基于DPSIR与物元分析的城市轨道交通PPP项目绩效评价

王建波， 刘芳梦， 有维宝， 杨迪瀛， 张 薇

(青岛理工大学管理学院， 山东 青岛 266520)

0 引言

城市轨道交通是一种方便、安全、舒适的环境友好型交通方式，与传统的公共交通相比，更为环保、节能，且节约土地、交通容量大，符合可持续发展的原则。城市轨道交通建设周期较长，不仅需要巨大的投资，还要求高的建设和运营质量，同时会涉及众多的利益相关者，因此不能单靠公营部门的投资运作，还需要私营部门的参与。PPP(public private partnership)模式是指私营部门获得公共部门的授权，对项目进行融资、建设并在一定特许经营期内运营该项目，发挥各自优势，以实现参与方利益目标，已被大多数国家认为是实施城市轨道交通项目的重要模式。我国大部分城市的城市轨道交通项目都还处于前期阶段，建立一套完善可行的绩效评价系统有利于城市轨道交通PPP项目更好的发展。

袁竞峰等[1-3]以VFM为导向，采用关键绩效指标方法，识别出48个PPP项目绩效指标，运用结构方程模型进行评价，同时引进“最优价值”的理念和标杆管理的思想对PPP项目进行定性和定量的评估。王超等[4]通过对国内外相关文献中出现的PPP项目关键成功要素的识别，构建了关于PPP项目各阶段的绩效指标体系。王玉梅等[5]选取了相对独立的第三方作为评价主体，构建了包括项目环境、利益各方满意度、财务能力、内部控制管理、创新与成长性5个维度的平衡计分卡评价体系。杜静等[6]以财政部物有所值指引为基础构建了城市轨道交通PPP项目VFM定性评价体系，并且利用专家打分法确定了指标权重。邹东升等[7]以公共价值为导向，对PPP模式下城市水务行业的政府规制绩效进行探索。易欣[8]从知识转移的视角出发，以平衡计分卡为基础构建了城市轨道交通PPP项目绩效评价体系，结合物元理论和Vague集提出了绩效评价的新模型。

从上述PPP项目绩效研究中可以看出，学者们采用了多种方法对绩效指标进行识别，并从多角度出发构建绩效评价的指标体系，选取与之相适应的模型对其进行科学合理的评价，但由于PPP项目周期长、涉及利益群体众多等特点，不同的PPP项目有着各自不同的特点，上述文献对于PPP项目定位较为宽泛，没能建立更加有针对性的指标体系以及评价模型。本文在总结上述研究思路的基础上，将PPP项目进行了更明确的定位，着眼于城市轨道交通PPP项目，将DPSIR模型引入绩效评价指标体系中，同时结合C-OWA算子和物元分析法的评价模型对其进行评价。最后将该评估模型应用到北京地铁4号线绩效评价中，验证该绩效评价系统的适用性与科学性。

1 城市轨道交通PPP项目绩效评价指标体系构建

1.1 引入DPSIR模型的可行性

DPSIR模型是从系统学角度出发，在分析人与自然相互作用的基础上，为了平衡与人类生存息息相关的自然环境，遵循可持续发展的理念而提出的一套评价指标体系[9]。其考虑因素主要包括驱动力(driving force)、压力(pressure)、状态(state)、影响(impact)和响应(response)5个部分，指的是社会经济中一系列生产活动作为驱动力对自然资源产生了压力，进而引起生态环境状态的改变，这种改变又会对经济社会以及自然界造成不可否认的影响，而当人类意识到这种趋势时又会对这种影响采取某些措施进行响应，从而维持生态系统与人类经济社会系统的平衡可持续发展。DPSIR 模型如图1所示。

