建设项目风险决策与知识管理集成研究

高妍方，邓晓红，崔晓青，刘 佳

（山东建筑大学 管理工程学院，山东 济南 250101，E-mail:gaogao308@hotmail.com）

建设项目风险决策与知识管理集成研究

高妍方，邓晓红，崔晓青，刘 佳

（山东建筑大学 管理工程学院，山东 济南 250101，E-mail:gaogao308@hotmail.com）

对风险决策与知识管理集成的内涵及要素进行了剖析；建设项目风险决策与知识管理集成的过程梳理，明确了领域知识在风险决策过程的应用，以及建设项目风险决策对知识管理的提升作用；构建了建设项目风险决策与知识管理集成系统的框架，包括系统的体系结构、模块结构和功能结构。通过建设项目风险决策与知识管理的集成，将能提高建设项目风险决策的水平，并能够完善建设项目知识管理的流程。

建设项目；风险决策；知识管理；集成管理

建设项目尤其是大型建设项目的计划失败、进度滞后、成本超支等问题将会引起民众持续的关注，其影响范围往往超越了建筑行业，将在社会中造成广泛的负面影响。因此，风险分析成为大型建设项目管理中的首要问题。长期以来，国内外学者围绕建设项目中的进度、投资、质量和安全等风险管理问题展开了大量颇有成效的实践和研究。然而，由于缺少经验和知识，建设项目风险管理并没有得到有效实施［1］。

随着信息技术的变革以及建设项目信息化的推行，在建设项目开展的各个环节将积累大量的数据，建设行业具备了开展知识管理的基础。通过知识资源的整合构造决策支持系统，实现知识的创新

与服务管理，是相关领域研究的重点方向。在利用知识构建决策模型和方法的研究方面，张建平等［2］为了识别和利用积累的工程经验知识，基于图挖掘理论提出了一种能够从进度计划网络图和Gantt图中识别出具有固定组合模式且频繁出现的工序集合的算法。周诚等［3］针对传统安全控制过程中存在的控制黑箱、信息孤岛和知识遗失等问题，提出并建立了面向知识重用的地铁工程施工安全集成控制过程模型，研究了施工过程、安全控制过程和知识重用过程的集成技术，以及安全控制知识的组织和表达模型。Cárdenas等［4］通过咨询在新西兰和德国的 30位隧道专家，利用贝叶斯网络提取专家的经验知识构建隧道工程的六类风险模型。Kirsch［5］研究了澳大利亚煤矿采掘业安全风险管理的情景模型，阐述了安全管理过程中知识的采集、创造、存储、转移和应用的过程，并讨论其在安全管理和风险管理中的应用。王飞等［6］利用专家经验构建高层住宅纠偏加固风险评估的贝叶斯网络风险决策模型。Serpella［1］针对建设项目风险管理中缺少对经验和知识有效利用的现状，提出了基于知识的三步建模过程，包括风险管理函数的构建、评估以及最优函数的选择；在知识管理环境下决策模式和框架的研究方面。Coleman［7］列举了由于知识的匮乏而产生的风险，并提出了将知识和风险集成的策略。李洪彦［8］从风险管理的实施过程出发，分析了风险管理中知识集成的对象，探讨了风险管理中知识集成的机理，并提出了知识集成的管理策略。Figueiredo［9］研究了知识管理如何减少软件项目开发过程的风险，通过案例分析了用于处理风险相关知识元素的知识管理机制。Alhawari［10］研究了基于知识的信息技术项目风险管理框架，提出了基于知识的项目风险管理框架创建中的相关因素，并提出了通过知识管理和风险管理集成模式提升风险反应计划的建议。Vahdat［11］研究了基于知识的地震风险评估专家系统，该系统能处理风险评估中的不确定性。Rehman［12］为了减少产品生命周期的风险，实现快速决策，研究了工业领域中将知识管理与风险决策进行融合的技术框架。

