BIM驱动下PPP项目风险变化及应对策略

董 娜， 胡琳璐， 马文卓

(四川大学 建筑与环境学院， 四川 成都 610065)

随着新型城镇化建设的推进，财政支出中基础设施投资比重越来越大[1]， PPP(Public-Private Partnership)作为解决公共财政困难与资金短缺的有效途径[2]，在基础设施建设中被广泛采用。截至2018年2月底，全国PPP综合信息平台[3]已有7381个项目入库，金额达113628亿元。BIM(Building Information Modeling)应用作为建筑业信息化的必然趋势，可以提高PPP项目的全生命周期效率、实现物有所值，达到提供公共服务的目标[2～5]。BIM和PPP的集成应用，不仅具有积极影响，也会因BIM和PPP的应用风险带来负面影响[6]，因此，BIM驱动下进行有效的风险识别是PPP项目成功的关键[7]。在PPP项目传统风险因素梳理和BIM应用对PPP项目的风险影响分析的基础上，采用问卷调查对BIM应用前后的PPP项目风险进行评价，确定BIM应用前后PPP项目的关键风险因素，通过对比分析风险因素的变化，研究BIM应用对PPP项目风险的影响，并提出相应的风险治理办法。

1 国内外研究现状

成功管理PPP风险的前提是有效地识别风险，学者们对此已经进行了许多研究。范小军等[8]采用层次分析法建立了包含7类共33个具体指标的风险指标体系；亓霞等[9]通过16个PPP项目案例的分析，归纳出13个主要风险因素；李妍等[7,10]通过问卷调查识别设计了PPP项目风险评价指标体系；蔡晓琰等[11]基于模糊综合评价方法和神经网络模型，分析了影响交通基础设施PPP项目运营的主要风险；Xu等[12]通过文献研究和情境分析确定了34个风险因素，经过两轮德尔菲问卷调查法新增了3个风险因素，采用模糊综合评价模型得出6组17个关键风险因素；Valipour等[13]通过文献回顾和专家问卷调查，得出影响PPP项目成功的三类重要风险及最大风险因素。

BIM自应用以来，在协同设计、碰撞检测、虚拟漫游、方案优化、虚拟施工、现场管理和资源管理等方面发挥了显著效用[14～16]，但应用过程中也存在许多风险，郭立[17]提出BIM应用过程中具有技术、业主方BIM能力、过程管理、投资收益四大类风险；Chien等[18]通过文献回顾识别出应用BIM的风险因素，并用决策试验和评价实验室(DEMATEL，Decision Making Trial and Evaluation Laboratory)法确定关键因素。综上所述，PPP和BIM作为当前的研究热点，在使用过程中都具有一定的风险。当前针对PPP项目风险或BIM应用风险的研究较多，但针对二者的集成应用，即BIM驱动下的PPP项目风险鲜有研究。

2 BIM驱动下的PPP项目风险识别

2.1 PPP项目风险因素综述

在文献研究的基础上，结合PPP操作指南与同类指南等，从项目的识别、准备与采购、建设与运营、移交各阶段分析实际工作内容和对应的风险来源，梳理PPP项目的传统风险因素，结果如表1所示。

表1 PPP项目各阶段风险因素综述

续表

2.2 BIM应用对PPP风险的影响

BIM应用对PPP各阶段的工作都将产生影响。在对文献和相关案例进行研究的基础上，综合考虑BIM特点、应用价值、存在风险等，对应用BIM可能给PPP项目带来的影响进行分析。当前BIM应用的主要价值和主要风险如表2所示。

表2 BIM主要应用价值和风险

在上述基础上，分析BIM应用对PPP项目风险因素的影响，如表3所示。

表3 BIM应用对PPP风险的影响

续表

3 BIM驱动前后的PPP项目风险因素评价

3.1 问卷调查

结合表3中的PPP项目风险因素及BIM应用可能产生的影响，进行问卷设计。问卷包括两个部分，第一部分针对传统PPP项目(没有使用BIM)的23个风险因素进行评价，第二部分针对BIM驱动下PPP项目的23个风险因素进行评价。将风险大小分为“很低、低、一般、高、很高”5个等级，共计46个问题。通过向熟悉BIM应用和PPP项目的资深专家定向发放调查问卷的形式进行调查，回收问卷56份，剔除无效问卷7份，有效问卷49份，大于风险因素数量23的2倍，符合数据处理的基本要求。

