城市地下综合管廊项目PPP模式选择

李 芊， 王莹莹

(西安建筑科技大学管理学院， 陕西 西安 710055)

城市地下综合管廊项目PPP模式选择

李 芊， 王莹莹*

(西安建筑科技大学管理学院， 陕西 西安 710055)

为了从众多PPP模式中识别出与综合管廊项目特征最匹配的模式,以保障综合管廊PPP项目顺利运行，首先，分析综合管廊项目特点和PPP模式特征，初步识别出7种适用于建设综合管廊的PPP模式以简化筛选过程； 其次，建立影响模式选择的评价指标体系，运用OWA算子赋权计算指标权重； 最后，引入可拓物元，量化PPP模式关于各指标的私有化程度，运用关联函数确定每种PPP模式对于综合管廊项目的适用程度。西安市地下综合管廊项目PPP模式选择的实证案例，验证了该方法的科学性和可操作性。

城市地下综合管廊； PPP模式； OWA算子； 可拓物元； 模式选择

Abstract: The selection of public-private-partnership (PPP) modes is very important for successful operation of PPP project of urban underground utility tunnels. The characteristics of the utility tunnel project and the PPP modes are analyzed; and 7 kinds of PPP modes suitable for the construction of utility tunnel to simplify the filter process are identified. And then the evaluation index system for PPP mode selection is established; and the weights of indexes are calculated by ordered weighted averaging (OWA) operator. Finally, the extensible matter element is used to quantify the privatization degree of the indexes of PPP modes; and the correlation function is used to determine the suitable degrees of every PPP mode to utility tunnels. The application of PPP mode selection to Xi′an underground utility tunnels has verified the scientificity and operability of the above-mentioned method.

Keywords: urban underground utility tunnel; public-private-partnership (PPP); ordered weighted averaging (OWA) operator; extensible matter element; mode selection

0 引言

综合管廊是建于城市地下用于容纳2类以上城市工程管线的构筑物及附属设施[1]，是新型城市市政管理基础设施建设现代化的重要标志之一。在经历城市试点建设后，城市地下综合管廊逐渐迎来建设高峰。但综合管廊的前期建设和后期运营成本都比较高，单靠国家财政拨款已不能满足需求，融资难成为制约地下空间开发建设的关键难题。PPP模式因具有充分调动私人资本资金解决政府财政匮乏问题、引入私人资本管理理念和专业技术提升基础设施水平、采取公私双方风险共担加快基础设施的供给等优势，得到政府部门的积极探索、实践和推行。

近几年，关于运用PPP模式建设城市地下综合管廊的文献主要有： 文献[2-3]比较分析目前城市综合管廊项目的融资现状及存在问题，针对该现状提出健全法规、引入私人资本等方面的建议；桂小琴[4]运用“囚徒困境”模型、激励理论对综合管廊建设的资金分摊问题进行研究，并进行了相应的融资激励机制设计；王曦[5]通过建立博弈模型求解纳什均衡，提供了综合管廊收费对策；闫云辉[6]从收费机制、融资风险等角度出发，定性分析了BOT、TOT和PPP 3种融资模式的异同；张秋玲[7]提出适合我国综合管廊建设的PPP模式类型是建设期补偿模式(SB-O-T)和运营期补偿模式(B-SO-T)；刘慧慧等[8]建立VFM评价模型，结合实际案例验证了PPP模式下综合管廊项目的可行性。

尽管诸多学者从不同角度研究了城市地下综合管廊PPP项目，但关于综合管廊项目PPP模式选择的文献几近空白。PPP是一个大的概念范畴，包含BOT、DBFO等众多具体模式[9]。公私合作项目运作过程中，模式选择一直是公私双方关注的重点，它直接影响着项目参与主体的权利和义务，进而影响项目的投资回报[10]，故本文提出运用OWA-可拓物元评价的方法进行城市地下综合管廊项目PPP模式选择。

1 PPP概述

PPP(public-private-partnership)，直译为“公私合伙制”，简言之是指公共部门通过与私人部门建立伙伴关系来提供公共产品或服务的一种方式[11]。

由于每个国家PPP发展的程度不一致，对PPP模式的划分也各不相同。例如，世界银行[12]将广义PPP分为服务外包(service contract)、管理外包(management contract)、租赁(lease)、特许经营(concession)、BOT/BOO和剥离(divestiture)6种模式；联合国培训研究院[13]则认为以上仅有特许经营、BOT和BOO 3类模式属于PPP的范畴；欧盟委员会[14]将PPP分为传统承包、一体化开发和经营、合伙开发3大类；加拿大PPP国家委员会[15]按照转移给私人资本的风险大小，将PPP细分成了12种模式。在各国分类基础上，学术界也形成了其他PPP模式分类，目前具有代表性的是王灏[11]的研究分类方法。王灏根据基础设施项目的权属关系，结合国内应用现状，将PPP模式分为外包、特许经营和私有化3大类。明确PPP模式分类是选择具体模式的前提，本文以王灏的模式分类为基础进行PPP模式初识别。

