基于案例推理的交通基础设施PPP项目再谈判触发点识别研究

刘 华， 史燕宇

(西安建筑科技大学管理学院， 陕西 西安 710055)

0 引言

随着PPP模式的大力推进，政府与私人资本合作逐渐成为建设交通基础设施项目的主要途径，但交通基础设施PPP项目具有交易结构复杂、项目持续时间长等特点，使得签订初始合同时，难以预料所有潜在再谈判触发点，致使交通基础设施PPP项目在实践过程中极易发生复杂的再谈判。因此，识别出拟建项目潜在的再谈判触发点，减少再谈判的发生，对项目的顺利推进具有重要的现实意义。

关于PPP项目再谈判的问题已引起国内外学者的广泛关注，王芳芳等[1]结合实际案例得出我国水务类PPP项目的再谈判触发点主要为制度不完善、法律法规变更频繁、外界环境影响等； 吴淑莲[2]在专家评判的基础上，运用模糊数学，识别出再谈判关键影响因素主要涉及合同、相关利益者和外部环境，并提出对再谈判操作规程的设计； 刘婷等[3]通过梳理以往PPP项目，指出引发再谈判发生的因素主要有需求预测不准确、政府的信用水平和法律变更等，并提出重视政府责任、前期调研等建议； 贺静文等[4]通过运用因子分析方法识别引发再谈判发生的影响因素有： 风险分担与利益共享、参与方履约能力与合作关系； 任志涛等[5]通过结构方程模型分析得出影响再谈判发生的原因主要集中在政府、外在宏观条件和公众3个方面； Trebilcock等[6]指出制度能力是影响PPP项目再谈判的一个重要因素； Eduardo等[7]通过分析智利、哥伦比亚和秘鲁公路特许权重新谈判的案例指出政府采取机会主义行为是引发项目再谈判较为常见的因素。

以上学者运用不同的方法分析了在PPP项目实施过程中引发再谈判的关键影响因素，并提出相应的应对措施。上述研究忽略了关键影响因素在特定环境中发生的可能性大小，对所有潜在触发点均设置详尽的预控措施，增加了项目的管理难度与成本，同时未能重点预控最有可能发生的触发点，难以提高项目的管理效率，实现资源的合理分配。针对以上不足，本文综合运用粗糙集理论及最邻近法检索相似案例，以期确定在特定环境下拟建项目最有可能发生的再谈判触发点，为拟建交通基础设施项目科学决策做参考。

1 交通基础设施PPP项目再谈判触发点及其产生根源

1.1 再谈判及其触发点的界定与内涵

合同的再谈判是补充初始契约不完整的重要机制，而PPP模式下的合同再谈判主要是指在PPP项目特许权被授予之后，因初始合约设计漏洞等意外事件，致使政府与社会资本在权义、利益的分配方面产生分歧，对合同的顺利履行形成阻碍，从而导致发生再谈判[8]。再谈判触发点可归类为外生和内生2个方面，前者主要涉及合同的外部因素，如经济、法律等宏观环境的变化；后者与初始合同设计相关[9]，如项目可行性研究不充分、参与方经验匮乏及机会主义行为等均可能会导致项目实际情况与合同初始设计偏离。

1.2 再谈判触发点及其产生根源

通过文献调研已发生再谈判的隧道、地铁等交通基础设施PPP项目，并对其再谈判触发事件从政治、经济、社会、技术4个方面进行PEST分析[10-11]，如表1所示。

表1 交通基础设施PPP项目再谈判触发点的识别

由表1分析可知，交通基础设施类PPP项目再谈判触发点主要有交通量预测不准确、政府信用缺失、同类竞争项目出现、公众反对和法律变更等，而再谈判发生的根本原因是交通基础设施PPP项目初始契约不完备[12]。因此，本文从契约不完备的角度对触发点产生根源做进一步分析，寻找更有效的解决途径，如图1所示。

2 案例推理(CBR)运作机理及实现技术

2.1 CBR运作机理

CBR(case-based reasoning)技术是人工智能领域一种新型的推理技术，通过此技术可从案例库中挖掘潜在的有效信息，辅助决策者有效分析经验数据和当前数据，预测未来的状态和行为，提高实例性知识的有效利用率[13-14]。其基本流程主要包括案例检索、案例修正、案例重用及案例保存，如图2所示。

