“两标并一标”轨道交通PPP项目风险规避机制

李启东，庞明宝

“两标并一标”轨道交通PPP项目风险规避机制

李启东，庞明宝

(河北工业大学 土木与交通学院，天津 300401)

研究“两标并一标”城市轨道交通PPP项目风险规避机制设计问题。在考虑多重信息不对称情况下，通过改进绩效考核体系设计风险规避机制，建立政府和施工企业参与的委托代理模型，采用遗传算法优化求解得到政府最佳绩效考核系数。结合实例采用二叉树法和蒙特卡洛模拟方法，研究客流量预测失准和建设成本超支风险存在对各方决策和收益的影响。结果表明采用本风险管理模式可有效减少各参与方的风险损失，为城市轨道交通PPP项目风险管理提供新的研究思路。

城市轨道交通；PPP项目；两标并一标；风险规避；委托代理；绩效考核；

“两标并一标”是施工企业作为投资者参与轨道交通特别是城市轨道交通PPP项目的常见模 式[1]，即项目施工等不进行二次招标，而是根据谈判结果由施工企业直接获得相应工程份额。现阶段，城市轨道交通PPP项目普遍存在建设成本超支以及客流量预测失准的风险，为弥补损失和规避风险，施工企业在运营期会尽可能通过自身努力增加项目产出。但由于该模式下存在信息不对称，施工企业同时拥有多重私人信息[2-4]，如建设成本投入、运营努力水平和成本和收益谎报程度等，为谋取自身利益，可能引发利用信息优势的投机行为(如偷懒怠工、谎报成本和收益等)，政府由于提供保底客流量政策[5]承担客流量预测失准风险，因此也会蒙受一部分损失。此外，项目绩效考核多采用扣分制，使得施工企业缺少对项目质量和服务精益求精的动力，较低的质量和服务会大大降低项目整体的抗风险能力。因此，研究多重信息不对称下的风险规避机制，即如何通过调动施工企业主观能动性和专业性减少项目风险损失，对实现“两标并一标”城市轨道交通PPP项目高效运作有着重要的现实意义。而目前国内外针对“两标并一标”轨道交通PPP项目风险规避研究主要集中在风险管理与分担机制2个方面，包括风险识别和分担框架、绩效考核体系的确定、激励约束机制建立、收益测算机制测算[6]等；主要方法有层次分析法、Shapley值法以及演化博弈[3]和委托代理等，如周盛世等[7-8]基于GRA-TOPSIS和Shapley值法研究轨道交通PPP项目风险分担框架；张飞涟等[9-11]的研究认为绩效考核系数只有根据企业自身能力动态调整才能减少财政支出；Javed等[12]基于博弈论方法模拟PPP项目产出的多阶段谈判过程。梳理相关文献发现，对城市轨道交通PPP项目的风险研究通常只假设社会资本方具有单一信息不对称，且未考虑施工企业参与项目建设和运营捆绑的特殊性，不利于“两标并一标”城市轨道交通PPP项目实操。综上，在考虑多重信息不对称情况下，通过改进绩效考核体系实现对施工企业的激励约束，以求达到弥补损失和规避风险的目的，利用委托代理模型量化各方决策，采用遗传算法(genetic algorithm, GA)优化求解得到最佳风险规避机制方案，结合具体实例研究当建设成本超支和客流量预测失准风险存在下，各方最终决策结果和收益的变化，得出本研究风险规避机制能够达到为各方弥补损失和规避风险的 目的。

1 风险规避机制设计及模型建立

1.1 规避机制设计

在多重信息不对称情况下，施工企业拥有建设成本投入、运营努力水平、项目经济效益等私人信息，政府不能完全掌握，只能通过其投报的合理利润率、建安费下浮率和绩效考核结果间接评判。由于政府追求社会效益最大化和施工企业追求自身收益最大化的利益诉求不一致，因此政府需要在绩效考核体系中增加激励条款，由此建立风险规避机制，使得施工企业有动机通过自身努力而不是投机行为平衡建设期成本超支风险，从而减少政府因为承担客流量预测失准风险而造成的财政支出。

基于此，改进绩效考核体系如下：绩效考核由扣分制改为比例取值法，允许企业获得比基础绩效对应分值更高的分数，并基于此对施工企业给予奖励。政府通过设置绩效考核系数，激励约束施工企业行为，为项目弥补损失和规避风险。