3.2 数据处理

主成分分析法是通过把多个指标转化为反映原始评价对象大部分信息的少量主成分，实现指标降维的目的，可用其进行指标筛选。但其大多是通过少数几个主成分进行评价，不能确定指标权重的大小，且主成分的实际含义并不明确。因此，本文通过基于指标信息敏感性的改进主成分分析法[17]进行指标筛选和相关权重的确定，具体步骤如图1所示。

图1 改进的主成分分析法流程

3.3 指标筛选

根据49组针对BIM应用前后PPP项目的23个风险因素的风险大小评价数据，按图1所述流程对数据进行标准化处理，然后进行基于指标信息敏感性的指标筛选。首先在保证累计信息含量不小于70%的前提下，删除指标敏感性较小的指标，在相关系数大于0.7的指标中仅保留敏感性最大的指标。经过以上筛选，共删除11个指标，得到BIM应用前后PPP项目的12个风险评价指标，如表4所示。

表4 BIM应用前后PPP项目风险指标信息含量

3.4 指标体系有效性验证

ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)，又称为感受型曲线，是把灵敏度(Sensitivity)作为纵坐标，1-特异度(1-Specificity)作为横坐标绘制的曲线。ROC曲线以下面积大小计为AUC(Area Under Curve)。ROC的AUC值越大，指标体系的准确性越高，如果AUC值能达到0.9以上，说明体系的准确性较好。

基于ROC曲线的指标体系有效性验证步骤如下：

fi1=aijwj1

(1)

(2)

(2)计算筛选前各样本风险值离差的绝对值δ。δ在0～0.2之间的样本计为有效样本(类型为1)，其他的计为无效样本(类型为0)。

(3)

(3)筛选后指标权重为wj 2，计算筛选后各样本的风险值fi2和筛选后各样本的风险偏离值的绝对值σ。

fi2=aijwj 2

(4)

(5)

(4)计算筛选后各样本的有效概率p。

(6)

(5)取临界值C0，当样本有效概率p≥C0时，判定为样本有效，反之为无效。结合表5，6计算得到C0对应的灵敏度和1-特异度，即ROC曲线上的一个点。取不同的临界值，可得多个点，绘制ROC曲线。把样本类型和筛选后样本有效概率录入SPSS软件，可得到ROC曲线和AUC值。

按照上述步骤，对BIM驱动下PPP项目风险评价的49个样本数据，进行基于ROC曲线的指标体系有效性验证。最后通过SPSS软件得到ROC曲线(蓝线)如图2所示，PPP项目的ROC曲线下的面积AUC =0.924>0.9，BIM驱动下PPP项目的ROC曲线下的面积AUC =0.955>0.9，由此可见，筛选后12个指标组成的BIM驱动下PPP项目风险评价指标体系的评价效果较好。

表5 筛选后风险评价指标体系的判定结果

表6 ROC曲线相关指标

图2 PPP项目的ROC曲线

4 BIM驱动下PPP项目的风险变化与对策

4.1 BIM驱动下PPP项目的整体风险变化

在采用主成分分析法筛选指标的基础上，将指标负载系数和主成分方差贡献率结合，以指标信息敏感性占所有指标信息敏感性之和的比例来反映筛选后指标的权重。然后采用TOPSIS法计算BIM应用前后PPP项目风险与正理想解之间的距离，距离越小，风险越小，具体结果如表7所示。通过PPP项目BIM应用前后的风险对比，可知应用BIM后PPP项目的整体风险较低。

表7 BIM应用前后基于TOPSIS的PPP项目风险评价

4.2 BIM驱动下PPP项目的风险因素变化

对表4中BIM驱动前后的PPP项目风险进行对比分析，如表8所示，12个关键风险因素中，BIM应用前后的共有风险因素为11个，其中2个风险水平保持不变，4个风险水平明显降低，同时有5个风险水平因BIM应用而有所提高。

