基于多粒度语言标度DEMATEL的建筑废弃物资源化PPP项目风险因素研究

张 炜，刘金旭

（西安建筑科技大学管理学院，陕西 西安 710055，E-mail：1163344105@qq.com）

随着我国经济的高速发展及城镇化建设的加快，新城建设和旧城改造项目同时进行，短时间内产生了大量难以消化的建筑废弃物。据统计，每年我国城市因建筑拆除和新建建筑产生的废弃物超过3亿t，占城市废弃物总量的40%左右，但我国建筑废弃物资源化利用率却不足10%[1]。许多城市相继陷入了“垃圾围城”的境况，严重影响了城市的可持续发展，建筑废弃物的减量化、资源化及无害化已经成为我国建筑行业亟待解决的问题。近年来，政府相继出台了相关政策来推动建筑废弃物资源循环利用产业的发展，但仅靠政府投资无疑会给政府带来巨大的资金压力，PPP模式下的建筑废弃物资源化项目通过引入社会资本的参与，可以有效减轻政府的资金压力并提高运行效率。但由于该类项目具有投资规模大、建设周期长及参与主体多等特点，在推行过程中仍存在很多不确定性风险因素，因此有必要对建筑废弃物资源化PPP项目的风险因素进行识别并分析，从而有针对性地防范化解关键风险因素，保证建筑废弃物资源化PPP项目的顺利进行。

目前已有学者在建筑废弃物资源化PPP项目风险方面做了初步探讨。杨潇潇等[2]通过定性分析对PPP项目的22个共性风险因素进行了系统整理，并按照项目涉及的参与方划分风险因素的类别。马猛亮等[3]运用系统动力学对建筑垃圾资源化项目失败案例进行研究，分析了该类项目在建设和运营阶段所面临的风险。汪振双等[4]通过运用文献研究法和扎根理论方法，提炼出了28个建筑废弃物资源化PPP项目的全过程风险因素。王建波等[5]采用模糊层次分析法和灰色关联度对建筑垃圾PFI项目中各参与方所承受的风险进行综合分析。刘红勇等[6]从风险控制的角度，采用模糊综合分析法建立了PPP模式下建筑垃圾资源化项目风险分担模型。可以看出，上述鲜有研究从系统的角度确定建筑废弃物资源化PPP项目的关键风险因素，并对因素间的相互作用机理进行探究。而建筑废弃物资源化PPP项目风险繁多、致因关系复杂，对此进行深入研究是提高建筑废弃物资源化项目成功率的关键所在。

决策试验和实验法（DEMATEL）是一种基于图论和矩阵工具来对系统因素的重要性和相互影响关系进行分析的算法，可以理清因素间的相互作用机理并找出关键风险因素，因此本文选用DEMATEL从系统的角度对建筑废弃物资源化PPP项目的风险关系进行分析。DEMATEL中直接影响矩阵（DIM）计算结果的准确性对后续的分析起着决定性作用，但传统的DIM在构建时采用Delphi法以0~4标度表达因素间的影响程度，专家给出的判断信息具有很强的主观性。为解决这一弊端，Wei-Wen Wu[7]、谢晖等[8]在构建DIM时引入了模糊集理论，分别采用三角模糊数和直觉模糊数表达因素间的影响程度。金卫健等[9]建立了实数、区间数和三角模糊数3种语义转化方式，并集成群组专家的评价信息得到最终的DIM。弓晓敏等[10]以二元语义的形式表达专家的评估信息，从而确定DIM中因素间的影响程度。Xue等[11]将二维不确定语言拓展到DEMATEL中，以此找出系统的关键成功因素。王伟明等[12]提出了一种非均匀标度下不确定语言的大规模DEMATEL群体决策方法。综合来看，有关DEMATEL的研究已经取得了一定的成果，为后续研究做了良好的铺垫，但DEMATEL在实现机理上仍存在以下不足之处：一是现有文献大多直接给定群组专家特定的评价标度让其判断因素间的影响程度，忽略了在实际决策中各专家可能会根据自身的多重价值偏好选择不同语言标度的情境；二是目前在构建DIM矩阵时群组专家通常遵循均值法集成规则来进行信息的集成，未考虑各专家由于主观偏好不同给出的评价信息质量的差异。因此需要对DEMATEL中专家语言标度的差异化选择和群组专家判断信息集成机理两方面进行改进。

