层次分析法灰色关联评价模型评价河道治理投资风险

2019-03-26孙会堂

水利技术监督 2019年2期

孙会堂

(海城市水务事务服务中心，辽宁鞍山 114200)

在基础设施建设和国民经济发展中，水利工程发挥着重要作用，并具有较为繁重的项目开发任务[1]。水利工程项目因具有建设周期长、资金投入大、技术要求高等特点，在项目建设的各个环节如规划、评估、可行性分析、施工准备、竣工验收等方面均存在一定程度风险，并且不同风险程度所造成的工程损失也存在一定差异[2]。所以，开展水利工程建设风险评估的相关研究对于降低投资风险具有重要意义[3]。目前，蒙特卡罗法、PERT法、模糊综合评价以及模糊网络计划法等为水利工程投资风险评估的常用方法。王学民[4]等对水电站工程扩建项目中存在的施工进度和质量风险要素利用蒙特卡罗法进行了准确的评价；包龙生[5]等对大跨度桥梁施工过程中可能存在的风险要素利用模糊层次分析法进行了科学评价。

为降低人为主观判断对风险要素赋权的影响，并减弱样本数据不足对信息熵赋权的作用，定性和定量相结合的方法是进行风险评估的主要技术手段，其中定量评价往往是以计算结果对指标进行统计和分析，不仅可避免单一方法对指标赋权存在的缺陷，而且可提高评价结果的可靠性与合理性，更加系统、全面的反映项目风险的实际状况，同时也为提出针对性的风险防治措施和水利工程施工避险提供一定决策依据和参考[6]。

1 多层次灰色关联综合评价模型

1.1 区域概况

海城河属于太子河支流，位于辽东半岛中部偏北、东北平原南部，是海城市主要的防洪排涝河道。河道干流长90.8km，主要径流海城市岔沟、析木镇、接文等18个乡镇。由于径流乡镇存在较多的家庭式作坊企业，未经任何处理就将染整废水排入水道并随生活污水排入河流，致使河道水体污染严重，并对下游河道的生态环境、居民生活用水以及农田灌溉产生直接的影响。因此，海城市区域相关部门计划对该河道主要河段的景观和生态防洪进行有效的治理和改造。

本文以海城河治理项目为研究对象，结合层次分析、灰色关联以及模糊评价等特点和优势建立了风险评价模型，并对该河道治理项目的风险等级利用模型进行可科学评价。然后结合评分结果以及风险等级标准，确定海城河治理项目所存在的风险等级[7]。

1.2 构建投资风险指标体系

工程风险评价指标不仅要满足水利工程行业的相关要求[8]，而且还要考虑指标体系的要求，主要内容有：具有能够适用于水利工程风险的要素特征；尽可能的降低各风险要素之间的相关性；风险要素能够反映工程项目的实际风险状况；指标体系满足现阶段水利工程的行业要求。结合海城河治理现状从项目管理投资的角度，选取了能够显著影响河道治理投资风险的因素指标[9]。然后根据河道治理特点和主要工艺参数，对所选取的风险要素进行识别筛选，通过查阅相关资料最终确定河道治理投资风险主要包括技术、市场、经济、管理和环境等5类风险。为便于描述和计算，采取字母代表海城河治理工程指标体系，见表1。

表1 海城河治理投资风险评价指标体系及权重

表1中，B11～B17分别代表技术难度、技术寿命周期的不确定性、研究与开发成果的不确定性、技术成果的成熟度、推广范围及适应性、设计的可靠性与可行性、系统效率；B21～B24分别代表市场需求前景的不确定性、市场的竞争状态、扩散速度、价格的不确定性；B31～B35分别代表资金成本的不确定性、资金需求的不确定性、资金周转款南、融资渠道、经营效益的不确定性；B41～B48分别代表人力资源状况、项目经理素质、组织结构、核心成员外流的可能性、合同风险、衔接风险、成员团结与协调状况、项目团队积极状况；B51～B53分别代表政策的多变性、宏观经济的波动性、自然风险。

1.3 计算权重

模糊综合评价法可广泛应用于项目风险的评价研究，然而该方法仍具有一定的弊端，主要体现在以下两个层面：对指标权重进行确定存在一定的主观判断性；对而对风险不同等级利用最大隶属度原则进行判定，最大隶属度原则在各评价指标等级隶

属度相差不大时可存在失效现象，并因此对评价结果造成一定的偏差。针对上述弊端和应用局限性，采用模糊综合评价与灰关联分析两种方法进行了综合评价，由此得到的评价结果相对于传统的方法具有更加可靠的准确度[10- 11]。

层次分析法可简单、有效解决无结构特性多准则复杂决策问题，据此本文对各评价指标的权重利用层次分析法进行确定，通过对海城河河道治理工程投资风险指标的计算可构造6个判断矩阵，本文以1个判断矩阵为例，并对其一致性进行检验，结果如下。

1.4 确定评价灰类

结合海城河河道治理现状和投资风险已有研究成果，按评价灰类将其风险指标划分为5个等级，赋分值分别为9、7、5、3、1，所对应的内涵特征分别代表投资风险很高、高、中、低、很低，采用g1(x)、g2(x)、g3(x)、g4(x)、g5(x)代表相应的灰色白化权函数。

表2 河道治理投资风险指标权重

1.5 建立评价样本矩阵

通过邀请12名专家组成专家组，所对应的专家编号为1#、2#、、12#，并采取专家调查法对海城河治理工程的风险指标进行评分，按照评分标准选取0～9分作为评分范围，评价灰类等级在9、7、5、3、1分时所对应的结果分别为投资风险为很高、高、中、低、很低，8、6、4、2、0分分别介于相邻等级中间，经过整理统计最终得到的专家评分见表3。

表3 海城河治理工程投资风险专家评分统计表

对各个评价标准函数选用灰色统计法进行求解，并确定相应的灰色评价权和评价矩阵的灰数。首先对各指标的评价权向量进行求解，本文以B11指标为例对其所对应的评价权向量分别利用5种等级的权函数g1(x)、g2(x)、g3(x)、g4(x)、g5(x)进行求解，利用该指标专家评价结果和相对应的权函数，经过计算得到B11指标的灰色评价权向量e11=(0.0998，0.1265，0.1856，0.2841，0.3040)，同理可求得其他各风险指标的评级券向量。据此，可构造风险类型B1所对应的灰色评价矩阵，结果如下：

表4 河道治理各投资风险灰色评价权向量

对海城河治理工程投资风险进行综合评价，其中灰色评价矩阵D=[C1，C2，C3，C4，C5]，所对应的权重向量wT=(0.1385，0.3002，0.0561，0.3895，0.1153)，然后根据公式F=D·w得到综合评价向量为(0.2035，0.1810，0.1360，0.1968，0.1947)。结合相应的阀值区间可得到综合评价值R=F·(9，7，5，3，1)，因此可得到g1(F)=0.5072、g2(F)=0.6518、g3(F)=0.9035、g4(F)=0.7861、g5(F)=0.6044。据此可判定该河道整治投资风险隶属于第3灰类的权重最大为0.9035，因此可认为其风险等级处于中等水平。