2 城市地下综合管廊项目PPP模式初识别

城市地下综合管廊项目包括改建扩建项目和新建项目，目前城市地下综合管廊正处于广泛新建阶段，本文的研究重点为新建城市地下综合管廊项目PPP模式选择。PPP模式3级分类达15种，为了简化筛选过程，首先进行PPP模式初识别。新建城市地下综合管廊项目，重点关注PPP模式对新建项目的适用性以及全寿命周期内对私人资本、专业技术及管理理念的吸收利用，秉承该原则，在王灏分类的基础上，初步识别适用的PPP模式。

2.1外包类

模块式外包，由政府负责投资和建设，仅将部分工作诸如设备的采购与安装、管道的监视与维护、项目的运营管理等工作委托给私人资本。整体式外包，由政府投资，私人资本承担整个项目中的一项或几项职能。外包类模式不能吸收社会资金，且除DBO外，其他模式均将项目的几项职能打断，不能最大程度地利用私人资本的专业优势降低项目全生命周期成本，提高服务质量。

2.2特许经营类和私有化类

TOT(转让-经营-转让)和PUO(购买-更新-经营)，适用于已建成项目的转让，此外其他模式均不同程度地利用了私人资本的资金资源和技术优势。

综上，排除无融资职能且未能充分利用私人资本全寿命周期技术能力的外包类模式以及仅适用于已建成项目的TOT和PUO，初步适合新建综合管廊项目的PPP模式有DBO(设计-建造-经营)、DBTO(设计-建造-转移-经营)、DBFO(设计-建造-投资-经营)、BLOT(建造-租赁-经营-转让)、BOOT(建造-拥有-经营-转让)、股权转让和BOO(建造-拥有-经营)7种。

3 城市地下综合管廊项目PPP模式选择指标体系构建

3.1项目性质特征

项目性质特征即综合管廊的公共产品属性。纯公共产品和拥挤型准公共物品，由于非排他性程度很高，在自由竞争市场条件下将导致供给不足，为了公众的福利，政府提供是最优选择，这时可以通过外包类模式利用私人资本的先进技术或管理经验。俱乐部型准公共产品，由于可以通过实施收费将部分管线单位排除，具有较强的排他性，因此适用于私人资本参与程度较高的特许经营模式。竞争性和排他性程度都很高的可拥挤型俱乐部产品，由于其性质更偏向私人产品，因此更适合BOO等完全私有化模式。3级指标为综合管廊的偏私人物品程度，其主要取决于当地政府对综合管廊的定位，可以从入廊是否收费以及收费水平大致判断，偏私人物品程度越高，越适合私有化程度高的PPP模式。

3.2风险转移程度

风险转移程度即由于风险发生给项目造成的损失由私人资本承担的程度。但并不是所有的风险都会影响PPP模式的选择，胡振等[16]研究指出，与模式选择有关的风险存在风险事件的产生与民间实体无关和通常由政府和民间实体分担等特征，其进一步定量研究结果表明，随着模式私有化程度的提高，这些风险向民间实体分配的比例逐渐增加。本文在其研究基础上筛选3级指标为法律变动风险转移程度、税制变更风险转移程度、居民反对风险转移程度、不可抗力风险转移程度、利率变动风险转移程度、物价变动风险转移程度和收益风险转移程度，除以上风险外，将收益风险计算在内，是考虑城市地下综合管廊项目的特殊性。目前大多数项目处于不盈利的状态，不能将预测市场风险作为企业的基本职能而将损失全部转移给私人资本，应由政府与之一起分担。

3.3政府的政策倾向和资源能力[17]

政府的政策倾向和资源能力即地方政府在公共基础设施建设和服务提供方面对于私人资本参与的政策倾向以及政府的财政、技术管理能力等。设置当地政策倾向、当地PPP合作经验2个指标，政策越开放，PPP项目合作经验越丰富，越能接受私有化程度高的PPP模式。城市地下综合管廊项目需要大量的资金和技术投入，设置当地政府财政能力和当地政府技术管理能力2个指标，资源能力强的地方政府参与PPP项目的程度深范围广，外包类等私有化程度低的模式即可满足需求，而资源能力不足的地方政府则不得不选择较高的私有化程度来保证综合管廊项目的运行。

