基于层次-模糊综合评价法的东非公路施工成本风险评估＊

■ 冯辉红 张佳 李伟

西南石油大学 土木工程与建筑学院 成都 610500

0 引言

随着经济全球化发展、中国“一带一路”倡议的提出，中非共建“一带一路”正处于新的历史机遇期，非洲东部地区GDP 平均增长率约为7.1%，高于非洲3.6%的平均水平，可以说东非已成为非洲大陆经济增长表现最佳的地区之一。然而，随着与各国贸易往来的逐渐增多，东非交通运输网络的覆盖广度和便利程度已难以适应其经济快速增长的需求[1]。因此，为了保持经济持续健康发展，公路建设是东非各国当前的首要任务[2]。在东非公路工程的建设过程中，承担施工管理的责任方往往是中方项目部，施工的实施则是双方配合完成，即联合体承包的方式[3]，这种承包方式下施工成本目标是项目达成度的重要衡量指标之一，而成本控制遵循主动控制原则，风险管理是主动控制的有效手段之一[4]；因此，对于东非公路工程的中方与地方项目部而言，施工成本风险控制是实现经济效益的必要途径[5]。

东非公路工程的施工成本控制具有其显著的特点。首先表现为费用构成特殊，目前东非地区参照的是我国公路的概预算编制方法和费用构成标准，具体包括《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》（JTG B06-2007）、《公路工程概算定额》（JTG/T B06-01）、《公路工程预算定额》（JTG/T B06-02）和《公路工程机械台班费用定额》（JTG/T B06-03），以其地区特点套用我国的费用规定，就必须在具体费用分析时结合实际情况加以调整；其次表现为环境状况复杂，东非地区包括埃塞俄比亚、肯尼亚、乌干达、卢旺达等11个国家，各具地域特点，其自然环境与社会环境呈现差异较大。因此，影响公路建设成本的控制因素多而复杂，要求控制成本措施的综合程度高；最后表现为涉外协调难度大，东非地区民族种类繁多，如马赛族、哈姆族、库希特族等，各族民俗文化习惯不同，在施工过程中，中方项目部需雇佣或解雇当地劳动力且保持与当地项目部的良好协作，内部、外部及内外环境界面之间的协调难度大。因此，东非公路工程施工成本控制难度大、风险高。

国内外对于施工成本风险控制的研究方法主要有灰色理论法、熵权法、层次分析法和模糊综合评价法等。其中，灰色理论法主要适用于小样本、贫信息的数据分析，熵权法的适应性较强，可用于定量确定权重的各类分析过程，而层次分析法则适用于不确定性因素和主观信息较多的问题研究。因此，结合东非公路工程施工成本控制费用构成特殊、环境状况复杂、涉外协调难度大的特点，采用层次-模糊综合评价法，在以层次分析法进行成本风险因子的主观性判断基础上，结合模糊综合评价法通过精确的数字手段处理模糊的评价对象，对施工成本风险因子中蕴藏信息呈现模糊性的资料做出较为合理并贴近实际的量化评价。

基于此，本研究根据东非地区公路工程施工成本控制现状，结合其地域特点，利用风险分解结构法（RBS），对影响东非公路施工成本的风险因素进行辨识，据此建立风险控制指标体系；应用层次-模糊综合评价法构建适应东非地区公路工程施工成本控制风险的评估模型，综合分析各风险指标对成本控制的影响，对主要的影响指标进行定量排序，并针对性地提出控制建议与措施。最后以东非某公路工程作为实例加以验证，以保证风险评估模型的实用性。

1 应用RBS方法进行东非公路施工成本控制因子分析

RBS 方法，即风险分解结构法。是基于目标分解的原则，将可能引起风险事件发生的风险因素进行细化和分解的一种风险识别方法[6]。应用RBS方法进行东非公路施工成本风险识别的要点是成本构成因子和成本控制因子的分析，最终目的是建立施工成本控制风险识别清单。

1.1 东非地区公路施工成本的构成因子分析

1.1.1 东非地区公路总造价的构成

东非地区公路的广义造价包括建筑安装工程费、设备及工器具购置费、工程建设其他费和预备费4大部分。其中，建筑安装工程费是东非地区公路的狭义造价，指的是公路工程中直接形成工程实体所发生的费用，包括直接费、间接费、利润和税金4 个部分，是包含了施工成本在内的发承包价格。