图1 DPSIR模型

通过对比可以发现，城市轨道交通PPP项目作为准经营性项目，涉及利益群体较多，不同利益方所追求的目标有所差异，但其本质目标是推进社会交通网络的快速形成与发展，同时满足各个利益群体的目标，因此城市轨道交通PPP项目的绩效评估与自然环境的状态评估之间有着很大的相似性。首先，表现在二者都是一个系统化的整体，指标间都存在各种相互作用的关系，其水平和表现都受到多重因素的影响。其次，二者均是通过人类社会经济生产活动的作用，对整个系统中的指标产生影响。城市轨道交通PPP项目的绩效水平不仅可以影响人们对城市轨道交通的开发与管理，反过来人们对城市轨道交通PPP项目的分析与投入(如物有所值评价、财政承受能力评价、人力财力投入等)都会影响绩效水平。最后，二者都遵循 DPSIR 的因果关系链。将城市轨道交通PPP项目绩效看作是一个广义的大环境，各个影响因素和城市轨道交通绩效之间都存在因果关系。基于以上分析，本文将DPSIR模型引入到城市轨道交通PPP项目绩效指标的构建中，并对模型的有关定义进行相应的调整，使其能够更加适用于城市轨道交通PPP项目的绩效评估。

1.2 绩效评价指标体系的设计

通过对PPP绩效评价的相关文献[1-5,10-14]进行分析，识别出影响PPP项目绩效水平的相关因素。具体分析有关城市轨道交通特性的相关文献[6,8,15-18]，并通过对有关专家以及相关单位技术人员进行走访，最终筛选出23个绩效评价指标，如图2所示。

按照DPSIR模型的相关思想，将上述指标进行分类。驱动力指标(D)： 促进城市轨道交通快速发展和推进社会出行方式多样化的潜在驱动力，如国家的相关法律法规政策以及相应的专项资金对城市轨道交通项目的支持力度、公众对交通资源的需求度、大众环保意识的增强进而得到普及的绿色出行的观念等都是城市轨道交通PPP项目发展的推动因素。压力指标(P): 在各种政策支持公众需求驱动力的作用下产生的可以促进城市轨道交通发展的压力，即建设技术方案的先进性、运营技术的可靠性、票价补贴政策执行度、公私部门资金到位情况以及其风险识别的全面性和风险分担的合理性都是由驱动力产生，进而影响整个城市轨道交通PPP项目的管理进程。状态指标(S)： 在上述压力作用下，城市轨道交通项目的状态表现，如施工期安全事故率、运营期安全事故率、运营设备故障率、运营准点率以及公众对出行票价费用和服务的整体满意程度。影响指标(I): 城市轨道交通PPP项目正常运作状态下对整个社会系统带来影响，具体表现为城市交通网的健全度、私营部门收益率、公众对城市轨道交通出行的满意认可度以及为社会的可持续发展带来的环境效用的影响。响应指标(R): 为改善和提高城市轨道交通PPP项目的运作水平所采取的对策和措施、制定的相关政策等，如运营管理技术水平的提高、面对安全事故的整改应对水平、票价收益补贴相关制度的完善、风险识别的完整性和风险分担的合理可行性以及PPP程序的标准规范化。

图2 城市轨道交通PPP项目绩效指标体系

2 构建城市轨道交通PPP项目绩效评价模型

2.1 绩效指标体系的量化

基于评价体系中指标的不同特性，对政府财政对项目支持力度、城市轨道交通需求度、公众满意度等定性指标，通过咨询相关专业专家以及从事PPP项目咨询的企业工程管理人员，针对指标体系设置由高到低5个不同水平的评价等级，分为优秀、良好、中等、较差、极差。对于定量指标，以其一定时间区间内发生的次数或百分比数据为依据，同样采用以上5个水平等级来评价。针对不同量级的指标，采用以下量化方法: 1)频率量化法，即每个特定周期内发生的次数，如设备发生故障的次数和安全事件发生的次数等。2)目标达成情况量化法，将项目实际运营的结果与预先设定的目标进行比较得到比值，如资金落实率和票价补贴执行程度等。3)统计结果量化法，即直接给出数字化的统计结果，如运营准点率。建立城市轨道交通PPP项目绩效指标量化表，如表1所示。

表1 城市轨道交通PPP项目绩效指标量化表

表1(续)

