基于DEMATEL-ISM的轨道交通PPP项目发展影响因素研究

李渊 刘俊莹

(1.天津财经大学管理科学与工程学院，天津 300222；2.天津泰达工程管理咨询有限公司，天津 300457)

0 引言

城市轨道交通因其运载量大、运营安全性高、节能环保等优点，已成为各大城市备受关注的基础设施建设项目[1]。然而，传统的轨道交通开发项目通常需要政府投入大额财政资金，承担大量不确定性风险，导致政府财政资金紧张、风险承担压力过大等现实问题。近年来，政府和社会资本合作(PPP)项目开发运营模式以其“利益共享，风险共担”的优势在城市轨道交通基础设施项目中得以推广和运用。但是，城市轨道交通PPP项目开发模式在有效地缓解各地方政府资金压力的同时，经常面临大量不确定风险，如投资收益不稳定、社会资本方积极性减弱[2]，PPP模式经验不足、风险应对能力较弱[3]等。利用PPP模式引入社会资本、发展公共基础设施的重要性不言而喻，但并不是每一个基础设施类PPP项目都能运作成功[4]，是否采用PPP项目模式，采用PPP模式的项目是否能够取得成功，都是需要从理论和现实角度重点研究的课题。因此，识别PPP项目发展影响因素并划分不同影响因素的层级结构意义重大。

鉴于城市轨道交通PPP项目发展风险的不确定性，国内众多学者已经对PPP项目发展影响因素投入大量研究。史玉芳等[2]基于PPP项目操作过程的5个阶段系统识别出项目影响因素，并运用结构方程模型(SEM)总结得出轨道交通PPP项目成功的关键因素。张余钰等[3]梳理并确定了31个关键成功因素，并运用解释结构模型分析关键成功因素对城市轨道交通PPP项目的作用机理。凤亚红等[4]通过分析PPP项目失败案例，认为PPP项目模式成功的关键是完善的PPP制度环境与体制、健全的金融体系等4个方面的因素。张余钰等[5]利用文献综述方法识别出14个PPP项目关键成功因素，将其划分为参与主体因素、外部环境因素、合同与采购因素三个维度，运用SEM进行实验分析，发现所有关键成功因素皆具备正向影响关系。

已有研究对PPP项目成功关键因素进行了识别，然而轨道交通作为投资大、周期长的重大基础设施投资项目，却少有针对其PPP项目发展影响因素的系统研究。基于此，本研究通过梳理现有文献识别出轨道交通PPP项目的影响因素，通过构建DEMATEL-ISM模型，识别关键影响因素并做出层级结构划分。

1 城市轨道交通PPP项目发展影响因素体系构建

1.1 城市轨道交通PPP项目发展影响因素识别

为构建城市轨道交通PPP项目发展影响因素体系，通过检索中国知网、万方数据等文献数据信息库，收集不同研究视角下PPP项目影响因素及关键影响因素，通过筛选、梳理、总结进一步归纳出与城市轨道交通PPP项目发展相关度较高的影响因素。此外，咨询PPP领域从业人员(已有5年及以上工作经验)，从PPP项目全生命周期角度对项目发展影响因素进行识别。结合文献梳理及工作实践经验总结得出城市轨道交通PPP项目发展影响因素共13个，具体见表1。

表1 城市轨道交通PPP项目发展影响因素

1.2 城市轨道交通PPP项目发展影响因素体系构建

基于表1所识别的轨道交通PPP项目发展影响因素，从项目因素、政府因素、社会公众因素、社会资本因素、环境因素对影响因素进行维度划分，其中项目因素包括盈利能力、可持续性、市场竞争；政府因素包括政府审批、政府监管、政府信用；社会公众因素包括公众支持；社会资本因素包括合作机制、风险分担、融资能力、管理能力；环境因素包括法律环境、宏观政策。轨道交通PPP项目发展影响因素体系如图1所示。

图1 轨道交通PPP项目发展影响因素体系

2 DEMATEL-ISM模型构建

决策实验室分析法(DEMATEL)是结合图论和矩阵思想，用以判断各因素间的影响强弱，计算各种影响因素间的影响度、被影响度、中心度和原因度[9]。可通过可视化因素间的因果关系，揭示复杂问题的关键影响因素及影响程度[10]。然而，该方法不能揭示因素间的层级结构，因此，解释结构模型ISM可以借助MATLAB计算机软件，将复杂影响因素的逻辑关系和层级结构直观地进行展示，进而确定影响因素间的关系及各因素的重要性。

基于上述分析方法，本文采用DEMATEL确定城市轨道交通PPP项目发展关键影响因素，并运用ISM进一步识别出各影响因素间的层级结构，最终有效识别出轨道交通PPP项目发展影响因素。步骤如下：