综上，将知识用于建设项目的风险决策，实现建设项目风险决策与知识管理过程的有效整合，提高风险决策效率，促进建设项目知识的聚合创新，将是建设项目风险管理理论和实践的发展趋势。

1　建设项目风险决策与知识管理集成的内涵与要素

建设项目的风险管理包括识别风险、度量风险、以及制定、选择和实施风险控制方案的过程。在建设项目实施过程中，不同的风险因素将导致各类风险的发生。在建设项目的各个时间维度上，将会积累大量的技术资料与管理文档，这是建设项目管理中最基本的各类风险知识来源。从知识管理角度看，风险管理过程是把各个阶段所包含的显性知识与隐性知识、个体知识与组织知识不断转化、创新的过程。同时，转化和创新后的知识将实现对知识库的更新，提高知识的积累水平，促进知识管理的良性发展。因此，建设项目的风险决策和知识管理实际上是相互依赖和相互支持的，它们之间的关系如图1所示。图中，知识是建设项目风险决策与知识管理进行集成的核心要素。知识既是进行建设项目风险决策的基础，也是建设项目风险决策的必然结果。因此，建设项目风险决策与知识管理集成的实质是在建设项目风险决策过程中，如何利用知识和更新知识提高风险决策水平，以及如何通过建设项目的风险决策结果优化知识管理流程的问题。

图1　建设项目风险决策与知识管理之间的关系

为了实现建设项目风险决策与知识管理过程的集成，在知识获取的基础上，知识利用应该融合于风险因素识别、风险评估与分析、风险控制等3个过程，而这3个过程中也应该同时进行知识的提炼和入库，实现知识的不断更新。另外，在风险决策和知识管理集成的过程中，由于建设项目存在不同类别的风险，且进度、投资、质量和安全等风险相互制约和影响，因此需要构建综合进度、投资、安全、质量、环境等因素的建设项目风险知识库［13］，这是风险知识管理的基础数据，能够为不同类型的风险决策提供全面的知识支持。具体的建设项目风险决策和知识管理集成的要素及其之间的逻辑关系如图2所示。

图2　建设项目风险决策与知识管程集成要素之间的逻辑关系

2　建设项目风险决策与知识管理的集成

由图2可知，知识利用和知识更新贯穿于建设项目风险决策的全过程，二者的交叉融合使得建设项目风险决策与知识管理集成为一个有机的动态循环系统。在该动态循环系统中，风险决策与知识管理的集成主要包含基于知识的风险决策过程，以及基于风险决策的知识更新过程。

2.1基于知识的风险决策过程

在知识管理的视角下，基于知识的建设项目风险决策过程，既是整合历史数据中潜在知识的过程，也是整合专家头脑中经验知识的过程。通过建设项目的风险决策，将建设项目管理过程中的隐性知识转化为显性知识，实现知识的外化利用。

（1）构建风险决策模型。不断获取领域知识，结合已有的历史数据构建风险决策模型，不但是建设项目进行风险决策的关键，也是建设项目进行知识整合、实现知识创新的基础。领域知识包含理论知识和经验知识。其中，理论知识为显性知识，而隐含在专家头脑中的经验知识为隐性知识。在建设领域中，利用领域知识和历史数据构建风险决策模型，通常是先利用专家经验和日常管理经验识别出建设项目的风险因素；然后利用项目建设过程中积累的样本数据，基于相关的风险决策方法构建建设项目风险决策模型［14］。

（2）改进风险决策模型。建设项目的风险因素众多，涉及不同的时间维和目标维，单纯地依靠项目建设过程中积累的样本数据很难建立完善的决策模型。因此，需要通过领域专家的经验判断模型的合理性，并在专家的指导下对风险决策模型的参数进行调整。利用专家经验调整模型参数的过程是动态交互的，在模型参数调整的过程中，专家通过自身经验将模型参数不断调整成更合理的表达形式。因此，专家调整模型参数的过程，是将专家的经验知识通过模型显性化表达的过程，是实现专家头脑中的隐性知识向显性知识转化的一个有效途径。为了有效提取专家头脑中的经验知识，可以结合专家经验和定量方法对模型参数进行调整。例如，对风险决策模型进行灵敏度分析，结合专家经验判断灵敏度分析的结果是否合理。若灵敏度分析结果超出了合理范围，则在专家指导下对模型参数进行调整，直到模型的灵敏度分析结果在合理范围为止［15］。