2.2 绩效指标权重的确定

OWA算子是由Yager教授提出，经过不断改进形成的C-OWA算子，在确定指标权重中广泛应用，该算子将专家所赋权重与组合数相结合，实现了对评价指标的科学加权[19]。将C-OWA算子引入城市轨道交通PPP项目绩效指标的权重确定中，可以避免采用AHP法或熵权法进行评价指标赋权时，忽略专家主观偏好对指标权重的影响，使得评价结果更具有科学性。具体指标权重计算步骤如下。

步骤1： 邀请5位城市轨道交通领域的专家，采用五分制打分法对上述指标进行打分，构成绩效指标原始集合，用X=(x1,x2,…,x5)表示。将原始数据按照从大到小顺序进行排列，并从0开始编号，得到新的数据集合Y=(y1,y2,…,y5)。

(1)

步骤3： 用上述数据权重Ψn+1对数据集合Y加权，得到评价指标的绝对权重，用wi表示，

(2)

式中i表示评价指标个数。

步骤4： 计算评价指标的相对权重，用Wi表示，

(3)

2.3 绩效评价模型的确定

物元分析理论是蔡文教授创立的一门介于数学和实验科学之间的新学科[11]，根据事物关于特征的量值来判断事物属于某集合的程度，利用可拓集合和关联函数，突破常规，引入创造性决策技巧，抓住关键策略，能够最大限度地满足系统中各个指标的相容性，是解决存在主要矛盾的统一系统评价的有力手段。对于城市轨道交通PPP项目而言，绩效评价的结果要综合考量定性和定量的数据，物元分析法的实用性较强，对定量和定性指标都适用； 同时还要考虑到城市轨道交通PPP项目的不确定因素，不同项目的评价指标和评价目的可能存在一定的差异性，引入物元评价方法可以增加评价体系的灵活性，在进行绩效评价时可对待评价物元的经典域和节域作出对应的调整。本文为上述评价体系建立了物元可拓模型，步骤如下。

步骤1： 根据待评价事物的特征选取多个特征量实测值，建立相应物元矩阵

(4)

式中：P0为待评价单元；Ci为待评价单元的第i项特征(i=1,2,…,n)；Zi为关于C的量值，即对待评价单元第i项特征进行分析的原始数据。

步骤2： 确定经典域和节域物元。当Pj为标准事物，第j等级在特征Cj下的取值范围为vji=(aji,bji)时，经典域的物元可表示为

(5)

由标准事物Pj加上可转化为标准的事物所组成的物元P，Rp为节域物元。其中Zpi=(api,bpi)为节域物元关于特征Ci的所有等级的量值范围。节域物元可以表示为

(6)

式中(aji,bji)⊂(api,bpi),i=1,2,…,n。

步骤3： 归一化处理。将待评物元矩阵中的量值除以节域矩阵Rp中的数值bpn，得到新的待评物元矩阵

(7)

将经典域的量值两端同时除以节域矩阵Rp右端的数值bpn，得到新的经典物元矩阵

(8)

Dij=|Zi-(aji+bji)/2|-(bji-aji)/2。

(9)

步骤5： 计算关联度。将距离范围Dij代入关联度函数Kj(Xi)，得到综合关联度

(10)

步骤6： 确定评价等级。根据Kj=max{Kj(P)}，确定待评物元P属于等级j。

3 案例分析

北京地铁4号线是我国率先引进PPP模式的城市轨道交通项目，总投资153.8亿元。2004年12月，香港地铁公司、北京市基础设施投资有限公司、北京首都创业集团有限公司签署了关于4号线投资、建设、运营合作的原则性协议，并于次年与北京市政府和北京市轨道交通建设管理有限公司草签了4号线的特许经营协议和项目管理协议，项目于2009年开通运营。作为研究热点，许多学者将研究角度定位在项目的模式运作、票价收益补贴以及风险管理上，本文从项目绩效的角度出发，对北京地铁4号线进行绩效评价。

3.1 指标权重确定

采用C-OWA算子确定评价指标权重，邀请5位城市轨道交通建设领域专家，针对图2中指标体系按五分制进行打分，从而求得一级指标权重。一级指标专家打分如表2所示。

表2 一级指标专家打分值

首先，将5位专家打分的原始数据从大到小进行排列，得到新的数据集Y=(4.5,4,4,3.5,3)； 其次，由式(1)得到各数据权重Ψ=(0.625，0.25，0.375，0.25，0.062 5)，利用式(2)得到评价指标的绝对权重

