基于层次分析法的PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化研究*

刘 璨，姜安民，2，董彦辰，2，熊奇伟

（1.湖南城建职业技术学院，湖南 湘潭 411100；2.中南林业科技大学土木工程学院，湖南 长沙 410004；3.友谊国际工程咨询股份有限公司，湖南 长沙 410005）

综合管廊是城市的重要基础设施。相比于传统的地下管线布设，采用综合管廊可以使地下空间资源得到有效利用，易于管线维修检查，避免了反复开挖导致的费用增加及对交通造成的不利影响。综合管廊项目有着基础设施项目投资大的特点，引入PPP模式可以带来社会资本，大大减轻政府的财政压力。PPP综合管廊项目除投资大以外还具有建设周期长等特点，导致项目全寿命周期中风险因素较多且复杂，因此对PPP综合管廊项目全寿命周期风险进行量化研究显得尤为重要。

针对PPP综合管廊项目的风险学者们进行了很多相关研究，例如，韩立红等[1]运用OWA-模糊灰色聚类评价方法对城市地下综合管廊PPP项目投资风险进行评价，并结合白银市地下综合管廊PPP项目进行实例研究，验证了该方法的科学性与可操作性；赵丹等[2]对城市地下综合管廊PPP项目融资风险进行评价研究，构建了包含PPP项目政策、PPP项目法律与合同、经济等指标的风险评价体系，运用熵权法确定了评价指标权重，并通过联系度计算风险所处等级。学者们在进行PPP项目风险量化评价研究的同时对于风险的分担也进行了相关研究，例如有维宝等[3]、于晓晨等[4]分别采用不同的方法进行了PPP项目风险分担研究。

本文在参考与借鉴前人研究的基础上，基于PPP综合管廊项目全寿命周期视角进行风险量化研究，运用层次分析法对风险量化指标的权重进行计算，在此基础上构建PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化模型。该模型综合考虑了各级风险发生的概率、损失大小及风险的重要程度，具有一定的可靠性，同时，该模型计算简单，可操作性强。本文最后结合工程实例进行了研究，得出了相关结论并给出了一些合理建议。

1 PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化指标体系建立

PPP综合管廊项目普遍投资较大，涉及的参与方多，存在的风险因素较为复杂，在进行风险识别的过程中采取的方法存在一定差异。例如，强万明等[5]运用工作分解结构、文献对比等方法对综合管廊全生命周期安全风险进行识别，识别结果贯穿策划、设计、施工、运营4个阶段，包含社会稳定、项目融资等31个风险指标；刘菁等[6]通过文献研究等方法对PPP综合管廊项目风险进行识别，将风险划分为政治、金融、建设、运营及不可抗力5个大类，包含21个风险指标。本文基于专家意见，结合评价对象的实际情况，借鉴王建波等[7]的研究成果，建立PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化指标体系，见表1。

表1 PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化指标体系

2 PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化模型构建

2.1 基于层次分析法的指标权重确定

在日常生活中，人们对一些因素作出重要性、影响力或优先程度的判断时往往难以量化，其主观定性的判断起了主要作用。鉴于此，Saaty T L等人在20世纪70年代提出了一种定性和定量相结合的方法，即层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[8]。该方法具有较强的系统性和层次性。本文即采用该方法对PPP综合管廊项目各级风险量化指标的相对重要性进行判断，具体操作流程如下[9]。

2.1.1 建立层次结构模型

层次结构模型的最上层为目标层，下面依次为中间层和指标层。

2.1.2 构造成对比较矩阵

通过对指标进行两两比较，并根据其相对重要程度进行量化，得到成对比较矩阵，具体量化规则见表2。

表2 成对比较矩阵量化规则

成对比较矩阵示意见表3。

表3 A-B成对比较矩阵

2.1.3 确定指标权重

在计算指标权重的过程中，本文采用特征向量法。以表3成对比较矩阵为例，即A的最大特征根（λmax）对应的特征向量为权重向量ω，即

2.1.4 一致性检验

1）计算一致性指标CI，计算公式为

2）查找随机一致性指标RI，见表4。

表4 平均随机一致性指标

3）计算一致性比率CR，计算公式为

当比值小于0.1时，即检验通过，否则需要修正。

4）层次总排序及一致性检验。同样，要求CR小于0.1，否则需要修正。

2.2 风险量化模型构建

为确保模型的可操作性及量化结果的可靠性，基于层次分析法，综合考虑风险发生的概率及损失大小，本文构建了PPP综合管廊项目全寿命周期风险量化模型，具体为

式中：V为综合风险量；W为风险的权重；F为风险发生的概率；C为风险损失的大小。

3 工程实例研究

本文以A市某PPP综合管廊项目为例进行研究。该项目的建设规模为9.3km，总投资149 732.49万元，建设实施单位为A市城乡建设委员会。该市PPP综合管廊项目资金来源为政府的自有资金、社会资本方的自有资金以及金融机构贷款，项目特许经营期为25 a。结合该工程实际情况，本文对PPP综合管廊项目进行全寿命周期风险量化研究。

3.1 项目的全寿命周期风险量化指标权重确定

基于层次分析法，本文根据各指标的相对重要程度构造成对比较矩阵，确定风险量化指标权重，其一级风险量化指标权重见表5。

表5 一级风险量化指标权重

运用同样方法，本文计算了二级量化指标权重，具体数值为

3.2 项目的全寿命周期风险量化

1）项目风险等级划分。综合考虑风险发生的概率及风险损失的大小，本文将PPP综合管廊项目全寿命周期风险划分为5个等级，即风险低、风险较低、风险中等、风险较高、风险高，具体赋值区间见表6。

表6 项目全寿命周期风险等级划分

2）项目风险量化。邀请5位对本工程较为熟悉的技术经济方面的专家对本工程各项风险发生的概率及可能带来的损失进行打分，分值取1～10。打分标准参考表6中的赋值区间，即分为（8，10）、（6，8］、（4，6］、（2，4］、（0，2］5个赋值区间，并计算F·C，具体结果见表7。

表7 F·C量化打分表

基于量化指标权重计算结果及式（4），本文计算了PPP综合管廊项目全寿命周期各级风险量化值，具体为

基于表6，本文整理出各级风险量化指标所处风险等级，见表8。

表8 各级风险量化指标所处风险等级

4 结束语

目前学术界针对PPP综合管廊项目风险的研究较多，但基于全寿命周期的研究相对较少，同时很多研究方法存在过于复杂、可操作性不强等问题。基于此，本文在全寿命周期视角下对PPP综合管廊项目进行风险量化研究。综合考虑风险发生概率、损失大小及重要程度三方面因素，本文构建了风险量化模型，保证了模型的可靠性，并结合A市某PPP综合管廊项目进行了实例研究，得出一级风险指标建设前期风险、建设期风险、运营期风险、环境及其他风险分别为中等、中等、较低、较低，总体风险为中等，当前风险处于可控状态的结论。在PPP综合管廊项目实施过程中仍需加强风险管理，并及时采取措施对风险量较高的因素进行应对，只有这样才能保证PPP综合管廊项目顺利完成。