基于Fuzzy-ISM 的建筑垃圾处理PPP 项目风险因素关系研究

汪振双，程浩愚，2，刘景矿，赵 宁

（1. 东北财经大学 投资工程管理学院，辽宁 大连 116025，E-mail：zswang@dufe.edu.cn；2.中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430040；3. 广州大学 工商管理学院，广东 广州 510006；4. 东北财经大学 金融学院，辽宁 大连 116025）

近年来，随着我国城市化步伐不断加快，城市 大型基础设施建设不断完善，建筑垃圾产量日益增多，“垃圾围城”现象严重，成为制约城市发展的瓶颈。如何破解“垃圾围城”和实现对建筑垃圾减量化、无害化及资源化的处理，不仅是当前建筑业需要重视的问题，而且也影响着“无废城市”建设的成败[1]。由于建筑垃圾数量大，种类多，国内缺少专业处理机构，处理技术不成熟，致使建筑垃圾处理成本昂贵[2]。如果仅依靠政府单方面投资建设建筑垃圾处理项目，政府将承受巨额的财政费用负担，资产负债率过高，也会导致项目融资风险提高[3]。建筑垃圾项目本身属于基础性非盈利性的项目，利润空间小，愿意投资的私人部门较少，私人部门不愿意进入。如果由私人企业或部门单方面来建设建筑垃圾项目，导致资金不足又难以盈利的恶性循环。因此，有专家提出将PPP模式运用到建筑垃圾处理项目建设上。建筑垃圾PPP项目涉及众多利益相关者，参与方众多，全周期下的项目面对众多来自各方面的风险和不确定因素，这些因素相互交织，相互影响，如何识别不同的风险因素，明晰风险的作用机理和风险的内部关系等，通过风险预防、风险规避、风险转移、风险补偿等方式合理降低PPP项目风险，一直是业内关注并研究的问题。

目前，学术界多从风险识别、风险评价与分担，以及风险控制等几个方面对PPP项目进行研究。研究结果表明，建筑垃圾处理PPP项目面临多种不同类型的风险，如：经济风险[4]、运营风险[5]、合作风险[6]、社会和环境风险[7]等。虽然国内外学者在对PPP项目风险进行识别时的依据不同，但大部分学者在PPP项目风险分担中的意见统一，认为风险因素应由各参与方共同分担[8]。传统工程项目风险评价中，多基于风险独立的前提假设，然而PPP项目风险的关联性很强，风险因素之间存在相互影响。但现有研究对建筑垃圾处理PPP项目风险间关联关系关注度较小，缺乏有效度量不同风险因素相互影响程度。风险因素关系之间研究是未来风险评估和风险决策的趋势[7]。解释结构模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）方法被用来测度风险因素之间的影响程度。近年来，国内学者将ISM模型应用于PPP项目风险管理中，如孙艳丽等[9]在PPP项目融资风险因素分析中，得出了影响PPP项目融资的主要风险和次要风险。传统ISM方法在使用德尔菲法获得因素影响程度的要求较高，由于专家主观性带来的数据不稳定会叠加导致最终结果的随机性和误差性增加。为了改进传统的ISM方法的缺陷，本文在风险因素分类前提下，并ISM模型和三角模糊数结合，构建 Fuzzy-ISM 模型，再通过MICMAC分析风险间影响程度，为建筑垃圾处理PPP项目各利益相关者准确识别关键风险，进行风险预警和治理提供参考。

1 研究方法

1.1 Fuzzy-ISM方法

解释结构模型（Interpretative Structural Modeling，ISM），是一种用于分析多因素相互之间复杂关系的静态分析方法[10]，该方法采用关联矩阵对一个项目复杂的风险系统整体结构进行分析，通过有向图来描述系统内各要素的关系，并通过计算要素间的可达矩阵，提取分析出要素结构关系，获得要素之间的传递和层级结构，最终构建出一个分析对象的多层阶梯模型[11]。在ISM基础上，采用三角模糊数对专家意见进行量化分析，并通过三角模糊数平均值确定专家综合意见，建立Fuzzy-ISM方法。

