解结构（RBS）从宏观环境、企业层面和项目层面识别了东南亚水电投资的主要风险因素,其中该地区的政治矛盾和种族冲突问题对水电项目的资源安全影响非常大。

基于上述分析,目前国内外涉及国际水电工程项目群资源冲突风险测度的研究方法和模型鲜见,并且由于国际水电工程项目群资源冲突风险具有模糊性和不确定性,需要运用新的方法对资源冲突风险进行测度。本文运用云模型描述资源冲突风险的不确定性,实现定性和定量的不确定性转换,进一步构建了国际水电工程项目群资源冲突风险测度模型,从而获得资源冲突风险的测度值。

2 资源冲突风险因子体系

国际水电工程项目群资源冲突风险是指我国企业在国外承包的水电工程项目群中因项目资源的共用性和独占性引起的各利益相关方争夺有限资源而发生冲突的可能性[10］。从企业战略级的角度,按合理区域划分国际水电工程项目群组,并组建国际水电工程项目群管理办公室。在对应区域内,各项目群之间、项目群内部各项目之间共享组织的各种资源。项目群中的并行项目从一个资源库内获得资源经常会产生冲突,尤其争取的资源为瓶颈资源时,资源冲突风险发生的可能性会更大。如果在施工过程中施工工序安排和衔接又不合理,则会出现资源的相对短缺,导致不同程度的资源冲突风险的发生。

考虑到国际水电工程项目群所处环境的特殊性,可从不同方面识别国际水电工程项目群的资源风险。为从系统的角度归纳总结资源冲突风险的因素,首先,参考相关文献[1,9,11－13］,汇总可能导致资源冲突风险发生的因子；然后,通过走访或设计调查问卷咨询项目群经理、项目经理、资源管理人员、施工管理人员、现场作业人员等,采用德尔菲法,征求和提炼专家群体意见,对上述汇总的因子清单进行筛选和验证；最后,综合考虑人力资源、机械设备、材料、财务、组织协作和现场条件等6个冲突风险因素,建立国际水电工程项目群资源冲突风险因子体系（见表1）。

表1 国际水电工程项目群资源冲突风险因子体系Table 1 System of risk factor of resource conflicts in international hydropower project group

3 基于云模型的资源冲突风险测度模型的构建

3.1 云模型

云模型[14］是一种研究定性与定量相互转换的模型。该模型不仅考虑了概念的模糊性（主观性）,而且充分体现了测度的随机性（客观性）,这也符合国际水电工程项目群资源冲突风险的特征。设U是一个用精确数值表示的论域,C是U对应的定性概念,对于∀x∈U,都存在一个有稳定倾向的随机数y＝μ（x）∈[0,1］,叫作x对C的确定程度,确定程度y在论域上的分布称为隶属云,简称为云。

云的数字特征用期望（值）Ex、熵En和超熵He来表征,其中Ex是指云滴在论域空间分布的期望,是最能够代表定性概念的点；En描述云滴的模糊性和随机性,反映概念不确定性的度量（值）；He是熵的熵,用于描述云的厚度,主要反映云滴的离散程度。

3.1.1 正向云发生器

正向云发生器是从定性到定量的映射,其输入是云的数字特征（Ex,En,He）和云滴数量N,输出为N个云滴在数域空间的定量位置及每个云滴代表概念的确定度。其具体算法如下所述。

输入：Ex,En和He,并给定云滴数N。

输出：N个云滴和每个云滴对概念的隶属度。具体步骤为：

（1）生成以En为期望值,He为方差的正态随机数En′。

（2）生成以Ex为期望值,En′为方差的正态随机数x1。

（4）重复步骤（1）至步骤（3）,直至产生N个云滴为止。

3.1.2 逆向云发生器

逆向云发生器是从一些给定的云滴中,求出3个数字特征值（Ex,En,He）。其具体算法如下所述。

输入：样本值x＝xi,其中i＝1,2,…,N。

输出：Ex,En和He。

具体步骤为：

（1）根据xi计算样本均值,其中一阶样本绝对中心矩,样本方差。

（3）计算

3.2 资源冲突风险因子权重云的确定

为了计算方便,将权重等级范围划分为7个等级,如表2所示。由专家群体对给定的风险因子进行强度等级打分,然后利用均值法和逆向云发生器生成云模型的数字特征,再由正向云发生器生成云滴,用MatLab软件完成云图的绘制,反复多次,逐渐可视化地控制专家经验的收敛速度和质量,从而得到各级风险因子的权重云,详细计算过程见文献[15］。

