基于云理论的新建铁路工程业主方项目进度风险管理研究

宿燕燕

（神华准池铁路有限责任公司，山西省朔州市，036000）

随着我国铁路建设投资的增加，铁路建设项目数量大幅增加，对铁路建设项目管理水平有了更高的要求。大多数新建铁路为了能够尽快投产，常常在合理范围内尽量压缩工期，这就要求参建各方进一步提升项目进度管理水平。国内外专家、学者在进度风险管理方面的研究起步较早，研究成果十分丰富，主要有PERT 网络的研究、活动持续时间的随机分布研究、模糊数学在进度风险分析中的应用研究、蒙特卡洛模拟技术在风险分中心的应用等。本文立足于业主方的角度，按照风险管理的方法步骤，应用“云理论”建立风险管理云模型，对项目进度风险进行分析、评估，提出风险应对措施。

1 项目风险管理

项目风险管理是指在项目建设前期及建设期通过对影响项目建设的风险因素进行识别、评价、分析及制定应对策略等活动，对项目潜在风险进行有效的控制，保证最大限度地实现项目管理目标。项目风险按照控制目标可分为安全风险、质量风险、进度风险、投资风险及环境风险等。本文以业主方的项目进度风险管理为主要研究对象。风险管理分为风险识别、风险的分析与评估、风险应对3个主要步骤：

（1）风险识别。风险识别是对风险因素的认识与辨别，通常使用的方法为专家调查法。已建成项目的经验资料为新建项目的风险识别提供了很好的参考，同时应按照项目的实际情况具体分析，形成项目特有的风险清单。新建铁路的业主方进度风险主要有：征地拆迁因素、资金短缺因素、自身管理水平因素及自然因素等。风险识别是风险管理的基础性工作。

（2）风险分析与评估。风险事件是一个概率件事，风险分析与评估就是对风险事件发生的概率及发生后果的严重性这些模糊概念的定量转换，一般采用定性、定量结合的方法。本文采用了较为前沿的云理论分析项目进度风险，通过对云模型的参数计算，对进度风险因素进行量化、排序。风险的评估与分析是风险管理的核心步骤。

（3）风险应对。风险应对是针对风险分析与评估的结果，对不同风险事件采取不同风险管理的措施，最大限度达到规避风险的目的。风险管理中所运用的对策主要有4种：风险回避、风险控制、风险转移及风险自留。风险应对是风险管理的最终目的。

2 基于云理论的风险评估模型

云理论是上世纪90年代由我国学者李德毅教授提出，是对传统隶属函数概念的进一步拓展。“云”是用语言值表示的某个定性概念与其定量表示之间的不确定性转换模型，把模糊性和随机性完全集成在一起，构成定性与定量相互间的映射，为风险分析这种定性与定量之间的转化评价提供了一种新的方法。

2.1 云的概念

设X 是一个精确数值量的集合X= ｛x｝，称为论域，U 是X 对应的定性概念，在X 上的任意数值x 在对应的定性概念U 上一次随机实现，都存在稳定倾向的随机数μ （x）∈ ［0，1］，叫做x对U 的隶属度，隶属度在论域X 的分布称为隶属云，简称云。云由许多云滴 （drop）组成，整体形状反映了定性与定量之间的不确定性映射。

2.2 云的数字特征及其运算

云的数字特征可用3个数值来表征：望值Ex、熵En、超熵He。

望值Ex：云滴在论域空间的分布期望

熵En：定性概念的不确定性度量，由概念的随机性和模糊性共同决定，反应了定性概念下云滴的离散程度，也反应了论域中可被概念接受的云滴的取值范围。

超熵He：超熵是熵的不确定性的度量，是熵的熵。揭示了定性概念的随机性，也反应了云的厚度，超熵越大，云越厚。

云的运算规则如下：

设C1（Ex1，En1，He1）和C2（Ex2，En2，He2）是某论域内接近的风险评价云，则C1、C2之间可以进行四则运算，其结果仍为一个云。

（1）加法运算规则：

（2）减法运算规则：

（3）乘法运算规则：

（4）除法运算规则：

2.3 云发生器

云的发生器分为正向发生器及逆向发生器。正向发生器是由定性概念到定量表示的过程，是云的数字特征产生云滴的具体实现，记为 （Ex，En，He）→drop （x，y）。逆向发生器是定量表示到定性概念的过程，也是由云滴得到云数字特征的具体 实 现，记 为：drop （x1，y1）drop （x2，y2）drop （x3，y3）……→ （Ex1，En，He）

2.4 基于云理论的风险评估模型

设X 为确定数值表示的论域，x 是定性概念C的一次随机实现，若x 满足X ～N （Ex，En2），En～N （En，He2）则x 在论域X 上的分布称为正态云，对于正态云3 个特征值的云转化公式如下：

应用正态云的相关理论，构建项目进度风险管理的云模型如图1所示。

3 新建准池铁路项目风险管理实证分析

新建准池铁路全180km，设计为国家Ⅰ级双线电气化铁路。全线桥隧比为48%，其中最高桥为114m，最长隧道为11.3km，施工技术难度较大；跨越内蒙古、山西两省区四市，建设环境较为复杂；设计工期为2.5a，工期较为紧张。准池铁路项目管理工作由准池公司负责。

图1 项目进度风险管理的云模型

3.1 进度风险识别

结合准池铁路建设的实际情况，根据设计单位提供的工程风险评估报告等有关资料，通过专家调查等法识别出新建准池铁路业主方项目进度管理的潜在风险因素如下：

（1）征地拆迁困难。准池铁路途经内蒙古、山西两省四市，多处地段穿越村庄、林地，征地拆迁环境复杂，面临着当地政府支持力度不够、老百姓诉求过高、征地工作难以推进等风险，土地无法按时交付成为影响工程进度的风险因素之一。