1.2 MICMAC分析法

MICMAC分析法是用来分析系统中各因素相互关系和5相互作用的方法，识别系统中高度动力特性和依赖特性变量[12]。因此，可通过 MICMAC方法量化风险因素的影响和受影响程度，进一步分析每一个风险因素在风险系统里的作用和地位，从而明析他们的不同性质，根据特性采取有针对性的措施，达到风险控制的目的。各风险因素的驱动力Dij和依赖力Rij进行计算式如下：

式中，N代表某风险因素可达矩阵中的风险因素个数；dij为可达矩阵中的元素；M代表风险类别即一级风险因素可达矩阵中的风险类别个数；cij表示该风险因素所在的风险类别因素。

MICMAC分析方法以象限图表示（见图1）。第Ⅰ象限对应自治型风险因素，驱动力和依赖力都比较低，这类风险比较容易把控，且不容易引起风险的连锁反应；第Ⅱ象限属于依赖型风险因素，这个区域的风险因素具有较强的依赖力而驱动力较低，能够较强地链接起其他的风险因素；第Ⅲ象限的风险因素属于联系型风险因素，具备较高的驱动力和依赖力，具有较高的不稳定性，既容易影响到其他风险因素，又容易受到其他风险因素的影响，变动会快速传递到其他因素，又受到其他因素变动带来的反馈作用；第Ⅳ象限对应独立型风险因素，这个区域的因素，驱动力强而依赖力弱，一般不易受其他因素影响，对其他因素影响较大，具有较强的传导性，是风险系统中的关键因素。

图1 MICMAC方法中要素的驱动性力与依赖性

2 Fuzzy-ISM 的构建

2.1 建筑垃圾PPP项目风险评价指标体系

风险识别是风险管理管理中首要的一步，也是对风险关系进行分析的前提条件[12]。本文在文献调研的基础上[1，4～6，13～15]，结合建筑垃圾处理 PPP 项目利益相关方诉求，建立建筑垃圾处理PPP项目风险清单，并进行专家访谈对风险清单进行修正，最终归纳出建筑垃圾PPP项目7类一级风险和24个二级风险，如表1所示。

表1 建筑垃圾PPP项目风险清单

2.2 建筑垃圾处理PPP项目风险关系分析

PPP项目各风险因素之间的关系是进行ISM建模的基础。研究中邀请7名PPP领域的相关专家，对7类一级风险和各一级风险下的二级风险指标关系进行判断和打分。使用三角模糊数对专家意见进行量化处理，并通过三角模糊数平均值计算公式[16]，对专家的综合意见进行计算，最终得到的风险因素影响关系矩阵如表2所示。

表2 各风险因素间影响关系影响矩阵

2.3 建筑垃圾处理PPP项目风险关系的邻接矩阵

为了进一步确定建筑垃圾处理 PPP项目风险因素间的关系，利用式（3）进行去模糊化处理，将风险因素间关系矩阵转化为二进制的邻接矩阵，通过式（4）构建风险因素间的邻接矩阵，如表 3所示。

式中，R表示去模糊化结果；f，s，t分别表示去三角模糊数的第一项，第二项，第三项。

式中，Wij为影响因素i对j的影响关系；α为阈值，本文取0.5。

表3 建筑垃圾处理PPP项目一级风险因素邻接矩阵

2.4 建筑垃圾处理 PPP项目风险关系邻接矩阵的可达矩阵

邻接矩阵无法反映风险传到路径所形成的风险间的间接联系，可通过构建可达矩阵反映各风险因素间到达程度，全面反映风险系统中的各种关系[16]。建筑垃圾处理PPP项目的风险因素间的最终可达矩阵可通过式（5），由初始邻接矩阵计算得出稳定状态下建筑垃圾处理PPP项目风险因素间的影响关系，可达矩阵如表4所示。