表8 BIM应用前后PPP项目风险大小排序

无论是否应用BIM，PPP项目的最大风险仍为财政风险、付费调价风险和融资风险；BIM驱动下能够降低的风险为管理协调风险、完工风险、人事风险、资产移交风险和环保风险；风险提高的为技术风险、投标竞争风险、合作方违约风险、合同风险和设计风险。其中变化较为显著的是BIM的应用价值使得PPP项目的管理协调风险和完工风险极大降低，BIM技术的不成熟性使得PPP项目的技术风险、合同风险和设计风险提高。

4.3 BIM驱动下的PPP项目风险对策

通过BIM应用前后的风险变化分析可知，BIM应用对于财政风险、付费调价风险和融资风险等影响不大，对于此类风险应通过传统手段进行风险的规避或降低；对于风险提升的技术风险、合作方违约风险、合同风险、投标竞争风险、设计风险等，应深入分析风险增大原因并采取对应措施降低风险；对风险减少的指标，应进一步挖掘BIM应用价值，充分发挥BIM带来的正向作用，降低项目总体风险。其中针对风险提高的指标，应采取如下措施加强风险防范：

(1)技术风险的应对策略

随着BIM技术的成熟和发展，虽然政府方在不断调整和完善BIM实施标准，鼓励建立BIM协同平台。与此同时，PPP项目特许经营者应根据自身的BIM应用能力，考虑是否外聘资深BIM团队进行合作，搭建BIM软硬件和人员平台，制定合理的BIM应用目标和实施方案，确保BIM在PPP项目中的真正落地。

(2)合作方违约风险的应对策略

BIM应用需要各方协同，PPP项目应制定完善的合同，明确BIM相关工作的责任主体和成果交付标准，可考虑适当提高违约金额，以督促利益相关方按约定完成或配合完成相应工作。BIM驱动下的PPP项目很多工作的关联性增强，一方违约的结果常常是多方受损，所以各利益相关方应做好互相监督，严格执行违约处罚和补救措施，共同推进项目的顺利实施。

(3)投标竞争风险应对策略

对于要求采用BIM的PPP项目，政府方应根据项目类型和市场上有BIM应用能力的单位数量，以充分竞争为原则，确定合适的进行采购式，对投标者BIM能力部分进行细致的审核。在BIM推广阶段，鼓励特许经营者将BIM业务外包以及组织培养项目内部的BIM团队，尽可能避免因BIM应用带来的竞争不够充分方面的风险。

(4)设计风险的应对策略

通过BIM进行PPP项目设计，设计思维、方法和工具等都会发生变化。项目设计团队应尽快适应从二维到三维的观念转变，熟练掌握BIM软件的操作，制定切实可行的BIM设计标准和实施指南，做好各专业协同，提高设计效率和模型质量，按时完成设计任务，保证BIM模型满足精度要求和施工运维阶段的后续沿用。

(5)合同风险的应对策略

BIM驱动下的PPP项目，各方职责权限、工作流程和成果交付都会发生一定变化，在合同拟定阶段，PPP项目应合理规划BIM的应用目标和实施方案，在合同中充分考虑BIM应用本身的职责权限划分、工作流程安排、成果交付标准和各方协同问题，同时也要充分考虑BIM应用对传统工作的改变，通过详实合理的合同条款，明确界定各方职责权限及相应的惩罚措施，避免因合同条款的模糊、缺失或冲突造成风险的发生。

5 结 语

虽然BIM应用会整体降低PPP项目的风险，但因BIM本身的不成熟和不完善， BIM应用在大大降低管理协调风险和完工风险等的同时，也带来了诸如技术风险、合同风险、投标竞争等风险的增加。BIM驱动下的PPP项目风险评价，不但要识别关键风险因素，更要分析BIM应用对PPP项目的正向和负向双重影响，并采取针对性的措施，充分发挥BIM的应用价值，降低PPP项目的风险。