鉴于以上分析，本文在识别建筑废弃物资源化PPP项目风险因素的基础上，构建了基于多粒度语言标度改进的DEMATEL群决策模型来对该类项目的风险因素进行系统分析，旨在探究建筑废弃物资源化PPP项目风险因素的重要程度和交互作用机理，辨析出关键风险因素，为各个项目参与方区分主次风险及制定风险应对策略提供参考依据。

1 建筑废弃物资源化PPP项目风险因素识别

为了准确地识别出建筑废弃物资源化PPP项目风险因素，本文以“PPP”“风险”“建筑废弃物”“建筑垃圾”等为关键词，在知网、万方及Web of Science等核心数据库进行文献检索，筛选出23个建筑废弃物资源化PPP项目风险因素，并结合相关案例对风险因素进行补充，增添了“消费者认知度不足”和“上下游协调”两个风险因素，最终提取了25个建筑废弃物资源化PPP项目风险因素，并将风险因素归为7个类别，如表1所示。

表1 建筑废弃物资源化PPP项目风险因素研究

2 基于多粒度语言标度的DEMATEL风险因素分析模型

建筑废弃物资源化PPP项目风险因素分析是开展项目风险管理的基础和前提，通过构建DEMATEL模型可以明确系统的关键风险因素及因素间的相互作用机理。考虑到传统DEMATEL方法中专家难以给出定量的评价信息且无法按照自身偏好选择合适的评价标度，缺乏科学的专家评价信息集结方法，因此本文在DEMATEL群决策中通过采用多粒度语言评价标度让专家按照自身知识的精细程度选择合适的表达方式，结合二元语义算子对多粒度语言评价信息进行处理。并在此基础上分析专家个体与群体评价信息的偏离度来计算专家动态权重，可以有效弥补以往DEMATEL中专家评价标度单一和信息融合机理不明确的缺陷，为DEMATEL群决策提供一种新思路。

2.1 二元语义相关概念

二元语义是一种采用二元组(si，αi)来表达专家语言判断信息的方法。其中si为事先给定的语言术语集ST={SiT|i∈{0,1,,T-1}}中第i+1个语言短语；T是语言评价集的粒度；αi是符号偏移值，表示由专家给出或经计算得到的语言评价信息和最接近的语言短语si的偏差程度，且αi∈[-0.5，0.5]。

定义1[13]：设si∈ST为一个语言短语，则可以通过转换函数θ得到相应的二元语义语言短语形式：

定义2[13]：假设β∈[0，T-1]为语言评价集ST经集结运算得到的实数值，令：

则称Δ是将实数β转换为二元语义(si，αi)的函数，其中round是取整函数。

相反，通过逆函数Δ-1也可将二元语义(si，αi)转换成相应的实数β∈[0，T-1]：

定义3[13]：假设(s1，α1)，(s2，α2)，…，(sn，αn)为一组二元语义评价信息，ω=(ω1，ω2，…，ωn)T为其对应的权重向量，且ωj∈[0，1]，则二元语义加权算术平均（T-WAA）算子Φ为：

定义4[14]：假设(si，αi)和(sj，αj)是两个二元语义信息，则他们之间的距离定义为：

2.2 问题描述

为便于分析，本文采用以下符号描述在建筑废弃物资源化PPP项目风险因素分析中涉及到的集合。

D={D1，D2，…，Dm}为有限的专家集，Dk表示第k位专家，k=1，2，…，m；

ω={ω1，ω2，…，ωm}为专家权重，ωk表示第k位专家权重，且专家权重信息完全未知；

a={a1，a2，…，an}为建筑废弃物资源化PPP项目风险因素集，ai表示第i个因素，i=1，2，…，n；

S={ST1,ST2,,STz}为不同粒度的语言术语评价集，其中是一个语言术语集，STτ是由奇数个元素组成的有序语言评价集合，Tτ为评价集STτ的粒度。

2.3 基于多粒度语言标度的DEMATEL方法步骤

（1）确定系统因素和因素间相互影响关系。通过风险识别确定了建筑废弃物资源化PPP项目的25个风险因素，集合为a={a1，a2，…，an}。邀请该领域的决策专家小组对各风险因素间的相互影响关系进行判断，各专家根据个人主观偏好选择合适的语言术语集T Sτ对系统中两两因素的相互影响关系进行判断，则专家Dk给出的初始直接影响矩阵为。其中，表示第k位专家给出的第i个风险因素对第j个风险因素的影响程度，（i，j=1，2，…，n）。