1.1.2 东非地区公路施工成本的构成

东非地区公路施工总成本包括建筑安装工程费中的直接费和间接费，其中直接费构成直接成本，是指施工过程中耗费的构成工程实体和有助于工程形成的各项费用，是控制现场施工成本的首要因素。因此，施工成本的风险控制主要是针对直接成本而言的。直接成本的构成如图1所示。

图1 东非地区公路施工成本的构成

（1）直接工程成本：包括人工成本、材料成本和施工机械使用成本；

（2）其他工程成本：包括雨季施工增加成本、旱季施工增加成本、夜间施工增加成本、特殊地区施工增加成本、行车干扰工程施工增加成本、安全及文明施工措施成本、临时设施成本、施工辅助成本和工地转移成本[7-8]。

2 东非地区公路施工成本风险的控制因子分析

2.1 直接工程成本风险控制因子

直接工程成本风险控制因子即生产要素成本控制因子，主要包括人工、材料、施工机械使用成本风险控制因子。

2.1.1 人工成本风险控制因子

人工成本风险控制因子主要包括当地劳工成本风险、中方技工成本风险和人工辅助成本风险3项。

（1）当地劳工成本风险。由于东非公路工程量大、建设周期长，需大量雇佣当地劳工完成劳务任务。而当地的法律非常注重保护劳工的权益，一经雇佣，不得轻易辞退,否则将面临高额赔偿风险[9]；

（2）中方技工成本风险。为保证东非公路的技术质量要求，施工过程中的技术工人往往需从国内大量派遣，而国内技术工人对当地的施工和人文环境等均需有一定的适应能力，否则将出现协调困难的风险[10]；

（3）人工辅助成本风险。东非气候不同于国内，无春夏秋冬之分，全年只分旱季和雨季，因此受气候影响较大，停工风险较高，人工辅助工资成本风险相应增加。

2.1.2 材料成本风险控制因子

材料成本风险控制因子主要包括材料运输成本风险、材料自采成本风险和材料损耗成本风险3项。

（1）材料运输成本风险。由于东非属经济落后区，加之公路原材料市场资源匮乏，因此，除个别紧急采购物资须从当地市场解决外，大量公路工程材料均需从项目所在国之外的国际市场进行境外采购，大大增加了材料运输成本[11]；

（2）材料自采成本风险。公路施工过程中需自行开采加工的砂、石、土及粘土等材料，承包商需在现场考察中对于是否能开采出符合合同要求的材料做出客观的评判，必要时还需进行相关试验，以确保材料可靠。否则开采地所采出的砂石料等质量不能完全保证满足生产需求时，将增大材料自采成本风险[12]；

（3）材料损耗成本风险。物流运输是国际工程项目采购过程中受外部环境影响最大的一个环节，也是极易产生成本风险的过程。因此，东非公路工程在材料运输过程中产生材料的运输损耗成本风险难以避免，是成本控制中的重要因子[13]。

2.1.3 施工机械使用成本风险控制因子

施工机械使用成本风险控制因子主要包括机械折旧成本风险、设备大修理成本风险和机械人工成本风险3项。

（1）机械折旧成本风险。东非地区地处赤道附近，大部分地区属热带草原和热带沙漠气候，紫外线照射强烈，普遍常年高温。而东非公路施工时，由于临时设施和施工环境所限，大量的机械设备只能就近在施工现场进行粗略保养，因此折旧成本风险相比国内较大[14]；

（2）设备大修理成本风险。在施工设备需要大修理时，由于工程所在国市场小，很难找到合适的配件，因此须从国内采购配件，相应地增加了备货、物流、海运、报关、清关等成本，与此同时也造成了故障设备的修复时间加长，可能影响到其他配套使用的机械闲置，从而增加设备大修理成本风险[15]；

（3）机械人工成本风险。在东非公路施工过程中，采用的公路专业机械设备绝大多数来自我国的国产设备，机上操作人员大多雇佣当地技工，因语言交流和技术水平的限制，机械操作工人经常存在着对施工机械性能不完全了解甚至野蛮操作的现象，从而加大机械人工成本风险[15]。

2.2 其他工程成本风险控制因子

根据其他工程费用的特点，其他工程成本风险控制因子主要包括特殊施工增加和现场施工管理措施成本风险控制因子。

2.2.1 特殊施工增加成本风险控制因子

特殊施工增加成本风险控制因子包括季节性施工增加、夜间施工增加和高原地区施工增加3项。

（1）季节性施工增加成本风险。东非地区的雨季和旱季时间长，为保证施工质量和进度要求，在施工方案中对于防雨、防旱、排水、防潮等技术措施考虑需周全，从而导致施工方案成本风险增高。同时，由于东非地区的海洋性气候以及特殊的地形条件，其干旱期或降雨量与覆盖范围对于公路施工的连续性造成很大的影响，雨季和旱季施工返修率相比平常季节呈倍数递增，相应地大大增加了返修成本风险[15]。因此，季节性施工增加成本风险主要包括雨季施工成本风险、雨季返修成本风险、旱季施工成本风险和旱季返修成本风险四项控制因子。