（3）利用风险决策模型。利用风险决策模型，实现建设项目的风险分析与控制，是风险决策的最终目的。根据已构建的风险决策模型，可以抽取出有用的结论用于建设项目风险控制。但是由于误差的传递，基于决策模型抽取的规则和结论并不一定完全合理和全面，还需要进一步的调整。因此，在应用风险决策模型进行定量分析的基础上，在风险分析与控制阶段应进一步参考领域专家的意见，对相关的规则和结论进行判断，制定完善的风险控制方案。

2.2基于风险决策的知识更新过程

在知识管理的理念中，完成建设项目风险分析与控制仅仅是决策过程的结束，而知识更新的过程还需要继续。事实上，知识更新的过程与风险决策的3个阶段紧密相连。在风险因素识别阶段，识别出的风险因素可以直接作为风险知识存入知识库。而在风险分析与控制阶段形成的规则知识，用于更新建设项目的领域知识库，能为将来风险分析与决策提供更多的知识储备。

知识抽取是知识更新过程中最重要的环节，它把蕴含于系统中的原始信息经过挖掘抽取出来。用于风险分析的决策模型（如决策树、贝叶斯网络、神经网络等）为建设项目风险知识的抽取提供了最基本的工具，这些决策模型在完成风险评价的同时，也挖掘出了隐藏在风险管理过程中的有用知识。一般的，利用风险决策模型可以抽取出定量表达风险因素和评估结果之间关系的规则。因此，构建完善的决策模型不单是风险决策的关键，还是基于风险决策进行知识管理的关键。

3　建设项目风险决策与知识管理集成的系统框架

利用领域知识这一关键要素，遵循建设项目风险决策过程和知识管理过程之间的逻辑关系，构建了建设项目风险决策与知识管理集成系统的框架。

3.1系统体系结构

领域知识是建设项目风险决策分析的重要依据，而建设项目管理过程中积累的各类样本数据，是建设项目风险决策建模和定量分析的基础。因此，建设项目风险决策与知识管理集成的系统中，数据采集是不可或缺的模块。另外，由于大型建设项目在地理分布上范围较广且参与方众多，为了使得不同参与方在不同的时间和地点能够方便地上传各类管理数据，数据采集部分采用B/S模式实现。在该部分中，无论人工采集的样本数据还是传感器自动采集的样本数据，均通过互联网传入数据库服务器。对于数据的统计分析和辅助决策部分，数据处理逻辑相对复杂，需要进行大量的人机交互。因此，为了提高系统的响应速度，该部分采用C/S结构实现。总的来说，建议采用B/S和C/S混合的模式搭建系统的体系结构，如图3所示。

3.2系统模块结构

为了实现对建设项目风险决策过程和知识管理过程的集成，本系统的模块将包含数据、模型、方法和知识的获取模块，管理数据、模型、方法和知识的管理模块，处理风险决策问题、分析评价和人机交互的处理模块。获取模块包括数据采集模块、模型设计模块、方法设计模块、知识获取模块等；管理模块包括数据库管理模块、模型库管理模块、方法库管理模块、知识库管理模块，处理模块包风险决策问题处理模块、分析评价模块和人机交互模块。各模块之间的逻辑关系如图4所示。