同理可得：w2=4.343 8,w3=4.968 8,w4=4.312 5,w5=3.625。最后利用式(3)计算得到一级指标的相对权重W=(0.182,0.206,0.236,0.204,0.172)，其他指标权重计算方法类似。

3.2 项目数据的收集与处理

对北京地铁4号线项目的各项指标按其特性进行收集处理： 1)定性数据采用问卷调查形式收集，问卷共设17个题项，发放50份问卷(高校专家10份，PPP咨询单位技术人员10份，相关专业高校学生30份)，专家问卷回收率为100%，其余相关专业人员问卷回收率为70%，通过对相关题目的选项结果进行统计，计算其对应指标的平均得分； 2)定量数据通过政府和社会资本合作(PPP)研究中心、相关研究文献[20-21]以及相关网站等公开的资料进行收集。最终得到指标权重以及各项指标得分，如表3所示。

表3 北京地铁4号线PPP项目绩效评价指标权重及得分

3.3 物元分析模型评价

基于以上数据整理与分析，引入物元分析法模型。

步骤1： 根据表2中的指标等级量化范围确定节域矩阵

步骤2： 根据式(5)建立等级为5层的经典域矩阵

根据式(8)进行归一化处理得

步骤3： 根据式(4)建立待评物元矩阵

根据式(7)进行归一化处理得

步骤4： 根据式(9)计算得出上述23个绩效指标关于5个评价等级的距离结果

步骤5： 根据式(10)计算出每个评价等级对应的关联度值K1(P)=0.903 3、K2(P)=0.941 3、K3(P)=0.898 1、K4(P)=0.811 5、K5(P)=0.633 0。

综述所述，得到北京地铁4号线项目的绩效指标评价值Kj=max{Kj(P)}=0.941 3，评价结果属于2级良好。因此可得出北京地铁4号线项目绩效评价结果为良好，该结论与2016年北京市交通发展年度报告中的相关经济技术指标数据(见表4)吻合，符合当前实际状况。

表4 2016年北京市城市轨道相关数据统计分析

同理，对各一级指标下的绩效指标进行评价，得到DPSIR各个层面的绩效指标分别为优秀、良好、优秀、中等、良好。从分项评价结果可以看出，项目前期以及项目运作的相关指标的绩效评价值较高，无论是政府还是社会资本对于项目的支持力度都有利于PPP模式的运作，同时项目的各项状态(S)指标绩效评价结果也均优秀，可以看出PPP模式运作下的项目能够符合预期效果。但在各一级指标中，影响(I)绩效评价值偏低，原因可能是城市轨道交通项目的建设周期较长，影响范围较大，同时北京地区交通网络的发展速度很难与其城市化的速度相持平，从而导致影响(I)这一绩效指标相比其他绩效指标偏低。但从整体来看，此项目的绩效指标为良好，证明了城市轨道交通项目引进PPP模式的可行性与科学性。

4 结论与建议

1)将DPSIR模型引入城市轨道交通PPP项目中，从5个层面建立了绩效指标体系，充分考虑了指标相互作用关系的同时，避免了指标确定过程中的重叠和缺失现象，使得指标体系能够更加全面系统地测评城市轨道交通绩效的真实情况，且针对性较强。

2) 将C-OWA算子和物元评价结合引入绩效评估模型，该模型既克服了专家主观偏好影响，也充分考虑了指标的关联性和统一性。将该模型应用在北京地铁4号线绩效评价中，得到项目的整体绩效水平为良好，评价结果符合实际情况，表明模型具有适用性和可行性。

3)绩效评价结果显示，项目在影响(I)方面有待提高。对于政府而言，需要大力推进城市交通网的建设，提高公众参与度，督促社会资本方引进更加先进的技术以减少施工对公众生活带来的影响，减少环境污染，同时提高项目公司的创新能力以提高项目的整体绩效值。