图1 触发点产生的根源

Fig. 1 Sources of renegotiation trigger point in transport infrastructure PPP projects

图2 CBR基本流程

基于CBR基本流程，提出基于交通基础设施PPP项目再谈判触发点识别的CBR运作原理，包括： 案例库的构建与案例表达、相似案例检索、对相似案例挖掘和案例保存，如图3所示。

图3 CBR运作原理

2.2 交通基础设施PPP项目再谈判的CBR实现技术

2.2.1 案例库的构建与案例表达

本文案例库的数据来源主要为PPP项目库、文献调研及专家访谈，通过收集已发生再谈判的交通基础设施PPP项目构建案例库。为了CBR系统实现良好的推理效果，需对收集到的案例进行预处理，将各个交通基础设施PPP项目再谈判的案例以统一的格式储存于案例库中。用一个多元数组来表达实例：C=[F,X,ω,T]，其中，F代表案例库中的实例；X为问题的初始描述，即一系列的属性特征，X=[X1,X2,X3,X4,…]；ω表示每个案例属性特征的重要程度，ω=[ω1,ω2,ω3,ω4,…]，即特征权重；T为求解目标。

2.2.2 案例检索

CBR技术的关键步骤之一是设定合理的案例检索方法。首先需利用粗糙集对案例特征属性约简[13]，对初始数据进行精简处理，然后采用数据挖掘技术中的最邻近法[15]，即根据案例特征属性的取值类型，采用基于距离的度量计算方法，同时，综合运用信息熵和层次分析法(AHP)确定权重来调整距离度量，以实现对相似案例的检索。

2.2.2.1 基于熵权法和AHP的权重计算

案例特征属性权重的确定在再谈判触发点识别过程中占据重要地位，本文利用熵权法和AHP分别计算案例特征属性的客观、主观权重以求得综合权重，以最大限度地减少信息损失。

1)基于熵权法的属性特征客观权重计算[13]。①假设案例库中有n个案例，每个案例的属性特征有m个，则每个方案的各指标构成判断矩阵

B1=(rij)m×n(i=1,2,…,m;j=1,2,3,…,n)。

(1)

式中：j表示第j个案例；i表示j案例的i属性；rij表示案例特征属性的赋值。

②将以上判断矩阵进行归一化处理，即得到归一化矩阵

B2=(bij)m×n。

(2)

式中bij代表案例特征属性归一化处理后所得的值，bij=(rij-rmin)/(rmax-rmin) (其中，rmax、rmin分别是在同一特征属性下不同案例属性的最大值、最小值)。

③熵可以定义为

(3)

④由以上的信息偏差度，可得权重公式

(4)

2)基于AHP的主观权重计算[16]。AHP是以人的经验判断为基础，把复杂问题分解为若干层次，确定各级指标权重的方法，可借助超级决策(super decision，SD)进行计算，步骤如下：

①建立阶梯层次结构模型。将模型涉及到的因素按照目标层、准则层、指标层依次进行划分，每层包含有若干元素，并依次在SD软件中建立模型。

②构建判断矩阵。将同一层次中不同的指标进行两两比较，根据相对重要性确定判断矩阵元素Aik的值，其中，Aik>1说明元素i比元素k重要，Aii=1，Aik=1/Aik，在SD软件中的打分界面对各子目标的优势度进行打分。

③对各层因素指标权重一致性检验。基于以上步骤，可从指标优势度界面得知各层因素指标主观权重ωsi以及一致性指标CR。如果CR<0.1，则保持显著性水平，由此说明判断矩阵是保持一致的； 反之需要对判断矩阵权重进行调整。

由最小信息熵得到指标综合权重ωi的公式为

(5)

2.2.2.2 案例相似度的计算[13]

1)属性间相似度计算。本文涉及的案例属性特征主要分为数值型和等级型2种属性。

①数值型属性的相似度。数值型属性是指能够直接用数值表示的属性，计算公式为

sim(fi,yi)=min(fi,yi)/max(fi,yi) 。

(6)