3.4预期合作伙伴关系

预期合作伙伴关系即私人资本参与项目的方式与程度，包括特许经营期、特许经营期间和之后的经营权、所有权归属、资金回收方式等方面。3级指标为特许经营期长度、独立回收资金能力、私人享有控制权程度和VFM指标。一般来说，PPP模式私有化程度越高，项目特许经营期越长，私人资本往往会要求拥有项目的所有权，运用消费者付费的资金回收方式，承担绝大部分的收益风险，同时VFM指标也将达到最高。

基于以上分析，构建城市地下综合管廊项目PPP模式选择指标体系，见表1。

表1 城市地下综合管廊项目PPP模式选择指标体系

4 城市地下综合管廊项目PPP模式选择评价模型的构建

4.1采用OWA算子赋权为指标体系赋权重

OWA算子理论由Yager提出，本文采用经王煜等[18]改进的基于组合数的OWA算子赋权方法。该方法不仅考虑了参与评价者的个人偏好和经验，同时又削减了主观数据偏差过大对于赋权结果的影响，得到的权重值科学合理。赋权步骤如下：

1)假定m个专家对评价指标ci(i=1,2,…,n)的权重评分值数列为{a1,a2,…,am},对数列从大到小排序得到新的数列{b1,b2,…,bm},即b1≥b2≥…≥bm。

2)利用组合数确定有序数列{b1,b2,…,bm}的权重向量

(1)

3)通过有序数列和权重向量合成指标的绝对权重值

(2)

4)计算指标ci的相对权重

(3)

通过以上方法，可以对整个指标体系赋权重。

4.2可拓物元评价法

可拓物元评价法常用于解决多个特性的择近选择问题，是多目标决策中应用较多的一种方法。综合管廊项目PPP模式选择实质是多指标评价下私人资本参与程度的确定，可拓物元评价中物元的概念与私有化程度的划分不谋而合，通过量化每种指标下PPP模式的私有化程度，结合关联函数计算各PPP模式与综合管廊项目的关联度，定量地描述不同PPP模式适用于城市地下综合管廊的程度，从而可确定最优PPP模式。

4.2.1 确定物元

物元是可拓学的逻辑细胞，它以有序的三元组R=(N,c,v)来表达[19]。假定需要进行优度评价的PPP模式有m个，评价指标有n个，则建立的n维物元模型R可描述为

式中：Nj为待选PPP模式的项目；j=1,2，…，m；ci为评价指标；vji为Nj关于ci所取的量值。

4.2.2 确定经典域

经典域是指对应于某类别各评价因素取值的变化范围[19]，这里指各PPP模式对应各评价指标的取值范围，研究对象的经典域物元为

式中：NOj为j种不同私有化程度的PPP模式；ci为第i个评价指标；i=1,2,…,n;xOji=〈aOji,bOji〉为对应于NOj各评价指标的经典域。

4.2.3 确定节域

节域是指各评价指标所对应的全部取值范围，即相应经典域的并集。节域物元表示为

式中：Np为物元系统中PPP模式的全体；xpi=〈api,bpi〉为各评价指标的值域，即节域。

4.2.4 确定待评价物元

根据待选PPP模式针对各评价指标的实际数据，可以确定待评价物元为

式中：N为待选模式的PPP项目；xi为各评价指标的实际数据。

4.2.5 计算待评价物元关于各PPP模式的关联函数值

在可拓学中，通常采用关联函数来刻画待评价对象各项指标关于各评价等级的隶属程度，其计算公式为[19]：

(4)

(5)

(6)

|xOji|=|aOji-bOji|。

(7)

式中：kj(xi)为第i个评价指标与第j个PPP模式的关联度；ρ(xi,xOji)为点xi与区间xOji的距；ρ(xi,xpi)为点xi与区间xpi的距； |xOji|为区间xOji=|aOji-bOji|的模。

4.2.6 确定综合关联度

假定第i个评价指标ci的权重系数为wi，则待评价对象N关于PPP模式j的多指标综合关联度Kj(N)为

(8)

Kj(N)值越大，表明待评价对象N与PPP模式j的关联程度越高。maxKj(N)所对应的PPP模式即为综合管廊项目最适合的模式。

5 模型应用分析

5.1项目概况

西安市拟采取PPP模式吸引社会资本参与西安市地下综合管廊建设项目的投资、建设、运营维护和管理。本项目分为2个标段，西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅱ标段包括新建干支、支线管廊73 130 m，缆线管廊182 500 m，项目全生命周期30年，投资估算80.96亿元，其中社会资本11.55亿元，投资回收方式为入廊单位付费+政府补贴。