图4　系统模块结构

图3　系统体系结构

（1）人机交互模块。负责接受用户提出的问题和向用户反馈系统处理的结果。

（2）分析评价模块。对系统给出的各种结论进行分析评价。

（3）问题处理模块。完成问题的识别与分析、设计求解方案、调用四库中的数据、模型、方法及知识等资源，进行问题求解。

（4）数据库管理模块。数据库中存储决策支持所需要的信息。数据库管理模块负责完成数据的定义、增加、删除、修改和查询等操作。

（5）模型库管理模块。模型库中存储常用的风险决策模型。模型库管理模块完成模型库与模型字典的建立与管理、模型的操作、模型的运行控制、与数据库接口管理等功能。

（6）方法库管理模块。方法库中存储为求解模型提供的算法。方法库管理模块完成对方法的建立和管理、与方法库和模型库的接口、方法字典的管理等功能。

（7）知识库管理模块。知识库中存储各种规则、因果关系和决策人员的经验。知识库管理模块负责知识的建立和管理，知识的选择与应用等功能。

（8）数据采集模块。依据风险评估指标体系中确立的各种因素，利用人工和自动的方法采集数据。

（9）模型设计模块。预设计可能用于风险决策的各类模型。

（10）方法设计模块。预设计可能用于求解决策模型的各类算法。

（11）知识获取模块。将成熟的理论知识、易于表达的经验知识通过问题设计、专家访谈等形式以规范的形式记录下来，并存储到知识库中。

3.3系统功能结构

建设项目风险决策与知识管理集成系统的主要目标是实现风险决策与知识管理的互动支持和良性发展。在上述框架下，进一步完善集成系统应包含的具体功能。以安全风险管理为例，具体的功能包含基础数据管理、知识库管理、模型库管理、方法库管理、风险评估管理、专家评估管理、知识抽取管理。建设项目的质量、进度、投资等其他风险管理模块的功能与安全风险管理模块的功能类似。在风险决策和知识管理集成的框架下，建设项目安全风险管理模块的详细功能结构如图5所示。

图5　建设项目安全风险决策与知识管理集成系统的功能结构

4　结语

建设项目的风险管理是一个复杂的决策过程，需要领域知识的支持。将风险决策与知识管理进行集成，不但能够利用知识提高建设项目风险决策的效率和水平，也能够优化建设项目知识管理的流程。通过本文的研究，为建设项目风险知识体系的构建、管理与应用提供了清晰的思路，也为建设项目利用知识进行风险评估、分析与控制提供了基本的技术框架。然而，建设项目风险决策与知识管理的集成是一个复杂的系统工程，既需要在建设项目管理流程上进行革新，又需要研究二者集成时的关键问题。在本文提出的集成框架下，需要具体研究建设项目领域知识的表示与存储，风险决策方法的分析与选择，风险决策模型的建模与实施等关键问题，并在研究关键问题的基础上对建设项目风险决策与知识管理集成进行详细的案例分析，是进一步的研究方向。

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Research on Integration Management of Risk Decision and Knowledge Management of Construction Project

GAO Yan-fang，DENG Xiao-hong，CUI Xiao-qing，LIU Jia
（School of Management Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China，E-mail:gaogao308@hotmail.com）

Connotation and element of integration of risk decision and knowledge management are analyzed. Then，integration process between every stage of risk decision and knowledge management of construction projects are generalized，including application of domain knowledge in every stage of risk decision and promotion of knowledge management through risk decision. Lastly，system framework including system architecture，system module structure and system function structure for integration of risk decision and knowledge management is constructed. Through integration management，knowledge management process can be optimized，and risk decision level will be further promoted.

construction projects；risk decision；knowledge management；integration management

F284

A

1674-8859（2016）04-121-05

10.13991/j.cnki.jem.2016.04.023

高妍方（1979-），女，博士，副教授，研究方向:风险决策与知识管理，大数据技术及应用；

邓晓红（1966-），女，硕士，教授，研究方向:信息管理；

崔晓青（1968-），女，博士，教授，研究方向:工程项目管理；

刘 佳（1990-），女，硕士研究生，研究方向:信息管理与信息系统。

2016-03-24.

住房和城乡建设部科学技术项目（2014-R4-012）.