1.2 模型建立

项目公司通过资本金和银行贷款的方式得到项目建设资金，通过可用性付费的方式返还施工企业建设成本投入，在委托模型中可以看做该部分资金由政府获得，并在运营期给予施工企业。委托代理模型上层为政府追求项目社会收益净现值NPV最大化：

式(1)中：为特许期第年；1为建设期；2表示运营期；表示政府和施工企业合作的协同效用[4]；H表示使用者剩余[1]；r表示社会折现率；为政府税收的影子成本；1表示施工企业建设成本(建安费)；为追求施工利润，施工企业会谎报成本，[11]表示成本谎报系数，即报价和成本的比值；G运营年实际支付的可行行缺口补助；a为政府股权占比；为资本金比例；各项计算如下：

1) 协同效用[4]

2) 使用者剩余t[4]

3) 实际支付的可行性缺口补助G[5]

目前轨道交通PPP项目政府会提供客流量保障政策：对于运营年实际客流量未达到预测客流量标准的部分，政府承担一定比例(用%表示)的收益损失，项目实际客流量超过预测客流量后，政府以%的比例参与分成[13]。实际支付的可行性缺口补助G=(预测运营收益-实际运营收益)(如有)×%-政府超额收益分红(如有)+可用性付费Z[4]，保底客流量用以保证项目能够达到预期收益从而偿还银行贷款，可用性付费用以偿还施工企业建设成本投入，具体表示如下：

式(9)中：r为施工企业行业基准收益率[6]；Q为实际建设成本,，为由于地质环境变化等风险产生的建设成本变动；D为项目运营年还本付息；a为施工企业股权占比；是绝对风险规避系数[2]。

2 求解算法及模拟

考虑到委托代理模型求解的复杂性，采用基于遗传算法的双层规划进行求解，即上层采用遗传算法的编码进行计算，下层模型采用梯度法求解。

现阶段，建设成本超支、客流量预测失准是轨道交通PPP项目普遍存在的2种主要风险，因此，本研究重点分析当上述2种风险发生时，对最终机制方案以及各方收益的影响，为简化计算，其余各风险参数取均值为0，方差为100的二项分布。算法及风险模拟过程如下。

2.1 遗传算法优化求解

采用基于双层规划GA遗传算法求解，步骤为：

1) 设定GA参数含种群规模，最大迭代次数，交叉概率c，变异概率m等。定义上层模型的适应度为：

2.2 实际客流量模拟

通过对项目实际客流量的模拟，分析客流量预测失准风险存在，对机制下各方最终决策方案和收益影响。采用二叉树[5]法得到二项分布的随机运营期客流量，模拟运营期每年的客流量情况。假设在整个运营期内，客流量每次向上或向下波动的概率不变，将运营期分为多个阶段，根据客流量的历史波动数据模拟整个运营期内可能的客流量发展情况。以年日均客流量为变量来衡量客流量的变化，运营第年日均客流量为X(=1,1+1,1+2,…,1+2),该变量是离散的，采用二叉树法建模。

以月为单位，=12，0≤≤，0≤≤。用Matlab进行客流量的蒙特卡罗仿真，迭代次数为10 000次，仿真流程如图2。

图1 二叉树法

图2 实际客流量模拟

2.3 建设成本超支风险模拟

考虑不同建设成本涨幅x情况下，采用本文风险规避机制对各方收益影响，本文分别对建设成本上涨5%，10%或15% 3种情况分析讨论。将不同x取值代入模型，重复2.1计算过程，求得不同情况下施工企业的最终收益。

3 案例分析

3.1 案例基本情况

表1 运营年参数取值

3.2 各方策略选择

设定GA参数：群体规模=500，最大迭代次数=50，代沟=0.8，交叉概率70%，变异概率70%，最终求解得到，当=2.48时模型取得最优解。上层模型最优值、均值变化如图3所示。在不考虑建设成本超支和客流量预测失准风险的前提下，求得施工企业建设成本投入约为2 104 078万元，报价2 215 257万元，引入风险规避机制前后各方收益对比如表2所示。可以看出，本引入风险规避机制后，政府净现值增加60 308万元，净现值率从0.23提升到0.45，施工企业净现值增加53 248万元，净现值率从0.38上升到0.55。整体体现出本研究风险规避机制既能对施工企业投机行为进行有效约束，又能激励其发挥主观能动性规避风险和增加收益。