表2 权重等级范围及定性语言描述Table 2 Range and qualitative linguistic description of weight

以二级资源冲突风险因子“管理人员丰富度”为例,收集10位专家的打分。经过3轮专家意见征询,可形成逐渐统一的专家意见的权重云。3轮打分形成的数字特征分别为（0.217,0.043 9,0.012 9）,（0.178,0.030 1,0.006 8）,（0.187,0.023 8,0.003 4）。采用正向云发生器分别生成权重云的云图,如图1所示。第3轮专家意见的权重云已表明概念形成,因此,“管理人员丰富度”的权重云为（0.187,0.238,0.0034）。依此类推,即可确定国际水电工程项目群一级和二级资源冲突风险因子的权重云（见表1）。

图1 资源冲突风险因子权重云Fig.1 Weight cloud of risk factors of resource conflicts

3.3 资源冲突风险因子综合云的确定

对于定量因子,将每个因子的实现度作为Ex,然后转化为数字特征为（Ex,0.05,0.05）的一维标准正态云。

对于定性因子,邀请10位专家按5级标准对其进行双边约束打分,即打出最高分和最低分,打分标准为：差＝[0,0.2］、较差＝[0.2,0.4］、一般＝[0.4,0.6］、较优＝[0.6,0.8］、优＝[0.8,1］。然后,通过逆向云发生器和正态云拟合运算规则[16］,得到各个定性因子的综合云。

3.4 资源冲突风险测度结果及等级划分

依据式（1）计算国际水电工程项目群资源冲突风险的程度,即

式中：F为国际水电工程项目群资源冲突风险的测度值；Mi为第i个因子对应的综合云；Wi为第i个因子对应的权重云；n为目标个数。

为了符合人们的思维习惯,假设测度等级划分为5个,各测度等级的数字特征和风险状态设置见表3。根据正向云发生器生成正态云图,如图2所示。将国际水电工程项目群资源冲突风险的测度值输入云图,即可得出资源冲突风险的测度等级。通过云图表示资源冲突风险的不同状态,便于国际水电工程项目群管理人员及时调整策略或采取改进措施,降低损失或危机发生的机率,确保项目群资源管理状态控制在“良好状态”及以上。

表3 国际水电工程项目群资源冲突风险等级划分Table 3 Classification of risk level of resource conflicts in international hydropower project group

图2 资源冲突风险测度云模型Fig.2 Cloud model for risk measurement of resource conflicts

4 算例分析

以国内某水电工程局公司在苏丹正在实施的大坝工程项目为例,将具有相似性的大坝土建2A标段、2B标段、2C标段3个并行项目作为项目群。该工程局所属的集团公司对此项目群所在区域范围实行区域化管理经营模式,由区域项目群经理部进行统一管理。

4.1 数据处理

根据项目群概况对各项资源冲突风险因子及其实际值和实现度进行处理,如表1所示。由表1的数据以及专家打分,得到该国际水电工程项目群二级资源冲突风险因子的综合云,其中,定性因子的综合云如表4所示。

4.2 测度结果及分析

综合以上数据,由式（1）计算得到一级资源冲突风险因子对应的云模型,如表5所示。

结合对应的权重云,再由式（1）进行计算,则该国际水电工程项目群资源冲突风险的最终测度结果为F＝（0.699 2,1.843 8×10－7,5.680 6×10－10）。通过运行MatLab软件,将测度结果输入云图,即可得到对应的风险状态,如图2所示。该测度结果云的期望值为0.699 2,表明测度结果处于“良好”和“安全”状态之间,但是趋于“良好”状态的程度远远大于“安全”状态,因此,该国际水电工程项目群资源冲突的风险状态为“良好”。研究结果表明,该云图能直观地表示最终的资源冲突风险测度值,并且反映了该项目群的资源冲突风险需要关注,资源配置管理有待改进。项目群经理部应根据其发展趋势采取相应的优化和完善措施。