（2）夜间、高原地区施工增加成本风险。东非公路具有工期紧、任务重，以及鲜明的户外作业特点，因此夜间加班施工在所难免，为保证夜间施工工程及施工人员的物资、财产和人身安全，夜间施工所产生的安保措施成本以及降效成本费用均比较高[1]；同时，由于东非地处高原地区受气候、气压影响，施工过程中人工、机械的生产效率均低于预算水平，也导致成本费用增高。因此，特殊施工增加成本风险还包括夜间施工增加成本风险和高原地区施工增加成本风险两项控制因子。

2.2.2 现场施工管理措施成本风险控制因子

现场施工管理措施成本风险控制因子包括临时设施管理、安全及文明施工管理和施工辅助管理3项。

（1）临时设施管理成本风险。公路施工具有鲜明的户外作业特点，生活、生产用的临时建筑物、构筑物和其他设施等必不可少，尤其是在东非地区，公路施工沿线较长，可供租用的房屋建筑几乎没有，所有设施均需自行搭建。而临时设施的搭设，需根据工期的长短和拟投入的人员、设备的多少来确定其规模和标准，按实际发生并参照以往类似工程的历史数据确定目标值，但在东非地区可供参照的类似案例较少[16]，故搭建成本费用较高；同时，临时设施重复性利用率较低，运输费用远超过可回收的利用价值。因此，临时设施管理成本风险主要包括临时设施搭建成本风险和临时设施回收利用成本风险两项控制因子。

（2）安全及文明施工管理成本风险。公路施工现场属于开放式空间，并不能完全封闭，施工沿线的东非当地居民受文化教育程度较低，所设安全警示牌、图标及现场围挡设施等被破坏的风险性较大；加之东非当地驾驶员驾驶能力及素质参差不齐，不遵守安全操作规程和交通规则，以及酒驾、疲劳驾驶、超速、违章超车等情况多有发生，致使施工常常面临随时中断的风险。施工现场的安全及文明施工管理至关重要，因此，安全及文明施工管理成本风险主要包括安全及文明施工管理成本风险和行车干扰工程施工管理成本风险两项控制因子。

（3）施工辅助管理成本风险。施工辅助管理成本是公路工程施工中不可或缺的措施费用，但由于施工辅助工程量在公路工程量清单或设计图纸中并未详细给出，加之施工地点不固定、施工沿线较长，其成本风险控制难度更大[16]。在施工辅助管理费用中，工地转移成本费用应根据转移距离的远近和拟转移人员、设备的多少预测目标值，而东非路况不同于国内，我方项目部管理人员对此项费用熟悉程度不高，因此，还存在着二次转移风险[16]；同时在转移过程中，材料、设备等难免出现损耗，或因转移周期的延长，材料的损耗也会随之增大。因此，施工辅助管理成本风险主要包括施工辅助增加成本风险、工地二次转移成本风险和工地转移损耗成本风险3项控制因子。