式中：fi为源案例f属性i的属性值；yi为目标案例y属性i的属性值。

②等级型属性的相似度。等级型属性是将数据划分在其相应的等级，并使之符号化。基于距离的度量计算方法，属性相似度的计算公式为

(7)

2)总体相似度计算。由以上2种属性间相似度和基于熵的属性权重来计算目标案例，并结合各个源案例的整体相似度，总体相似度计算公式如下：

(8)

式中： sim(Fj)为目标案例与案例库中第j个案例的相似度；ωi为CBR案例库中第i个属性的综合权重。

3 案例分析

进入21世纪以来，中国隧道年均里程逐年增长[18]，而隧道PPP项目具有规模庞大、复杂程度高、投资额大等特点，同时，采用PPP模式建造隧道项目的时间相对较短，管理等方面还不够成熟，造成在建设运营过程中难免发生再谈判。因此，选取隧道类PPP项目来验证交通基础设施PPP项目再谈判CBR模型的有效性，案例库中隧道类项目有上海延安东路隧道、宁波常洪隧道、香港东区海底隧道、香港西区海底隧道、南京长江隧道、深圳梧桐山隧道、上海打浦路隧道、杭州庆春路过江隧道、香港大老山隧道和青岛胶州湾海底隧道(文中分别用F1—F9代替)。其中，深圳梧桐山隧道长达10年的再谈判，对参与各方以及公众造成无法估量的损失，具有一定的代表性，因此，选择深圳梧桐山隧道为拟建项目，其余案例作为对比项目。

深圳梧桐山隧道位于深圳市沙头角镇，是深圳市区到东部开发区的重要通道，项目由深圳市东部开发集团公司、深圳市国际信托投资公司和深圳市社会劳动保险公司等共同建设完成。梧桐山隧道分为1期工程(上行隧道)和2期工程(下行隧道)，全长2 317.3 m，耗资2.9亿元。深圳梧桐山隧道自运营以来，曾抬升收费标准3次，前后总体增加了92%，引起公众的强烈不满并呼吁政府回购隧道取消收费。政府与私人资本展开了历经10年的再谈判，最后，此PPP项目以政府收购隧道而告终。

3.1 案例特征属性的约简

案例特征属性作为描述案例状态的指标，对于案例筛选极为重要，初始属性指标主要根据文献总结凝练及专家访谈设置，如表2和表3所示。

表2 初始案例特征属性

注： 1)字母上标为1的表示属性指标来源于文献总结凝练； 2)字母上标为2的表示属性指标来源于专家访谈。

同时，需对案例属性进行符号化，离散属性数据可直接赋值1、2、3、4； 对于可用客观数据间接表达的定性连续属性，则可以通过收集客观数据来表达，否则需通过专家访谈来确定，然后根据属性特征性质的不同，将各指标数据划分在不同的等级[19]，并用符号1、2、3、4表示，其中，分值越大表示指标性能越好，如表4所示。

表3 访谈专家基本情况

表4 初始案例特征属性信息系统

以区域经济环境为例，对其二级特征属性进行约简。利率的变动极易引起再谈判的发生，因此，选取A3为参照变量，对案例特征属性进行指标约简，具体步骤如下：

A={A1、A2、A4} ，

U/A3= {(F3、F7、F8)，(F2、F4、F5、F6、F9)，F1} ，

U/A= {F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9} ，

PosA(A3)={F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9} ，

U/(A-A1)= {(F7、F9)，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F8} ，

Pos{A-A1 }(A3)={F1、F2、F3、F4、F5、F6、F8}≠PosA(A3) ，

U/(A-A2)={(F2、F6)、(F3、F7)、(F4、F5)、F1、F8、F9} ，

Pos{A-A2}(A3)={F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9}=PosA(A3) ，

U/(A-A4)={(F2、F9)、(F1、F5)、F3、F4、F6、F7、F8} ，

Pos{A-A4}(A3)={F3、F4、F6、F7、F8}≠PosA(A3) 。

式中：U为信息系统的论域，U={F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9}; Pos(A3)表示A3相对于A的正域。