(1)明确轨道交通PPP项目发展初始影响因素，标记为X1，X2，…，Xn。

(2)构建直接影响矩阵O，运用专家打分法及咨询PPP项目从业人员，通过4级打分方法，即0～3整数，反映影响因素之间的无影响、弱影响、中影响和强影响关系。表示影响因素Xi和Xj之间的影响关系，进而确定直接影响矩阵O=(Xij)n×n。如果i=j时，则打分为0。

(3)规范化直接影响矩阵A。通过对直接影响矩阵O中各行进行求和取最大值，然后将直接影响矩阵O中的每一元素除以最大值，进而构成规范化影响矩阵A，公式如下

A=(aij)n×n

(1)

式中，xij表示变量。

(4)计算综合影响矩阵T。将规范化影响矩阵A一直自乘，则可以得到综合影响矩阵，公式如下

T=(tij)n×n

(2)

其中，T=A+A1+…+An=A(I-A)-1。

式中，I为单位矩阵。

(5)计算各要素的影响度、被影响度、中心度和原因度。影响度是指综合影响矩阵T中各行之和，公式如下

(3)

被影响度是指综合影响矩阵T中各列之和，公式如下

(4)

中心度是影响因素i的影响度和被影响度之和，公式如下

Mi=fi+ei

(5)

原因度是影响因素i的影响度和被影响度之差，公式如下

Ni=fi-ei

(6)

(6)确定整体影响矩阵H。整体影响矩阵H是单位矩阵I和综合影响矩阵T之和，公式如下

H=(hij)n×n

(7)

(7)计算可达矩阵F。引入阈值λ，剔除影响关系较小的因素，进而得到可达矩阵F=(fij)n×n，其中阈值的选择依赖于专家建议及决策者的实证研究经验。公式如下

(8)

(8)ISM层级划分。层级划分需要计算可达集R(Xi)、先行集Q(Si)，然后通过计算可达集和先行集的交集，进而确定层级。

(9)根据ISM层级划分结果绘制影响因素可视化层级结构。

3 实例验证

选取天津地铁4号线作为研究对象。政府和社会资本(PPP)项目平台数据显示，天津地铁4号线PPP项目包括地铁4号线北段和南段，拟采用PPP模式运作，该PPP项目现已进入项目执行阶段，已经在承担项目的社会责任。鉴于该PPP项目开发运营周期长，且在开发过程中面临诸多困难，通过深入剖析该项目开发过程中的影响因素的重要性，可为其他轨道交通PPP项目提供经验借鉴。

3.1 构建直接影响矩阵

根据已构建的轨道交通PPP项目发展影响因素体系，邀请PPP项目库专家及PPP项目咨询从业人员、项目管理研究高校教师共计8名(其中PPP项目专家1名，咨询公司PPP从业人员5名、高校教师2名)进行评分。按照0(无影响)、1(弱影响)、2(中影响)和3(强影响)的打分标准形成影响因素打分表，将打分表进行回收并取平均值，最终构建直接影响矩阵O(表2)。根据式(1)，将直接影响矩阵进行规范化，然后根据式(2)，可以计算得出综合影响矩阵T。

表2 直接影响矩阵O

3.2 计算各因素的影响度、被影响度、中心度和原因度

依据步骤5中的式(3)～式(6)，使用MATLAB计算各影响因素的影响度、被影响度、中心度和原因度(表3)。同时，利用MATLAB软件计算中心度-原因度结果图2。

图2 轨道交通PPP项目影响因素原因-结果图

表3 因素的影响度、被影响度、中心度和原因度

3.3 计算可达矩阵

首先，需要确定整体影响矩阵H。整体影响矩阵H是由单位矩阵I和综合影响矩阵T求和所得。然后，引入阈值λ，剔除影响关系较小的因素，得到可达矩阵F。其中，阈值λ的确定方法为：综合影响矩阵所有值，求取平均值c=0.13和标准差d=0.10，再将平均值和标准差求和，即c+d=0.23。通过MATLAB计算得出可达矩阵F(表4)。

表4 可达矩阵F

3.4 构建ISM模型

根据可达矩阵F，可以求得可达集和先行集及其交集，根据要素级别划分元素结果，绘制轨道交通PPP项目发展影响因素ISM模型，如图3所示。轨道交通PPP项目发展影响因素ISM模型是一个多级递阶系统。

