基于信息熵理论的水利工程风险评估应用分析

田 波

（吉林省水利防汛抢险大队，130022，长春）

水利工程项目风险是指在整个项目周期中可能会对项目进度、环境、项目双方利益等产生不良影响的事件，该类事件的发生会造成社会效益、环境效益以及经济效益一方面或多方面的损失。水利工程项目与其他工程项目相比，除不确定性、危害性以及破坏性等共性特点外，还具有其自身独有的特点，具体表现为水利工程专业性强、风险源多及监管困难等多个方面。以某水利枢纽工程为例，采用信息熵理论对水利工程项目风险源进行识别评估，并有针对性地提出水利工程风险控制的措施。

一、水利工程风险因素分析

水利工程项目的风险管控遵循以下关系，如图1所示。

图1 水利工程风险管控关系图

水利工程风险识别为风险管控流程中的起始环节，是指利用相关工作人员的理论知识，对项目中潜在的包含财产损失、人身损害等在内的风险进行判断的过程，风险识别也是风险管控的前提。实际工程的风险识别常用方法包括核对表法、头脑风暴法、流程图法、德尔菲法、情景分析法、敏感性分析法、工作分解结构法、事故树分析法等，而对应的水利工程项目风险识别的对象则主要分为管理、经济、技术、环境等四个方面。综合采用德尔菲法与情景分析法等方法对某水利枢纽工程项目现场进行风险识别，得出如图2所示的项目风险因素识别结构图。

图2 某水利枢纽项目风险因素识别结果

二、水利工程项目风险评价

1.水利工程项目风险评价现状

将风险评价机制应用于水利工程项目的管理，在国外已拥有较为成熟的体系，但是针对国内水利工程项目风险评价实施仍存在不足。

（1）风险评价理论体系不健全

我国目前尚无系统的水利工程风险评价理论，针对风险评价的指导力度严重不足且多是照本宣科地参照国外评价理论，未全面考虑我国的实际国情面。尤其对于一些中小型水利工程的风险评价理论及手段简陋，导致工程事故风险未能有效识别评估进而引发工程事故。

（2）风险管理意识薄弱

目前，水利工程风险管理意识普遍薄弱，基层工程管理和技术人员风险管控随意性强，在许多水利工程项目中，风险管理仅仅是作为应对上级检查的手段，相应工程人员缺乏责任心和风险管理的专业知识，忽视风险管理对项目顺利开展的重要性。

鉴于目前水利工程风险评估中存在的问题，采用适当的评价理论和方法进行风险评价就显得尤为重要。针对水利工程项目风险的特点，采用信息熵理论对工程项目的风险进行分析与评估。

2.基于信息熵理论的评估模型构建

（1）信息熵理论基本原理

在水利工程各项风险识别结果中，工程管理、经济、技术以及环境风险等方面均属于信息源。在项目风险评价过程中所能获得信息量的多少以及精确度具有不确定性，因此，在实际工程风险评估中采用信息熵理论进行分析，具有提高项目信息准确度及风险评估精度的优势。在项目风险评价过程中的信息流传输过程中，应遵循先将信息输入集输入信息处理系统，之后输出信息输出集X的流程。信息熵理论的核心内容为确定信息处理系统的函数表达式，在项目风险评估中，X和Y分别代表信息的输出和输入端集合。输入端集合的信息在经过信息处理系统后，其熵值将发生变化。当熵值越大时，表示该事件发生的随机性越大，采用已经提供的信息所获取针对该事件的预测精度越小。通常情况下，计算所得指标的熵权与熵值成反比，熵值越小则该评价指标越重要。因此，熵权评价的关键即针对被评估对象在整个指标体系内的相对差异性进行评估。

（2）信息熵理论模型构建

采用信息熵理论针对水利工程项目风险进行评价，其最终目标为构建一个完整的评价指标体系，并对各项指标进行权重确定。因此，应首先确定某风险事件 X：｛x1，x2，…，xr｝的先验概率空间以及权重-概率空间。可由P（X）表示该风险事件客观发生概率，Q（X）表示该风险事件主观发生的综合权重系数，qi表示该风险事件的综合权重-概率的系数，（wi）k表示相对权重因子，wk表示准则权重因子，wi表示综合权重因子。