式中，E为单位矩阵；A为初始邻接矩阵；Z是最终计算得出的可达矩阵。

表4 建筑垃圾处理PPP项目一级风险因素可达矩阵

2.5 建筑垃圾处理PPP项目风险网络

由风险因素的可达矩阵构建建筑垃圾处理PPP项目风险因素间关系的层级阶梯模型和风险网络。通过区分各因素的可达集Ri和先行集Si划分层级。可达集Ri由该风险因素和它所影响的风险因素构成，先行集Si由该风险因素和会影响该因素的其他风险因素构成，其中交集Ci=Ri∩Si。具体的层级划分过程是：在得到可达集和先行集后，找出本风险因素系统中的最高级要素即终级要素，可达集只包含自身的要素，之后除去这个风险因素后，再确定最高级要素，直至最终确定最后的一级要素，再根据划分次数，确定每一个要素的具体等级。将建筑垃圾处理PPP项目一级风险因素（风险类别）和二级风险因素分别运用上述方法即可得到图2所示的风险因素有向图，即构建出了建筑垃圾处理PPP项目的风险因素层级阶梯模型和风险关系网络图。

图2 建筑垃圾处理PPP项目风险因素阶梯解释结构模型

不可抗力风险处于第一层最高级风险，表明不可抗力的发生会驱动所有风险因素，但是也难以受到其他因素影响；社会/政治风险和经济风险位于第二层，是建筑垃圾处理PPP项目风险的主导因素；设计建造风险，运营风险，环境风险处于阶梯结构模型的第三等级，它们受到社会/政治风险，经济风险的影响，而又相互传导并且传递到下一级的合同风险，表明这3种风险是风险系统中的关键因素；合同风险是风险阶梯模型中的最低层级风险，它们与系统相对脱节，联系不大，但是这些因素与其他因素的链接性很强，极易受到其他因素的影响。社会/政治风险和经济风险因素对其他风险因素的影响较大，在两者相互影响的情况下受到其他因素的影响较小。风险类别下的社会/政治因素又形成了3个层级，其中政策不稳定（A2）处于最高级。这里特殊的是，经济风险类别下的风险因素没有形成阶梯型的风险结构，而是呈现相互影响的一个闭合回环，如利率风险的金融问题带来资金拖延风险，资金拖延可能导致项目破产，项目破产导致收益不足，收益不足最终使得无法还债，又带来借贷方面的金融风险。由于社会/政治风险仅受除不可抗力，经济风险外的国家政治，社会稳定条件的影响，项目投资者应该着眼关注PPP项目政策，并且将宏观的经济环境作为监测重点，从微观上，在项目实施前做好项目的资金规划。

3 MICM AC分析

在确定建筑垃圾处理PPP项目各风险因素多级梯阶结构网络基础上，通过MICMAC分析各风险因素所处的作用和地位，进而明确风险因素的不同特性。研究中根据计算结果，取0.5为坐标系中值分界线，将建筑垃圾处理PPP项目的7类一级风险因素和24个二级风险因素分为4个类别分别对应坐标系的4个象限[16]，计算结果如图3和图4所示。

图3 建筑垃圾PPP项目风险类别（一级风险因素）MICMAC分析

图4 建筑垃圾PPP项目风险因素（二级风险因素）MICMAC分析

结合图3和图4分析，处于第一级也就是最高级的风险类别：不可抗力风险，被认为一旦发生，就会对所有风险带来影响，有非常强的传导性，从图3也可以发现此风险位于独立型风险象限，具有1.00的驱动力，一般认为不可抗力的风险都是自发性很高的，但并不是完全独立于其他风险，也会受其他风险影响，它的依赖力为0.14。社会/政治风险和经济风险处于风险阶梯模型的第二层，从宏观上对其他的风险也具备较高的驱动力，并且它们之间也相互影响。因此，受到这种较高等级相互影响的作用，使得这两个风险类别的依赖力也趋于中值的位置，驱动力和依赖力分别为0.43和0.86。建筑垃圾处理PPP项目的设计建造风险，运营风险和环境风险处于风险阶梯的第三层，属于较低的层次，从图3中也可以看出三者间相互影响，所以具备较高的依赖力和一定的驱动力，属于联系型风险，易受其他风险影响，而又可传导至其他的风险，随着其他风险发生而又带来反馈作用而发生变化，是风险网络中的重要因素，风险控制的重点对象。合同风险是依赖型风险，极易受到其他因素变化而变化，具有0.14的驱动力。