表4 二级资源冲突风险因子综合云Table 4 Comprehensive cloud of risk factors of second-class resource conflicts

表5 一级资源冲突风险因子综合云Table 5 Comprehensive cloud of risk factors of first-class resource conflicts

5 结 语

（1）将云模型运用到资源冲突风险的测度中可以很好地反映出风险的随机性和模糊性。云模型的建立不仅实现了定性概念和定量数据之间的转换,而且挖掘了数据中隐含的、有潜在价值的信息,避免了转换过程中信息的丢失。

（2）借助云模型和MatLab软件对算例进行可视化仿真,能直观得出该国际水电工程项目群资源冲突的风险状态为“良好”。该模型能以定性的系统轨迹揭示项目群资源发生冲突的态势,及时提醒项目群管理人员加强动态预警,能为国际水电工程项目群风险管理决策提供参考。

[1]贾金生,徐 耀.从国际水电发展形势看我国水电百年发展[J］.水力发电,2012,38（1）：4－6.（JIA Jinsheng,XU Yao.Overview on 100 Years’Development of Hydropower in China from Current International Situation of Hydropower Development[J］.Water Power,2012,38（1）：4－6.（in Chinese））

[2]ELONEN S,ARTTO K A.Problems in Managing Internal Development Projects in Multi-project Environments[J］.International Journal of Project Management,2003,21（6）：395－402.

[3]LASLO Z,GOLDBERG A I.Resource Allocation under Uncertainty in a Multi-project Matrix Environment：Is Organizational Conflict Inevitable？[J］.International Journal of Project Management,2008,26（8）：773－788.

[4]AUYOUNG A,MA Y,BANERJEE S,et al.Democratic Resolution of Resource Conflicts between SDN Control Programs[C］//Proceedings of the 10th ACM International Conference on Emerging Networking Experiments and Technologies.Sydney,Australia,December 2－5,2014：391－402.

[5]晋良海,田 斌,周厚贵,等.水电工程施工物料配给柔度的两种数学描述[J］.水力发电学报,2012,31（3）：194－198.（JIN Liang-hai,TIAN Bin,ZHOU Hou-gui,et al.Two Mathematical Definitions for Ration Flexibility of Construction Materials[J］.Journal of Hydroelectric Engineering,2012,31（3）：194－198.（in Chinese））

[6]丁继勇,王卓甫,李慧敏.配套施工条件下水电工程多资源均衡优化[J］.水力发电学报,2013,32（5）：299－305.（DING Ji-yong,WANG Zhuo-fu,LI Hui-min.Multi-resource Leveling Optimization of Hydropower Projects under Conditions of Matching Construction[J］.Journal of Hydroelectric Engineering,2013,32（5）：299－305.（in Chinese））

[7]江 新,李 琦,赵 静.基于可靠性分析的工程项目群FAHP风险评价模型[J］.长江科学院院报,2014,31（9）：126－131.（JIANG Xin,LI Qi,ZHAO Jing.FAHP Evaluation Model for Programme Risk Based on Reliability Analysis[J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2014,31（9）：126－131.（in Chinese））

[8]江 新,朱沛文,沈 力.基于ANP和云模型的水电项目群资源冲突风险评估[J］.中国安全科学学报,2014,24（11）：152－158.（JIANG Xin,ZHU Pei-wen,SHEN Li.Risk Assessment of Resource Conflict in Hydropower Engineering Programmes Based on ANP and Cloud Model[J］.China Safety Science Journal,2014,24（11）：152－158.（in Chinese））

[9]郝云剑,胡兴球,王洪亮.基于ISM的我国水电企业东南亚水电投资风险分析[J］.中国农村水利水电,2014,（1）：157－160.（HAO Yun-jian,HU Xing-qiu,WANG Hong-liang.Analysis of Hydropower Investment Risks in Southeast Asia of China’s Hydropower Enterprises Based on ISM[J］.China Rural Water and Hydropower,2014,（1）：157－160.（in Chinese））

[10］李海凌,刘克剑,陶学明.工程项目群资源管理的HTCPN建模与优化[J］.控制工程,2013,20（5）：984－989.（LI Hai-ling,LIU Ke-jian,TAO Xue-ming.Modeling and Optimization of Resources Management of Construction Programme Based on HTCPN[J］.Control Engineering of China,2013,20（5）：984－989.（in Chinese））