5.2为指标体系赋权

邀请5位研究城市综合地下管廊PPP项目融资的专家，对各指标的重要度进行打分，打分结果见表2，采用OWA算子赋权计算指标权重。

将各专家对指标评分值按顺序排列，b1=(50,56,58,62,65)；n=5，由式(1)计算权重向量为λ=(0.062 5，0.25，0.375，0.25，0.062 5)；利用式(2)计算指标c1的绝对权重值ω1=b1·λ=58.44。同理，可以计算其他指标的绝对权重值，最后根据式(3)计算出16个指标的权重为(0.068，0.022，0.021，0.029，0.041，0.043，0.066，0.102，0.084，0.095，0.102，0.035，0.063，0.110，0.076，0.042)。

表2 指标重要度评分表

5.3可拓物元评价

5.3.1 确定经典域和节域

初识别的7种PPP模式的私有化程度依次递增为DBO、DBTO、DBFO、BLOT、BOOT、股权转让和BOO[9]，按照百分制均分原则，7种PPP模式关于各指标的经典域和节域如表3所示。

5.3.2 确定待评价物元

打分采取百分制，重要程度区间依次为(0～20)、(20～40)、(40～60)、(60～80)、(80～100)，不同区间打分值代表该指标在模式选择中的影响程度依次为很低、低、一般、高、很高。通过专家打分法，统计确定该项目各指标的分值，得到待评价物元

5.3.3 计算各项指标关于各PPP模式的关联度

根据式(4)—(7)计算各评价指标关于各PPP模式的关联度，计算结果见表4。

表3 各指标的经典域和节域

表4 西安综合管廊项目关于各PPP模式的关联度

5.3.4 确定该项目与各PPP模式的综合关联度

结合各个指标的权重，根据式(8)计算该项目与各PPP模式的综合关联度为(-0.514，-0.399，-0.236，-0.007，-0.094，-0.174，-0.403)。

综上，该项目与BLOT模式的关联度-0.007为7种模式中最高，因此确定为最优运作模式，西安城市地下综合管廊项目实际运作时选用的PPP模式也为BLOT，从而验证了模型的科学性。

6 结论与讨论

1)OWA和可拓物元相结合的评价方法，在指标权重的确定上削弱了主观偏差带来的误差，同时引入可拓物元的基本概念对PPP模式进行私有化程度的刻画，定量计算每种PPP模式对于综合管廊的适用程度。研究表明，该方法的可操作性和科学性较高，具有一定的推广意义。

2)城市地下综合管廊项目PPP模式选择模型的构建，避免了出现PPP模式特征与综合管廊项目特征不符以及简单套用PPP模式而误入BOT陷阱等问题，为政府部门在项目前期确定合适的公私合作模式提供依据，有利于推动城市地下综合管廊项目平稳顺利的运行。但限于篇幅，本文缺乏每种PPP模式的制度特征和运作流程，在后续的研究中将补充具体的流程指南，以便更好地推进城市地下综合管廊项目中政府与社会资本的合作。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 城市综合管廊工程技术规范： GB 50838—2015[S].北京： 中国计划出版社， 2015： 2. Ministry of housing and urban-rural development of People′s Republic of China. Technical code for urban municipal tunnelengineering： GB 50838—2015[S]. Beijing: China Planning Press, 2015: 2.

[2] 宋定. 我国共同沟现有投融资模式比较与分析[J]. 价值工程，2014(4)： 93. SONG Ding.Comparison and analysis of existing financing model of integrated urban underground pipeline system in China[J]. Value Engineering, 2014(4): 93.

[3] 王建波，赵佳，覃英豪. 城市地下综合管廊投融资体制[J]. 土木工程与管理学报，2016, 33(4)： 8. WANG Jianbo, ZHAO Jia, TAN Yinghao. Investment and financing system of utility tunnel[J]. Journal of Civil Engineering and Management, 2016, 33(4): 8.

[4] 桂小琴.地下综合管廊建设融资的激励机制设计[J]. 地下空间与工程学报，2011, 7(4)： 633. GUI Xiaoqin. The incentive mechanism for financing of the municipal utility tunnel construction[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2011, 7(4)： 633.

[5] 王曦.基于博弈分析的城市综合管廊收费对策研究[J]. 地下空间与工程学报，2013, 9(1)： 197. WANG Xi. Research of charge strategy for urban municipal utility tunnel based on game theory analysis[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2013, 9(1)： 197.

[6] 闫云辉.梭鱼湾商务区综合管廊融资模式选择研究[D]. 大连： 大连理工大学， 2015. YAN Yunhui. Research of the financing mode selection about Suoyu bay business district municipal composite pipeline gallery[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2015.