相对权重因子的确定，应首先确定其基本量的相对权重关系表，之后再对模型中各个事件的权重进行表达，其中，相对权重关系可如表1所示。

由表1可以建立关于多评价指标的阶方阵。在所有项判断准则中，准则的重要程度所占比重为wk，并有，进而可求得某风险事件的重要因子。综上所述，通过计算事件xi在所有事件中所占的比重，即可确定其风险分布，进而确定其在整个风险识别中的风险重要程度。

3.信息熵理论模型应用

针对某水利枢纽项目应用信息熵理论模型，对项目所涉及的风险因子进行评估。风险评估与判断流程为：确定事件相对权重值表→确定A-Y判断矩阵并得出各权重系数→依次确定（Yn-X，n=1，2，3，4）判断矩阵并得出各权重系数→建立概率梯度评价等级→得出评估结论，仅列出该水利枢纽工程A-Y判断矩阵作为算例进行说明，判断矩阵表述具体如表2所示。

由A-Y判断矩阵得出该水利枢纽工程各指标权重如下：w1=0.312 4，w2=0.152 0，w3=0.232 4，w4=0.303 2，并依此类推得出 （Yn-X，n=1，2，3，4）四个判断矩阵及其相应权重。

4.风险评估结果

依据信息熵模型计算所得各指标权重系数可知，图2所列x1～x13共13项水利枢纽工程项目识别风险中，合同管理风险、物价波动风险以及施工方案风险此3项风险占据工程总风险的80%以上，在工程风险管控时应当着重注意控制。在工程识别风险中，以合同风险权重最大，应当有针对性地提出合同风险规避的相应措施和详细方案。

三、项目风险控制措施

水利工程涉及参建单位多，施工难度高，投资额度大，水利建设单位需与多方签订相应合同，项目风险因素呈多样化及不确定性的特征。项目风险管控质量直接影响水利工程的成本控制、质量管控、施工进度控制以及施工安全等方面，因此，依据信息熵理论模型计算所得水利工程风险评估结果，提出针对不同风险特征的项目风险控制措施。

表1 两事件相对权重值

表2 判断矩阵

1.管理风险管控措施

水利工程项目总包方与分包商以及采购方在进行项目相关合约的签订时，对于潜在的如违约、逾期等风险宜采取规避措施，常见的做法包括：①严格审查准入条件，对分包商和采购方资质以及信用记录进行严格审查。②在项目进行实地勘察时，分多次反复进行会导致项目工期以及相应的勘察费用增加，可通过资金储备的方式来缓冲此类潜在风险带来的损失。③总包方在进行合同管理时对于合同中模棱两可的内容应采取相应的风险自留措施，预备好风险应急方案，确保在突发情况下工程能够顺利开展。

2.经济风险管控措施

水利工程项目的经济风险主要来源为劳动力、工程材料、施工机械等价格波动造成的施工成本波动。一般情况下可以采取如下措施：①参建单位宜采取风险自留措施，对施工过程中的材料、机械以及劳动力使用进行优化配置，加强成本管控，提出相应的成本节约方案。②参建单位对于汇率波动带来的经济风险，同样可以采取相应的风险自留措施。例如可在合同中规定汇率保值条款来降低相应风险的损害，而资金风险的规避和减缓主要采用第三方担保等措施。

3.技术风险管控措施

水利工程项目的技术风险规避与减缓可采取如下措施：①参建单位可按照合同规定进行风险转移，当发生由于技术问题所导致的工期延误、成本增加等问题时，参建单位应及时分清责任方，并依据合同条款进行索赔。②对于项目采用的新工艺以及新技术，参建单位应当制定详细的风险预防措施，准备好相应的应急方案，同时，应当对施工人员进行新技术、新工艺的培训，严控施工质量从而降低风险发生的概率。③水利工程工艺操作流程的确定应当经过专家的严格评审，方可采用，同时应确保施工材料进场送检，严把施工材料质量关。

四、结 语

水利工程项目风险评估有利于项目施工方与管理方针对风险的有效规避，从而降低风险带来的损失。采用信息熵理论模型对某水利枢纽工程进行了风险因素的辨识评估，探究了各风险指标的权重风险程度，并有针对性地提出了水利工程项目管理、经济以及技术风险等主要风险的管控措施，对于水利工程项目的风险评估与控制具有一定指导意义。 ■