（2）初始评价信息转换为二元语义判断矩阵。将各专家给出的初始直接影响矩阵中的元素通过式（1）转换为二元语义形式，得到二元语义判断矩阵

（3）多粒度语言评价信息的一致化转换。将不同粒度的语言信息转换为同一粒度下的二元语义形式，为避免语义信息的丢失，通过二元语义转换函数将低粒度的评价标度一致化为最高粒度的评价标度[15]，称为多粒度下第k位专家的语言评价矩阵由最高粒度语言评价集STZ表示的二元语义评价矩阵，转换函数为：

其中，Tτ是专家Dk选择的语言术语集粒度。

（4）计算专家动态权重。通过计算专家个体给出的评价信息与群体评价信息的偏差度来得到专家的权重，偏差度越大说明专家权重越小，反之，则专家权重越大。专家Dk的动态权重随i和j的不同而不同。具体步骤为：

计算归一化的专家动态权重：

（5）计算群组二元语义综合评价矩阵。运用二元语义加权算术平均算子（T-WAA）将各专家的二元语义评价矩阵按式（4）集结为群组二元语义综合评价矩阵

（6）确定群组直接影响矩阵。结合步骤（5）的计算结果，利用式（3）将群组二元语义综合评价矩阵转换为实数矩阵，以此得到群组直接影响矩阵Pij=(pij)n×n，其中

（7）群组直接影响矩阵的规范化处理。借鉴DEMATEL法中相关步骤，对群二元语义直接影响矩阵P规范化处理，得到规范化直接影响矩阵B=(bij)n×n。

（8）构建综合影响矩阵T。

（9）计算系统各因素的中心度和原因度。根据综合影响矩阵T计算出系统各因素的影响度fi和被影响度ej，并在此基础上计算各因素的中心度Mi和原因度Ni。其中中心度Mi表示风险因素ai在系统中的重要性程度，原因度Ni表示风险因素ai与其他因素作用关系，若Ni>0，则ai为原因因素，该因素易对其他因素造成影响；反之，若Ni<0，则ai为结果因素，该因素易受其他因素影响。

3 建筑废弃物资源化PPP项目关键风险因素分析

3.1 数据来源

本文给出3个多粒度语言评价术语集，分别是5粒度、7粒度和9粒度，对应语言评价集分别为：

各专家选择各自偏好的语言评价术语集对风险因素间的相互影响程度进行评估，具体为：专家D1~D2选用Tτ=5，D3~D4选用Tτ=7，D5~D7选用Tτ=9，从而得到7个多粒度语言标度下的初始直接影响矩阵，由于文章篇幅限制，仅列出其中第4位专家的初始评价结果，如表2所示。

表2 专家4的初始直接影响矩阵

用式（1）将7个初始直接影响矩阵转换为二元语义判断矩阵，用式（6）~式（9）将各个不同粒度下的初始二元语义判断矩阵进行一致化处理，计算各专家的动态权重并进行加权集结处理得到群组二元语义综合评价矩阵C，然后根据式（3）运用二元语义逆算子将群组二元语义综合评价矩阵转化为实数矩阵，从而得到群组直接影响矩阵P，如表3所示。

表3 群组直接影响矩阵P

用式（10）对群组直接影响矩阵P进行规范化处理，并通过式（11），利用Matlab计算得到综合影响矩阵T，如表4所示。

表4 综合影响矩阵T

根据式（12）~式（15）计算各风险因素的中心度和原因度，并对各风险因素的中心度进行排序并划分因素属性，如表5所示。

表5 风险因素中心度和原因度

为能够直观地分析建筑废弃物资源化PPP项目风险因素，本文分别以中心度和原因度为横轴和纵轴，绘制风险因素因果图，如图1所示。

图1 风险因素因果图

3.2 关键风险因素分析

（1）中心度表示的是各风险因素在建筑废弃物资源化PPP项目中的重要程度，风险因素的中心度越大则表示该因素的重要程度越高。根据表5，从中心度排序来看，排名前6的为运营成本超支风险、信用风险、消费者认可度不足风险、政策不稳定风险、价格变更风险、上下游协调风险，说明这6个风险因素在系统中的重要性程度较大，因此在项目的风险管理过程中应对这些风险因素进行重点管控。