（2）资金供应短缺。准池铁路建设资金来源于自有资金及银行贷款，注册资本已全部到位，银行贷款由于受国家政策、利率波动、银行资金供给等不确定因素影响，可能发生建设资金短缺的现象，导致现场停工。

（3）设计管理风险。由于工期较紧，对设计质量、进度要求提高。设计管理能力的高低很大程度决定了设计速度与深度，由于设计深度不够带来的返工问题，专业沟通不畅、供图不及时都是影响项目推进的风险因素。

（4）现场管理风险。由于业主方项目管理力量不足、专业素质差等因素导致的现场管理力度不够、不能及时解决问题也是影响项目进度的风险因素之一。

（5）自然因素风险。由于不可抗力的自然风险因素带来的工程毁坏，工期拖延，人员伤亡等因素也是项目进度风险。业主方的进度管理风险指标体系如图2所示。

图2 进度管理风险指标体系

3.2 风险评估与分析

3.2.1 风险因素权重判断

在以上风险识别的基础上，通过专家对5项风险因素应用0～4打分法进行风险因素重要性评估，并计算风险因素的权重。计算过程如表1所示。

表1 风险因素权重计算

3.2.2 构建风险评价计算

（1）构建评价指标集。项目进度风险的大小是风险发生的概率 （可能性）大小及风险发生后对工期影响的严重性的乘积。因此，构建的进度风险评价指标集包括：风险发生概率的指标集及风险后果严重性的指标集，见表2、表3。

表2 风险发生概率指标集

表3 风险后果严重性指标集

准池铁路的进度风险可归结为工期拖延的风险，即工期拖延越严重，对后续投产影响越大，评分也越高。

（2）确定各指标的分值。选择7位经验丰富的专家根据对各指标进行打分，打分结果如表4、表5。

表4 各风险因素发生概率分值

（3）对各指标分值进行云模型转换。应用正态云模型转换的相关公式，对以上各指标风险评价转换成云计算模型，得到各指标的云模型数值如表6。

表5 各风险因素发生后果严重性分值

表6 云模型的风险指标分值转化结果

表7 进度风险因素云模型数值

（4）进度风险因素的云数值计算。根据以上论述，风险的大小是风险发生概率与风险发生后果的乘积，应用云的数字特征的乘运算规则，得到各个风险因素的云数值如表7。

根据以上计算的各风险因素权重：ω=（0.3333，0.1778，0.2000，0.2000，0.0889）。

计算出准池铁路项目进度管理的风险综合评价云为C （ExEnHe）= （0.21，0.0640，0.0247）。

3.2.3 风险评价结论

风险评价前，首先要建立风险水平评价标尺，根据经验，将0～1分为5段，建立的风险水平评价标尺如表8。

表8 风险水平评价标尺

根据以上评价尺度，可以得出有关准池铁路项目建设进度风险的以下结论：

（1）征地拆迁风险的期望中等，成为影响进度的主要风险，应引起业主方的足够重视；

（2）设计管理风险水平的期望较小，但风险的熵、超熵的数值较大，说明此风险离散程度较高，不确定性较大，应重点管控；

（3）现场管理风险的期望极小，但熵、超熵的值相对偏高，说明此风险的离散程度偏高，不确定性偏大，应作为风险管理的主控对象；

（4）资金短缺、自然风险期望极小，离散程度较小，风险水平极小，在风险管理中适当注意即可达到管理目标的要求。

3.3 风险应对

根据风险评价的结论，结合准池铁路的实际情况，针对进度风险采取以下应对措施。

（1）征地拆迁风险。征地拆迁是项目进度推进的重大风险，此项风险不能采取风险回避及转移的策略，只能进行风险控制。具体要求业主方深入解读国家有关政策法规，提早开展征地拆迁工作；积极与地方政府沟通协调，争取地方政府的大力支持；派专业人员入驻现场，及时与老百姓沟通，避免出现群体性事件；及时支付征地款等。

（2）资金短缺风险。资金短缺风险水平极小，期望为0.02，说明业主方资金供应充足，在做好资金需求计划的前提下，此项风险可以合理控制。 （3）设计管理风险。设计管理风险水平较小，但是不确定性较大，因此要加大设计管理力度，加强沟通，及时召开设计联络会，保证各专业也能够深入沟通，避免重复设计，保证设计深度。制定出图计划，督促设计方按时提交图纸。

（4）现场管理风险。现场管理风险水平极小，但是仍存在不确定性，应加强管理。现场管理一方面要提高专业人员素质，配齐配足现场管理人员；另一方面要提高解决问题的效率，建立现场巡查、检查、抽查等制度，及时召开协调会议，建立有效的反馈机制，保证现场问题能够及时解决，必要时采取工程总承包的模式转移管理风险。

（5）自然风险。自然风险水平极低，根据目前的自然气候条件，发生不可抗力的可能性较低，可采取工程保险等风险转移等手段将此类风险影响降到最低。

4 结论

本文以业主方的视角，应用较为前沿的云理论对项目进度风险管理进行研究并得出结论。本文在进度风险因素识别、权重计算、风险分析与评价过程中原始数据的采集主要应用了专家调查方法，具有较大的随意性及主观性，可能导致风险评价结果与实际情况存在一定差异。随着全球网络的进一步发展，大数据分析已展现出独特的优势，将成为模糊性数据分析的有效方法，逐步探索形成项目风险管理的大数据清单，为以后的风险管理指明方向。

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