图3 轨道交通PPP项目发展影响因素ISM模型

4 结果分析

4.1 中心度分析

中心度反映了各因素在该体系中的重要程度[11]。通过对天津地铁4号线PPP项目的实证分析，由DEMATE计算中心度值可知，中心度值排名前5位的影响因素分别是：盈利能力X1、可持续性X2、市场竞争X3、政府信用X6和融资能力X10。这表明项目层面盈利能力和可持续性是项目发展的重要影响因素。由于轨道交通PPP项目周期高达20～30年，项目的盈利能力是否能够在预期的运营期内弥补亏损，将影响项目的可持续性，而可持续性是衡量PPP项目的关键指标，因此，政府和社会资本方作为PPP项目发展的关键主体，双方在发起并合作PPP项目时会重点关注该两项影响因素。市场竞争X3会影响项目的盈利能力和可持续性，虽然轨道交通PPP项目是服务于社会公众而发起的公益性基础设施项目，但是市场竞争将影响项目运营的定价机制，较强的市场竞争力最终会使公众受益。政府信用X6作为政府层面的重要影响因素将影响项目的合作机制，良好的政府信用将会给社会资本方足够的信心和强大的保障，进而激发PPP运营的活力和生命力。融资能力X10决定社会资本方的经营能力，影响项目的可持续发展。

4.2 ISM结果分析

由图3可知，轨道交通PPP项目发展影响因素呈现出同级或跨层级联系等较为复杂的关系。在模型中，将轨道交通PPP项目发展影响因素划分为三大层级：直接因素(第1层级)、中间因素(第2、第3层级)、本质因素(第4层级)。层级模型显示，政府审批X4、公众支持X7、合作机制X8、风险分担X9为项目发展的最直接影响因素。首先，PPP项目的特色是政府和社会资本以合作的模式开发项目，合作机制的适用性决定双方主体是否能够达成合作关系，这是项目启动的第一步骤；其次，良好的风险分担机制是项目成功的保证。轨道交通主要建设在人流量大的城市中心区域，线路的选址、建设、运营都会影响到周边居民生活，因此，项目的建设运营必须要得到社会公众的支持；最后，政府审批直接决定项目是否有效。

中间因素(第2、3层级)包括盈利能力X1、可持续性X2、市场竞争X3、政府监管X5、政府信用X6、融资能力X10和管理能力X11。其中，融资能力与盈利能力、可持续性、市场竞争呈两两强关联关系，且指向直接因素中的合作机制及风险分担因素，这表明融资能力是轨道交通PPP项目发展的关键因素。融资能力代表PPP项目公司持续融资能力，充足的资金保障是项目公司持续运营的根本保证。轨道交通在开发、建设、后期运营整个全生命周期中需要持续不断地投入大量的资金支持，仅仅依赖于财政补贴或自有资金很难弥补资金缺口，因此PPP项目公司必须具备较强的融资能力。

本质因素(第4层级)包括法律环境X12和宏观政策X13，这表明宏观政策和法律环境决定PPP项目能否成功发展。关于PPP项目宏观政策，“十四五”规划强调，应该规范有序推进政府和社会资本合作(PPP)。各地方政府同样持续推进PPP项目发展。天津市“十四五”发展规划指出，需要创新规范推广政府和社会资本合作(PPP)模式，强化项目论证和科学决策，加快项目实施，推动形成市场主导的投资内生增长机制。此外，国家出台了大量的关于PPP法律规范，如《关于推进政府和社会资本合作规范发展的实施意见(财金〔2019〕10号)，《政府和社会资本合作(PPP)项目绩效管理操作指引》的通知(财金〔2020〕13号)等。法律环境的变化会影响政府审批的决策，一旦关于PPP项目的政策或法律环境发生变化，PPP项目合同将会发生变更，甚至终止PPP项目合同。

5 结语

本文从项目因素、政府因素、社会公众因素、社会资本因素、环境因素维度共识别出13项PPP项目发展影响因素，构建了轨道交通PPP项目发展影响因素体系，运用DEMATEL方法计算出各影响因素的重要度，并绘制出轨道交通PPP项目发展影响因素原因-结果图，通过构建ISM模型，得出各因素间的影响关系。

研究结果发现：中心度值的排名前5位的影响因素分别是：盈利能力X1、可持续性X2、市场竞争X3、政府信用X6和融资能力X10。这表明这些影响因素在体系中占据重要位置，且对轨道交通PPP项目发展具有重要作用。通过ISM模型结果分析，划分了PPP项目发展影响因素的三大层级，即直接因素共有4项，中间因素共有7项，本质因素共有2项。其中，融资能力X10是轨道交通PPP项目发展的关键因素。

相关对策：首先，发展轨道交通PPP项目必须遵循宏观政策和法律环境，致力于打造符合国家经济发展和人民群众需求的高质量轨道交通项目；其次，应重点考核项目公司或社会资本方的融资能力，它们决定了PPP项目全生命周期的活力；最后，应重点关注PPP项目发展的直接因素，在进行PPP项目合作时，既要明确项目的合作机制和风险分担机制，又要得到社会公众和政府合作方的支持。