（2）从原因度来看，由图1的风险因素因果图可以看出，风险因素分为原因因素和结果因素两类，针对不同的风险因素类别在风险防控中应采取不同的措施。在原因风险因素中，排名前5的为利率/汇率变化风险、通货膨胀风险、不可抗力风险、政策不稳定风险、法律变更或监管体系不完善风险，这些风险因素在系统中更容易对其他风险因素造成影响，需要对其进行有效的监控来降低其他风险因素的被干扰程度；在结果风险因素中，排名前5的为运营成本超支风险、完工风险、消费者认可度不足风险、融资风险、再生产品需求风险，表明这5个风险因素相对于其他风险因素来说更容易发生变动，在进行项目的风险防控时，需要重点关注导致这些风险因素产生的根本隐患，防止其受到其他因素的干扰，从而减少系统风险增加的潜在风险。

（3）综合分析建筑废弃物资源化PPP项目中各风险因素中心度和原因度绝对值的计算结果，可以看出政策不稳定风险、运营成本超支风险、消费者认可度不足风险这3个风险因素的中心度和原因度的绝对值都很大，说明这3个风险因素不仅在系统中具有较高的重要性程度，而且与其他风险因素的关联性也很强，因此将这3个风险因素确定为关键风险因素，在建筑废弃物资源化PPP项目的风险防控过程中应对其予以重点关注。

4 关键风险因素防控对策及建议

基于上述对建筑废弃物资源化PPP项目风险因素的分析结果，针对政策不稳定风险、运营成本超支风险、消费者认可度不足风险这3个关键风险因素的防控提出相应对策和建议。

（1）政策不稳定风险。政府部门应加强对建筑废弃物资源化PPP项目的政策法规管理，对项目给予明确的政策支持，避免政策的频繁变更；在项目前期的策划和合同签署阶段，应充分考虑该风险因素，比如在制定合同过程中明确约定政策变动的相应处理方式，加入灵活性条款等；在项目运营过程中企业应密切关注政策环境的动态变化，以便及时应对政策变动带来的不良影响。

（2）运营成本超支风险。运营成本超支会对项目的可持续经营和盈利造成严重的负面影响，企业在项目运营过程中可设立专门的监督管理机构来定期审核项目的运营成本，并对运营成本进行精细化管理，确保将运营成本控制在合理的范围内；项目各参与方应加强合作沟通，及时进行信息和数据的共享，确保运营成本数据的准确性，以便企业能够及时地进行监督管理。

（3）消费者认可度不足风险。消费者对建筑废弃物再生产品认可度不足可能会导致企业面临市场推广和运营困难的风险，企业可以通过举办宣传活动、媒体宣传等途径，引导消费者对该类再生产品的正确理解，提高消费者认知度；同时企业也应制定合理的定价策略，确保再生产品价格的合理性，吸引更多消费者参与该类项目，提高建筑废弃物资源化项目的市场份额。

5 结语

通过文献梳理和案例分析，识别出建筑废弃物资源化PPP项目的25个风险因素，并将其划分为政策与法律风险、经济风险、市场风险、建设风险、运营风险、社会环境风险、合作风险6个类别。与传统的DEMATEL模型直接给定专家评价标度并以均值法集结专家评价信息相比，本文提出了一种多粒度语言标度下DEMATEL群决策的新方法，来对建筑废弃物资源化PPP项目风险因素的相互影响机理进行定量分析，提高了专家在评价标度选择上的灵活性，同时弥补了专家评价信息融合机理不明确的缺陷。基于建筑废弃物资源化PPP项目风险因素的重要程度和相互影响关系，确定了运营成本超支风险、消费者认可度不足风险、政策不稳定风险这3个关键风险因素，并针对这3个关键风险因素提出相应的对策及建议，在后续建筑废弃物资源化PPP项目的风险管理中应对其进行重点把控。