3 建立东非地区公路施工成本风险控制评价指标体系

3.1 东非地区公路施工成本控制RBS风险识别清单

根据图1和施工成本风险控制因子分析，可建立东非地区公路施工成本控制RBS 风险识别清单，如表1所示。

3.2 建立东非地区公路施工成本风险控制评价指标体系

根据表1，可建立以目标层为总指标，子准则层为一级指标，控制因子层为二级指标的东非地区公路施工成本风险控制评价指标体系，如图2所示。

3.2.1 总指标

总指标为东非公路施工成本控制风险，用字母U表示。

3.2.2 一级指标

一级指标为：

（1）人工成本风险、材料成本风险和施工机械使用成本风险，分别用字母U1、U2、U3表示；

（2）季节性施工增加成本风险和夜间、高原地区施工增加成本风险，分别用字母U4、U5表示；

（3）临时设施管理成本风险、安全及文明施工管理成本风险和施工辅助管理成本风险，分别用字母U6、U7、U8表示。

3.2.3 二级指标

二级指标为：

（1）当地劳工成本风险、中方技工成本风险和人工辅助成本风险，分别用字母U11、U12、U13表示；

（2）材料运输成本风险、材料自采成本风险和材料损耗成本风险，分别用字母U21、U22、U23表示；

（3）机械折旧成本风险、设备大修理成本风险和机械人工成本风险，分别用字母U31、U32、U33表示；

（4）雨季施工成本风险、雨季返修成本风险、旱季施工成本风险和旱季返修成本风险，分别用字母U41、U42、U43、U44表示；

（5）夜间施工增加成本风险和高原地区施工增加成本风险，分别用字母U51、U52表示；

（6）临时设施搭建成本风险和临时设施回收利用成本风险，分别用字母U61、U62表示；

表1 东非地区公路施工成本控制RBS风险识别清单

图2 东非公路施工成本风险评估指标体系

（7）安全及文明施工管理成本风险和行车干扰工程施工管理成本风险，分别用字母U71、U72表示；

（8）施工辅助增加成本风险、工地二次转移成本风险和工地转移损耗成本风险，分别用字母U81、U82、U83表示。

4 东非地区公路施工成本控制风险评价模型的建立

4.1 构建判断矩阵

通过对同一层次的因素进行两两比较，使用具体数字标度代表因素xi比因素xj的相对重要性，建立判断矩阵R=(rij)n×n，判断矩阵中的各元素rij用Saaty1-9 标度法确定，具体判断矩阵标度及其含义如表2所示。

构造指标两两对比的判断矩阵，可得到n阶判断矩阵R=(rij)n×n，如表3所示。

4.2 权重的确定

根据判断矩阵，计算相对上一层指标而言本层指标的权重，一般通过计算判断矩阵对应于最大特征值λmax的特征向量，具体步骤如下。

（1）将判断矩阵R=(rij)n×n归一化得到：=其中(i,j=1,2,...,n)；

表2 Saaty1-9标度法

表3 指标的判断矩阵

（2）求特征向量，即计算-R各行和的平均值：ωi=其中(i,j=1,2,...,n)，得到ω=(ω1,ω2,...,ωn)T即为所求特征向量；

（3）计算判断矩阵最大特征值λmax：λmax=其中(RW)i表示分量RW的第i个分向量；

（4）一致性检验：

①一致性检验指标的计算：CI=CI值越大，表明其一致性越差，反之一致性越好；

②随机一致性比率的计算：CR=其中RI是判断矩阵A的随机一致性指标，数值大小仅与矩阵的阶数有关，RI值如表4所示。

表4 随机一致性指标RI

当CR< 0.1 时，判断矩阵具有满意的一致性，通过一致性检验；反之，则需要调整判断矩阵，直至通过一致性检验。

4.3 模糊综合风险评价

（1）构建东非地区公路施工成本控制风险评价因素集

将因素集U={u1,u2,...,un} 分成若干组U={U1,U2,...,Uk}，使得

称U={U1,U2,...,Uk}为第一因素集。设

其中

称为第二级因素集。

（2）评判集是对各层次评价指标的一种语言描述，就是专家评审人对评价指标进行评价后所得到评价结果的可选择范围。

则:设评判集V={v1,v2,...,vm}，对第二因素集Ui=的ni个因素进行评判。

（3）根据得到的二级指标权重向量和单因素评判矩阵，可求得二级指标综合评判为：

其中：Ai代表二级指标权重向量，Ri代表单因素评判矩阵。

（4）由（1）求得二级指标隶属度矩阵Bi(i=1,2,...k)，即可得一级指标总评判矩阵为：

（5）模糊综合风险评价，采用公式为：

其中：A代表一级指标权重向量，R代表一级指标总评判矩阵。

5 工程实例验证

肯尼亚托比摩亚雷（A2）公路项目位于肯尼亚东部省的半沙漠区，是通往埃塞俄比亚的国际通道，为新建A级公路。该项目总长129.63 km，其中包括8 km 支路。该项目总工期36 个月，保修期两年。合同总造价为120.62 亿肯先令，折合1.45 亿美元，折合9.16 亿元人民币。针对图2所列施工成本风险控制因子对本工程进行模糊综合评价如下。

5.1 构建判断矩阵确定指标权重

通过采取问卷调查的方式，向工程项目管理领域类的专家发放问卷，咨询各个专家对工程项目风险指标重要性的认识，邀请专家对指标体系中各层次的指标进行赋值，收集调查数据，确定指标体系的权重。各级判断矩阵和计算如表5～13所示。