图3 上层目标函数最优值和均值变化

表2 各参与方净现值变化

3.3 客流量风险影响分析

引入风险规避机制前后，双方净现值的变化如图4和图5所示。任一点(0，0)表示净现值小于0的概率为0。从图4中可以看出，引入风险规避机制前政府净现值小于0的概率为20%，均值7.3亿元，引入风险规避机制后政府净现值小于0的概率降低到10%，净现值均值增加到13.5亿元。图5表示引入风险规避机制后施工企业净现值由均值14.5亿元上升到19.8亿元。图4和图5中的2条曲线分别在横坐标大于40亿元和大于50亿元时基本实现重合。同时结合图6可知，政府提供补贴保障次数由均值13.7次减为均值9.5次。由此可以看出，无论对于政府还是施工企业，引入风险规避机制后都能为其减少客流量预测失准带来的风险损失。

图4 政府净现值变化

图5 施工企业净现值变化

3.4 建设成本风险影响分析

表3为不同建设成本超支幅度x下优化结果对比情况。可以看出，在建设期由于地质风险等造成建设成本超支的情况下，引入本研究风险规避机制均比原合同方案能为施工企业带来更多收益，体现出能够有效规避建设成本超支风险的特点。同时，建设成本超支幅度越大，政府设定的最佳绩效考核系数也应越大，这样施工企业通过自身努力在运营期获得的收益多于谎报惩罚，施工企业就会倾向于努力工作来弥补建设期的损失。

图6 政府提供客流量保障次数变化

表3 不同建设成本涨幅下优化结果对比

4 结论

1) 基于“两标并一标”建设和运营捆绑的特点，通过改进绩效考核机制实现对施工企业的激励约束，构建了多重信息不对称委托代理模型，对其进行仿真计算，得到项目最佳风险规避机制，定量评价机制对项目各参与方收益的影响。结果证明：在多重信息不对称下，本研究风险规避机制可以有效为各参与方弥补损失和规避风险。

2) 绩效考核体系采用比例取值法的情况下，施工企业努力工作的收益大于投机所得，因此会选择积极行为获取更多补贴，同时增加项目经济效益，在建设期结束后，政府应根据建设成本超支情况，适当上调绩效考核系数，此举有利于施工企业弥补风险损失，也能为减少政府因提供保底客流量政策而产生的风险成本。

3) 本研究只是初步研究，由于轨道交通PPP项目风险影响因素众多且为动态变化，且不同项目对经济效益产出系数、社会效益产出系数等参数取值可能存在差异，因此尚需结合不同项目实际，对影响项目经济效益和服务效益的风险因素(如管理和技术、类似项目竞争)等做进一步具体研究。

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Risk compensation mechanism of rail transit PPP project under the mode of “Two Bids Merged into One Bid”

LI Qidong, PANG Mingbao

(School of Civil and Transportation, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

The design of risk aversion mechanism for urban rail transit PPP project under the mode of “two bids merged into one bid” was studied. In consideration of multiple information asymmetry, the risk aversion mechanism was designed by improving the performance appraisal system. Then, the principal-agent model of government and construction enterprises was established, and the genetic algorithm was used to optimize the calculation to get the best performance evaluation coefficient of government. Combined with an example, this paper used the method of binary tree and Monte Carlo simulation to study the influence of the inaccurate passenger flow forecast and the risk of construction cost overrun on the decision-making and income of all parties. The results show that the risk management model can effectively reduce the risk loss of all participants, and provide a new research idea for the risk management of urban rail transit PPP project.

urban rail transit; PPP project; two bids merged into one bid; risk aversion; principal-agent; performance appraisal

F283

A

1672 - 7029(2020)11 - 2962 - 07

10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20200069

2020-01-21

河北省自然科学基金资助项目(E2015202266)

庞明宝(1966-)，男，河南西峡人，教授，博士，从事交通运输规划与管理研究；E-mail：pmbpgy@hebut.edu.cn

(编辑 阳丽霞)