[11］李 喆,谭德宝,张 穗,等.水利工程建设项目管理系统的设计与开发[J］.长江科学院院报,2014,31（1）：66－71.（LI Zhe,TAN De-bao,ZHANG Sui,et al.Design and Development of Management Information System for Water Project Construction[J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2014,31（1）：66－71.（in Chinese））

[12］韦伟忠,王 钧,曾贤仁,等.精益思想下水封石洞油库施工“6S”管理研究[J］.长江科学院院报,2014,31（4）：109－113.（WEI Wei-zhong,WANG Jun,ZENG Xian-ren,et al.Research on“6S”Management in Lean Thinking for Construction Site of Underground Oil Storage Project in Rock Caverns[J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2014,31（4）：109－113.（in Chinese））

[13］吴鹏飞,孙开畅,田 斌.基于结构方程的水利水电工程施工安全分析研究[J］.长江科学院院报,2014,31（4）：93－96.（WU Peng-fei,SUN Kai-chang,TIAN Bin.Safety Analysis for Hydroproject Construction by Structural Equation Modelling[J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2014,31（4）：93－96.（in Chinese））

[14］李德毅,刘常昱.论正态云模型的普适性[J］.中国工程科学,2004,6（8）：28－33.（LI De-yi,LIU Chang-yu.Study on the Universality of the Normal Cloud Model[J］.Engineering Science,2004,6（8）：28－33.（in Chinese））

[15］胡石元,李德仁,刘耀林,等.体现主客观信息的土地定级因素综合集成赋权法研究[J］.武汉大学学报（信息科学版）,2006,31（8）：695－699.（HU Shi-yuan,LI De-ren,LIU Yao-lin,et al.Determination and Integration of Subjective Weights and Objective Weights of Land Grading Factors[J］.Geomatics and Information Science of Wuhan University,2006,31（8）：695－699.（in Chinese））

[16］石 亮,黄仕家,邓有为.基于云模型的机载电子对抗系统效能评估方法[J］.弹箭与制导学报,2006,26（3）：311－314.（SHI Liang,HUANG Shi-jia,DENG You-wei.Effectiveness Evaluation of Airborne EW System Based On Cloud Model[J］.Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance,2006,26（3）：311－314.（in Chinese））

（编辑：姜小兰）

Research on Risk Measurement of Resource Conflicts in International Hydropower Project Group

JIANG Xin1,2,ZHU Pei-wen1,2,XU Ping1,2,YU Lu1,2
（1.Hubei Key Laboratory of Construction and Management in Hydropower Engineering,China Three Gorges University,Yichang 443002,China；2.College of Hydraulic＆Environmental Engineering,China Three Gorges University,Yichang 443002,China）

In light of resources conflicts in international hydropower project group in the present,we presented a method for measuring risk of resource conflicts based on cloud model.The concept of risk of resource conflicts in international hydropower project group was defined,and a system of risk factors for resource conflicts was established,with 6 first-class factors（human resource,machinery and equipment,material,finance,organization cooperation,and site conditions）in association with 20 second-class ones.Then,the cloud model and Delphi method were used to determine the weight cloud of each risk factor,and the reverse cloud generator and the algorithm rules of normal cloud fitting were adopted to calculate the comprehensive cloud of each qualitative risk factor.One international hydropower project group was taken as an example,and risk measurement of resource conflicts for the group was conducted by using the model.The results show that risk condition of resource conflicts for the project group is under control.The model for measuring risk can be used to obtain values of risk of resource conflicts,and it can be referenced for Chinese hydraulic corporations to solve resources conflicts in international hydropower project group.

resource conflict；risk measurement；cloud model；risk factor,international hydropower project group

TV697

A

1001－5485（2015）12－0144－05

10.11988/ckyyb.20150488

2015－06－10；

2015－07－09

国家自然科学基金资助项目（51379110）；水电工程施工与管理湖北省重点实验室（三峡大学）开放基金项目（2014KSD05）

江 新（1966－）,男,安徽寿县人,教授,硕士生导师,主要从事工程项目群管理、系统决策理论及评价等方面的教学与研究工作,（电话）13339795561（电子邮箱）jiangx163＠163.com。