在图4中，大部分风险因素处于独立型风险的象限，这个区域风险因素，驱动力强而依赖力弱[10]。在建筑垃圾处理PPP项目中，如社会不稳定（A1），政策不稳定（A2）等社会/政治方面风险本身的变化都会带来其他因素的变化。其本身除非受到国家特定或特殊政治社会，不可抗力，和经济的作用影响，基本不受其他风险的影响。经济风险因素也处于独立型风险的象限。经济风险中的金融风险（B1），市场风险（B2），资金拖延（B3），破产（B4）等 4个二级风险相互作用形成一个闭合回环，如图1所示。另外，从图3中可以看出较多的风险因素处在依赖型风险象限，这个区域的风险因素具有较强的依赖力而驱动力较低。图3中一类风险处于联系型风险，风险细化后分散到了独立型、联系型和自治型风险象限中，如图4所示，这是由二级风险可达矩阵决定的，细化后一类风险的可达矩阵风险类别个数小于一类风险下二级风险个数所致，二级风险的驱动力和依赖力降低[16]。这种现象也导致一些二级风险落在坐标中间位置，如社会不稳定（A1），社会资源不足（A4），政府监管和行政干预（A5），项目质量不合格（D3），配套基础设施不完善（E3）等。这些风险因素在建筑垃圾PPP项目风险控制中值得关注，因为它们不在联系型象限，都具备一定的驱动力和依赖力，具备较强的传导性且传导后所受的反馈作用明显。

4 建议

依据研究结论，提出如下针对建筑垃圾处理PPP项目风险管理的对策和建议：

（1）在项目全生命周期下做好对建筑垃圾处理PPP项目的政策关注和经济大环境的监测。这些风险因素处于风险阶层的较高层次，在风险系统中有较大的影响作用，加强对这些独立型的自发性风险因素管理。如加快PPP基础法的立法工作，提高PPP规范性文件位阶，通过政策性金融工具，降低经济风险。

（2）在项目建设期，要优先控制自治型风险。这类风险的驱动力和依赖力较低，不容易引起风险的连锁反应，这类风险容易把控。在项目建设过程中，涉及到合同异常（C2），合同条款含糊，矛盾（C4）等，可通过合同约定和法律法规进行风险化解和分担。因此，在建筑垃圾处理PPP项目建设过程中，要加强各参与方的沟通和协调，提高政府信用，降低违约风险。

（3）将联系型的风险作为风险治理的关键因素，由于这类风险不稳定，具有较高的驱动力和依赖力，要阻断这类风险上下游之间的联系，尽可能减弱此类因素在风险系统中的传导和反馈作用。通过合理的设计方案，提高运营管理效率等方法，有效切断来自高层风险因素自上而下的影响和因为反馈作用带来的系统内风险扩大的恶性循环。

5 结语

建筑垃圾处理PPP项目的风险由不同维度的多种因素相互作用而形成。不可抗力风险处于第一层最高级风险，表明不可抗力的发生会驱动所有风险因素，难以受到其他因素影响；社会/政治风险和经济风险位于第二层，是建筑垃圾处理PPP项目风险的主导因素，受其他因素的影响较小；设计建造风险，运营风险，环境风险处于阶梯结构模型的第三等级，它们受到社会/政治风险，经济风险的影响，而又相互传导并且传递到下一级的合同风险；合同风险是风险阶梯模型中的最低层级风险，这一类风险因素与其他类别风险因素的链接性很强，极易受到其他风险因素的影响。

设计建造风险，运营风险，环境风险，处于联系型风险象限，具有较强的驱动力和依赖力，是风险系统中的不稳定因素，它们受到的任何改变都会传导引发其他因素的改变，同时也会影响自己，并在其他因素改变下受到反馈作用。因此，在建筑垃圾处理PPP项目风险管理中作为重要因素纳入重点监测范围。合同风险具有较弱的驱动力和较强依赖力，这类风险多由其他因素的改变引起或风险的相互作用引发。不可抗力风险是风险阶梯模型中的最高层级风险因素，驱动力极强，依赖力很弱，它包括大环境下的灾难、战争和项目上的事故，恶劣环境等风险因素。这类风险大多是难以预测，应做好风险补偿，减少损失。