[7] 张秋玲. 公共管廊PPP投融资模式研究[D]. 北京： 北京建筑工程学院， 2012. ZHANG Qiuling. The research on PPP investment and financing mode of public pipe gallery[D]. Beijing: Beijing Institute of Architectural Engineering, 2012.

[8] 刘慧慧，孙剑，李飞飞. 城市地下综合管廊应用 PPP 模式的 VFM 评价[J]. 土木工程与管理学报，2016, 33(4)： 122. LIU Huihui, SUN Jian, LI Feifei. Evaluation of PPP model in utility tunnel project based on VFM[J]. Journal of Civil Engineering and Management, 2016, 33(4): 122.

[9] 王守清，柯永建.特许经营项目融资(BOT、PFI和PPP)[M]. 1版. 北京： 清华大学出版社， 2008: 20. WANG Shouqing, KE Yongjian.Franchising project financing(BOT、PFI和PPP)[M].1st ed. Beijing: Tsinghua University Press, 2008: 20.

[10] 胡振，范秀芳，董清. 公私合作(PPP)项目范式选择的决策模型分析： 基于SVM分类理论[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版)，2012, 44(4)： 568. HU Zhen, FAN Xiufang, DONG Qing. Decision-making model of public-private partnerships projects′ paradigm choice： Based upon the SVM classified theory[J]. Journal of Xi′an University of Architecture and Technology(Natural Science Edition), 2012, 44(4)： 568.

[11] 王灏.PPP的定义和分类研究[J].都市轻轨交通，2004， 17(5)： 23. WANG Hao. A study of the definition and classification of PPP[J]. Urban Rapid Rail Transit, 2004, 17(5)： 23.

[12] The World Bank.Selecting an option for private sector participation[R]. [S.l.]:[s.n.], 2002. http://web.mit.edu/urbanupgrading/waterandsanitation/resources/pdf-files/WB-ToolKit-SelectingOption.pdf

[13] United Nations Institute for Raining and Research. PPP For sustainable development[R]. [S.l.]:[s.n.], 2000. http://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/2288desaworkingpaper148.pdf

[14] The European Commission.Guidance for successful PPP[R]. [S.l.]:[s.n.], 2003. http://europa.eu.int/comm/regional_policy/sources/docgener/guides/PPPguide.htm

[15] The Canadian Council for Public-Private Partnerships.Definitions & Models[EB/OL]. http://www.pppcouncil.ca/web/Knowledge_Centre/What_are_P3s_/Definitions_Models/web/P3_Knowledge_Centre/About_P3s/Definitions_Models.aspx?hkey=79b9874d-4498-46b1-929f-37ce461ab4bc.

[16] 胡振，刘华，金维兴. PPP项目范式选择与风险分配的关系研究[J]. 土木工程学报， 2011, 44(9)： 139. HU Zhen, LIU Hua, JIN Weixing.Study of the relationship between PPP project mode and risk allocation[J]. China Civil Engineering Journal, 2011, 44(9)： 139.

[17] 陈月梅，徐震宇. 基于PPP视角的城市公共基础设施投融资模式选择[J].建筑经济， 2006(12)： 30. CHEN Yuemei, XU Zhenyu.Selection of investment and financing mode of urban public infrastructure based on PPP perspective[J]. Construction Economy, 2006(12): 30.

[18] 王煜，徐泽水.OWA算子赋权新方法[J]. 数学的时间与认识, 2008, 38(3): 51. WANG Yu, XU Zeshui.A new method of giving OWA weights[J]. Mathematics in Practice and Theory, 2008, 38(3): 51.

[19] 贾超，肖树芳，刘宁.可拓学理论在洞室岩体质量评价中的应用[J]. 岩石力学与工程学报， 2003，22(5)： 751. JIA Chao, XIAO Shufang, LIU Ning. Application of extenics theory to evaluation of tunnel rock quality[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003, 22(5): 751.

SelectionofPublic-Private-Partnership(PPP)ModesforUrbanUndergroundUtilityTunnels

LI Qian, WANG Yingying*

(CollegeofManagement,Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi′an710055,Shaanxi,China)

U 455

A

1672-741X(2017)09-1076-07

2017-04-05;

2017-06-29

李芊(1967—)，女，陕西西安人，2012年毕业于北京交通大学，管理学科与工程专业，博士，教授，主要从事工程造价、建筑经济与管理等领域的教学与科研工作。E-mail： 582188211@qq.com。*通信作者： 王莹莹， E-mail： 389266240@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.09.003