表5 一级指标层U的判断矩阵及计算

表6 二级指标层U1的判断矩阵及计算

表7 二级指标层U2的判断矩阵及计算

表8 二级指标层U3的判断矩阵及计算

表9 二级指标层U4的判断矩阵及计算

表10 二级指标层U5的判断矩阵及计算

表11 二级指标层U6的判断矩阵及计算

表12 二级指标层U7的判断矩阵及计算

表13 二级指标层U8的判断矩阵及计算

根据上述计算可获得指标最终权重如表14所示。

5.2 A2公路施工成本模糊综合风险评价

（1）A2公路施工成本控制风险评估因素集是由第一级因素集和第二级因素集两部分构成：

第一级因素集为：

第二级因素集为：

表14 权重表

（2）根据实际情况，将风险评价分为五个等级，评语集确定为:

其中：v1表示高风险，v2表示较高风险，v3表示中等风险，v4表示较低风险，v5表示低风险。

由10 人组成的专家评估小组对二级指标中的每一因素进行单因素评判，投票结果如表15所示。

对表15进行归一化处理，可得表16所示结果。

（3）根据表14可得二级指标权重向量：

根据表16可得A2 公路工程二级指标评价矩阵为：

表15 专家投票结果

表16 专家投票归一化结果

根据公式Bi=Ai•Ri(i=1,2,...,k)可求二级指标隶属度矩阵为：

B1=A1•R1=(0.75 0.20 0.04 0.01 0)

B2=A2•R2=(0.53 0.22 0.20 0.05 0)

B3=A3•R3=(0.46 0.29 0.20 0.04 0.01)

B4=A4•R4=(0.56 0.21 0.17 0.03 0.03)

B5=A5•R5=(0.64 0.28 0.04 0.04 0)

B6=A6•R6=(0.60 0.20 0.13 0.08 0)

B7=A7•R7=(0.40 0.28 0.20 0.11 0)

B8=A8•R8=(0.53 0.23 0.19 0.05 0)

（4）根据表14可得一级指标权重向量：

A=(0.25 0.29 0.12 0.10 0.09 0.06 0.06 0.03)

由（3）求得二级指标隶属度矩阵Bi(i=1,2,...k)，即可得一级指标总评判矩阵为：

则：模糊综合风险评价为：

B=A×R=(0.58 0.23 0.14 0.04 0)

5.3 A2公路施工成本风险评价结果分析

由A2 公路施工成本模糊综合风险评价结果，即B=(0.58 0.23 0.14 0.04 0)，可 得0.58> 0.23> 0.14 >0.04 > 0，根据最大隶属度原则可得，该公路工程项目属于高风险项目；

根据一级指标权重向量 ：A=(0.25 0.29 0.12 0.10 0.09 0.06 0.06 0.03) 可得0.29 > 0.25> 0.12 > 0.11> 0.10 > 0.09 > 0.06 > 0.03，则可知该项目面临的最大成本风险是生产要素施工成本风险中的材料成本风险，材料成本风险中最大的成本风险是材料运输成本风险。

从上述模糊综合评价结果看，肯尼亚A2 公路工程为高风险项目，其中材料运输成本风险是该项目需要面临最大的风险，很大程度上是由于材料成本占项目成本比重最大，是施工成本控制的决定性因素；同时，东非国家和地区经济很不发达，原材料市场资源严重匮乏，大量公路工程材料均需从项目所在国之外的国际市场进行境外采购，因此大大增加了材料的运输成本。

6 结论

综上所述，应用层次—模糊综合评价法对东非地区公路施工成本风险进行评价。首先，利用RBS 方法得出了东非地区公路施工成本风险控制清单表；其次，根据RBS 风险控制清单表，构建了适用于东非地区公路施工成本风险控制评价指标体系；然后，建立了适应于东非地区公路施工成本风险控制的模糊综合风险评估模型。利用该模型分析得到具体公路工程中施工成本控制的风险指标，结合模糊综合评价法和层次分析法得到一级指标隶属度矩阵和二级指标的权重。在此过程中，层次分析法主要从评价问题的本质、要素出发，比一般的定量方法更讲求定性的分析和判断；结合模糊综合评价法，同时考虑多种可能遇见的风险因素，对项目做出综合评判。由此可见，所建立的风险评价模型，评价过程条理清晰，评价结果明了准确，实现了对东非公路施工成本风险定性和定量相结合的评价；此种方法，很好地克服了只从单一的某一种风险去评价的缺陷和不足，使得评价过程更为实用和稳妥，评价结果更为客观和准确，为东非地区施工的中方项目部在成本控制的风险分析与决策过程中，提供了一种综合评价的方法。