基于改进突变理论的公路工程建设风险评价研究*

廖 琴， 谢海燕， 卢才武， 江 松

(西安建筑科技大学 管理学院， 陕西 西安 710055)

当前，中国正在大力推进“一带一路”倡议，旨在实现公共产品、经济、制度、文化、习俗等的互联互通，基础设施的互联是先决条件，通路是解决“一带一路”倡议问题的发力点[1-2].然而交通基础设施往往投资巨大，投资回收期长，前期成本高，贷款期限长，易受政治和经济风险影响，属于高风险项目.尤其是“一带一路”中的海外公路工程建设，参与方涉及多个国家，地理区域差异大.因此，对“一带一路”公路工程项目的建设风险进行评价具有迫切性和必要性.

目前对国内公路工程项目风险评价进行了较多的研究.主要采用改进德尔菲法、蒙特卡罗法、层次分析法、多层次模糊综合评价法等方法[3-4]对工程进行风险评价.如周直等[5]将混沌神经网络运用在公路工程建设风险评价中；仇一颗等[6]运用灰色层次法评价公路工程风险.以上研究方法对公路工程项目的风险评价研究有重要的借鉴和参考意义，但是在权重和隶属函数的确定等方面都带有主观性.

基于突变理论的多准则评价方法是通过初等突变类型构建对应研究问题的突变评价模型，根据对应突变类型的归一公式逐层计算出总的评价值.该方法弥补了模糊综合评价等方法的非客观性，也正是这个优点促成了突变评价法的广泛应用[5-8].本文通过分析现有突变理论的不足，选用熵权法对各层指标重要度排序的计算代替现有理论的权重系数，降低风险评价的主观性，运用数值转化法改进初始综合评价值，增加风险评价直观性，最后将改进突变理论运用到“一带一路”沿线公路工程建设风险评价中.研究结果对建立和完善“一带一路”公路工程风险评价体系具有重要的意义.

1 突变评价法基本理论

突变理论是20世纪70年代发展起来的新兴学科，以拓扑学工具和结构稳定、奇点理论为基础，研究非连续性情况和突变现象.常用的初等突变模型如表1所示.

根据突变理论及突变模型，构建多准则突变评价法.主要的优缺点如下所述：

(1) 突变评价法的优点：突变评价法只需要对指标重要度排序，降低了主观性及不合理性.

(2) 突变评价法的缺点：评价指标的排序变化直接影响综合评价值.综合评价值趋近于1，且过于接近，难以直观区分评价值的大小.

2 突变评价法的改进

2.1 运用熵权法对指标重要程度排序

本文运用熵权法对风险指标的重要性进行排序，使得评价结果更加客观，避免或降低因重要度排序不同影响评价结果.

熵权法计算步骤如下：

(1) 设m个待评价样本，n个评价指标，根据指标的数字，构成特征值矩阵B=(bij)m×n(i=1，2，…，m；j=1，2，…，n).

(2) 数据标准化及同度量化处理.越大越优采用式(1)，越小越优采用式(2)，度量化处理采用式(3).

(1)

(2)

(3)

(3) 计算信息熵.

cj=1-ej,

(4)

2.2 运用数值转换法改进风险初始综合评价值

本文运用数值转换法调整风险初始综合评价值，令常规计算得到的初始综合评价值为Aj，改进突变评价法得到的综合评价值为Aj′：

(5)

式中：Aj′为改进的综合评价值，ai和ai+1为i(0，0.1，…，0.9，1)对应突变值；Aj为初始综合评价值.

通过式(5)的改进，把集中接近1的综合评价值映射到0～1的10个子区间，使得风险评价更加直观.

3 基于改进突变理论的公路工程建设风险评价方法

基于公路工程建设风险评价的改进突变评价方法包括以下6个步骤.

3.1 构建风险评价指标体系

公路工程建设风险因素众多且复杂，部分风险之间存在相互作用.本着科学性、系统性、典型性的原则，根据风险的形成原因、风险影响大小、风险可能性，得出风险评价指标体系，如表2所示.

表2 公路工程项目建设风险评价指标体系

3.2 风险指标层各指标无量纲化

根据实测、调研、企业年报等对指标层指标赋值，并根据式(1)或式(2)无量纲化处理.

3.3 基于熵权法对各层指标重要度排序

按照式(1)～(4)对评价指标系统各层指标信息熵计算，对公路工程建设风险评价指标体系各层进行重要度排序，结果如图1所示.

3.4 公路工程建设风险评价模型

根据熵权法对公路工程建设风险评价指标体系的15个指标重要性排序，分析指标之间的关联度，构建公路工程建设风险评价模型，如图2所示.