由上述计算结果可知，A1(地区生产总值增速)、A3(利率水平变动)、A4(通货膨胀程度)为重要指标，不能被简约，同理可得其余一级指标的约简结果。

3.2 相似案例的检索

3.2.1 案例特征属性权值计算

3.2.1.1 基于信息熵的权值计算

以一级案例特征属性区域经济环境为例，其中，A1、A3、A4指标信息系统如表4所示，利用式(1)—(4)计算其案例特征属性权重，各属性取值如表5和表6所示。

表5 数据归一化处理

表6区域经济环境熵值及权重

Table 6 Entropy values and weights of regional economic environment

项目A1A3A4熵值HiA0.989 10.988 30.990 1权重ωOA0.334 30.359 60.306 1

3.2.1.2 基于AHP的权值计算

以一级案例特征属性区域经济环境为例计算其权值，邀请行业内专家访谈，对二级指标A1、A3、A4做重要性的评定，采用1—9标度法构造指标区域经济环境的判断矩阵，借助SD软件计算各二级指标的权重并进行一致性检验，如表7所示。

表7区域经济环境的判断矩阵及权重

Table 7 Judgment matrix and weight of regional economic environment

二级指标A3A1A4ωSAA31420.558 4A11/411/30.122 0A41/2310.319 6

注： CR(一致性指标)=0.017 6<0.1，表示通过一致性检验。

3.2.1.3 案例特征属性综合权重计算

利用式(5)计算案例特征属性的综合权重ωi，如表8所示。

表8 案例属性特征综合权重

3.2.2 案例属性特征相似度计算

利用式(6)—(8)计算案例属性特征局部相似度及整体相似度，见表9和表10。

表9 案例属性特征局部相似度

表10 案例整体相似度

3.3 结果分析

计算结果得出T=F4，即案例库中香港西区海底隧道项目(以下简称： 西隧)与深圳梧桐山隧道项目的综合相似度最大。这2个项目的再谈判触发点均是公众反对多次提高收费标准这一事实相符，结合案例，具体分析过程如下。

1)检索相似源案例。利用案例特征属性表达案例的基础上，运用CBR模型识别出与其最为相似的案例F4，即香港西区海底隧道项目。

2)识别拟建项目的再谈判触发点。西隧项目在运营期间，多次提高收费标准，使得公民不得不选择另一条已很拥堵的红磡海底隧道，导致西隧交通量迅速减少而红磡海底隧道更为拥堵。同时，居民强烈反对收费标准的提高，并呼吁政府收购西隧，最终导致政府与私人资本展开再谈判，即公众对提高收费标准的反对为西隧项目的再谈判触发点。通过推理模型可知，拟建PPP项目潜在再谈判事件发生前的自然状态与香港西区海底隧道项目相似度最大，因此，拟建项目最有可能因社会环境中公众的原因引发再谈判。

4 结论与讨论

1)提出将CBR方法应用到交通基础设施PPP项目再谈判问题中，并引入粗糙集理论，对初始的案例特征属性进行约简； 同时，综合运用了熵权法和层次分析法，优化案例特征属性的权重，提高了CBR模型的准确性与适用性，为合同再谈判的事前控制决策提供参考。

2)结合拟建项目的自身特点，考虑再谈判触发点在实际环境中发生可能性，识别出该项目中最有可能发生的再谈判触发点，并对该触发点进行更深入的调研。在实际操作中能加强对其的重视程度以规避再谈判的发生，同时，提高项目的管理效率，实现资源的合理分配。

3)以深圳梧桐山隧道PPP项目为例，识别出该项目潜在再谈判触发点为公众反对多次提高收费标准。基于此，可针对性地设定事前控制防范机制，首先，制定详尽的调研方案，如调研项目周边居民的消费水平以及公众对收费的支付意愿等情况； 然后，在制定价格调整条款时，依照调研结果对其进行补充，提高初始合同的完备性； 最后，在项目运营过程中，实时跟踪该潜在再谈判触发点，并持续关注公众的反应，及时地通过听证会等形式对收费标准进行调整以缓解各方矛盾，从而避免因公众反对收费过高而引发冗长的再谈判。

4)本研究选取交通基础设施PPP项目案例库中的隧道类PPP项目为验证对象，但不同类别的项目之间存在一定差异，因此，将模型运用在轨道交通、道桥等类别交通基础设施PPP项目中的效果有待进一步验证。