3.5 计算建设风险初始综合评价值并改进

根据公路工程建设风险评价模型，各个准则层及系统层根据其对应模型选择对应的归一公式进行计算，指标之间相关，采用“互补”原则，否则，采用“非互补”原则.递推计算初始综合评价值.

非互补原则：C1=min (XC11+XC12+…+XC1n).

根据式(5)进行调整，最后得到改进的综合评价值Aj＇.

3.6 风险等级划分

根据李永壮[8]提出的工程项目风险等级评定方法，对公路工程项目的风险进行等级划分.可得：(0.0,0.2)严重风险;(0.2,0.5)重要风险；(0.5,0.7)一般风险；(0.7,0.9)轻度风险；(0.9,1)可忽略风险.

4 “一带一路”沿线公路工程建设风险评价与分析

“一带一路”倡议是优先发展基础设施建设，尤其是交通设施建设.本文选择参与“一带一路”且为中国周边的哈萨克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、缅甸、泰国、柬埔寨、越南8个国家的公路工程，运用改进突变评价法对其建设风险进行评价.

4.1 “一带一路”沿线公路工程建设风险评价

对照表2的指标体系进行数据收集，采用问卷调查获得数据，针对“一带一路”沿线8个国家公路工程制定问卷，问卷中使用包含15种风险的综合清单，每种风险包含风险概率和风险影响两个问题，标度范围为1(非常低)～5(非常高).由中国交通建设专家、各国驻中国的专家、 “一带一路”论坛的专家进行打分，共发放28份问卷，收回22份问卷，问卷收回率为78.5%，问卷的质量能够满足课题要求.具体数据如表3所示.

表3 “一带一路”公路工程指标层数据标准化结果

按照上述突变评价法，根据公路工程建设风险评价模型，运用归一公式从底层逐层计算，得到风险初始综合评价值.具体计算过程如下(以哈萨克斯坦为例)：

根据评价模型和归一公式计算第三层指标归一值：XC11=0.778，XC12=0.852，XC13=0.895，XC14=0.887，XC21=0.945，XC22=0.949，XC23=0.814，XC24=0.952，XC31=0.763，XC32=0.941，XC33=0.849，XC41=0.811，XC42=0.871，XC51=0.744，XC61=0.854.

经济风险及政治法律风险低层风险指标存在相互关联，所以采取“互补”原则，C1=0.853，C4=0.841.管理风险及技术风险低层风险指标无关联，采用“非互补原则”，C2=0.814，C3=0.763，C5=0.744，C6=0.851.

同理，XC1=0.924，XC2=0.934，XC3=0.935，XC4=0.917，XC5=0.918，XC6=0.961.

内部风险和外部风险下层指标存在相互关系，B1=0.931，B2=0.932.

同理，XB1=0.965，XB2=0.977.

内部风险与外部风险存在相互关系，采用互补原则，Aj=0.971，Aj为哈萨克斯坦风险初始综合评价值，同理，可计算其他7个国家风险初始综合评价值.通过上述计算，得到的风险初始综合评价值在0.953～0.974之间，存在偏高现象，且不利于直观上区分风险大小，所以根据数值转换法进行改进，得到改进的风险综合评价值，结果如表4所示.

根据等级划分标准进行等级划分，反向调整值，阿富汗、巴基斯坦、柬埔寨为重要风险，其他为一般风险.

4.2 风险评价结果对比及分析

本文运用熵权法计算信息熵对各层指标重要程度排序，降低了因排序不同产生的不合理性，评价结果更加准确和客观.

对风险综合值调整前后进行对比分析，结果如表4所示.风险初始综合评价值集中在0.993～0.974，差值为0.021.改进的风险综合评价值分布在0.4～0.7之间，差值为0.193，相比风险初始综合评价值更加分散，能够更加直观地看出各国的风险大小.

表4 “一带一路”公路工程建设风险评价结果及排序

5 结语

本文对突变理论缺陷进行了改进，评价结果更加客观，且有利于直观看出各个国家的风险.根据突变评价法对“一带一路”沿线国家公路工程建设风险评价结果得出以下结论：

(1) “一带一路”沿线公路工程建设风险从高到低依次为阿富汗、柬埔寨、巴基斯坦、缅甸、哈萨克斯坦、越南、泰国、印度.前3个国家为重要风险，后5个国家为一般风险.这与中国“一带一路”在东盟投资失败的项目数量最多，尤其是柬埔寨，在南亚失败的项目主要分布在阿富汗、巴基斯坦的结果一致.

(2) 改进的风险综合评价比风险初始综合评价值分散9.19倍.改进突变评价法对“一带一路”沿线公路建设风险评价具有更高的分辨水平.

(3) 将改进突变理论运用在公路工程建设风险评价中具有创新性，评价结果更具客观性.