基于熵权法的污水处理厂建设项目成本风险因素识别研究

冯雪

(辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110006)

0 引言

污水处理厂建设项目作为市政基础设施的重要组成部分，对提升水资源利用率、推进生态环境保护、提高国民生活质量、促进社会可持续发展具有重要意义。随着城镇化进程的加快及环境友好型和资源节约型社会建设新要求的提出，现有污水处理厂规模及污水处理效果已难以满足日益增长的污水排放需求，加快推进污水处理厂新建、扩建及提质改造建设迫在眉睫。

污水处理厂建设项目投资金额较大、涉及专业较多，全生命周期成本控制与管理难度较大，且污水处理厂经营管理模式正在由传统的政府投资运营管理模式向EPC总承包建设及社会资本运营管理模式转变，各参与方对成本风险更为关注。因此，成本风险已成为制约污水处理厂建设和运营的主要风险因素。

现阶段，污水处理厂建设项目相关研究多集中于工艺技术和施工管理，成本研究相对匮乏，且多为单一阶段建设成本或运营成本研究，缺少具有整体性及系统性的全生命周期成本风险因素研究。鉴于此，本文对污水处理厂建设项目全生命周期进行划分，综合考虑各阶段存在的成本风险，引入熵权法客观识别污水处理厂关键风险因素，并提出具体的解决措施，以期丰富污水处理厂建设项目成本风险管理理论，提高各参与方成本管理效率，确保污水处理厂建设项目顺利实施。

1 污水处理厂建设项目特点及成本构成

1.1 项目特点

污水处理厂建设项目通常地处偏远，地质条件复杂，需要进行专项地质勘查及测绘以确定地基处理形式和施工降水排水等问题。项目管理难度大、沟通界面多，不仅涉及勘察、设计、监理、咨询等单位，还涉及项目前期报批的规划、国土、环保等政府主管部门，沟通协调内容繁杂。此外，污水处理厂建设项目施工难度大、构筑物埋设较深、池体结构形式复杂多样、工艺管线复杂、设备种类多，土建施工和安装施工难度较大。

1.2 成本构成

污水处理厂建设项目成本主要包括建设期的建设成本以及运营期的运营成本。其中，建设成本分为可研阶段的投资估算、初设阶段的工程概算及施工图阶段的施工图预算。投资估算编制依据主要为市政工程投资估算编制办法、可行性研究报告文本等；工程概算编制依据主要为市政工程设计概算编制办法、初步设计文本说明书及相应初设图样、地区定额等；施工图预算编制依据主要为施工图图样及地区或企业定额等。运营成本主要包括外购原材料费用、燃料及动力费用、职工薪酬费用、修理费用、其他费用。其中，外购原材料费用主要为药剂费用，燃料及动力费用主要为电费。

2 污水处理厂建设项目成本风险因素识别

2.1 风险因素识别方法

选择科学合理的风险因素识别方法是成本风险管理的重要环节，风险方法和风险清单的匹配度直接影响关键因素识别的准确性。风险识别方法主要包括层次分析法、德尔菲法、SWOT分析法、故障树分析法及熵权法等。不同方法的适用范围不同，风险识别方法比较结果见表1。本文选择熵权法进行成本风险因素识别。

表1 风险识别方法比较结果

2.2 风险因素体系构建

成本风险因素贯穿污水处理厂建设项目全生命周期。为确保风险管理体系的全面性、准确性及客观性，将污水处理厂建设项目全生命周期划分为决策、设计、施工及运营4个阶段。通过文献分析法对各阶段成本风险因素进行归纳及整合，形成初始风险因素体系。在此基础上，运用专家调查法对初始风险因素体系进行优化，得到最终的风险因素体系。

2.2.1 决策阶段

决策阶段属于项目前期阶段，主要包括明确项目定义、界定项目内容以及落实资金保障、编制项目建议书和可行性研究报告。虽然决策阶段的工作量与其他阶段相比较少，但对整个项目具有引导性和决定性作用。因此，对该阶段进行风险识别十分必要。

决策阶段成本风险因素包括政策、法规、标准文件风险A1，投资估算编制风险A2，财务分析编制风险A3，项目融资及资金来源风险A4，项目综合效益分析风险A5，政府审批流程风险A6。

2.2.2 设计阶段

设计阶段是深化技术方案与细化成本的关键环节，为施工阶段项目建设提供指导依据，对确定与控制污水处理厂建设项目总投资具有重要意义。

设计阶段成本风险因素包括项目选址风险B1、总平面布局风险B2、工艺流程风险B3、设计图样深度及准确性风险B4、多专业协调配合风险B5、限额设计理念应用风险B6、初步设计概算编制风险B7、施工图预算编制风险B8。

2.2.3 施工阶段

施工阶段成本风险控制主要针对项目建设过程中以施工单位为核心的成本风险。

施工阶段成本风险因素包括建筑工程成本风险C1、设备购置成本风险C2、安装工程成本风险C3、工程建设其他费用成本风险C4、工程预备费风险C5、成本控制体系建立风险C6、成本控制方法应用风险C7。

2.2.4 运营阶段

污水处理厂建设项目运营期一般为20年，对于特许经营模式而言，运营期甚至能达到30年。因此，实行有效的运营期成本管理能够降低项目全生命周期成本。

运营阶段成本风险因素包括药剂成本风险D1、耗电成本风险D2、燃油成本风险D3、污泥处置成本风险D4、职工薪酬成本风险D5、建构筑物及设备维修成本风险D6、日常管理成本风险D7。

3 基于熵权法的各阶段关键成本风险因素识别

3.1 获取原始数据

首先，对污水处理厂建设项目成本风险因素体系进行风险等级划分，分为高风险、较高风险、适度风险、较低风险及低风险5个级别，级别越高，代表风险越高，分别用5、4、3、2、1表示。当风险级别介于两个等级之间时，用相邻等级取值的中间值表示。

依据风险等级体系评价标准，邀请建筑、结构、给排水、施工、经济5个领域各5名专家对各阶段成本风险因素进行打分，以各专业领域打分平均值为最终得分，构建各阶段评价值矩阵。以决策阶段为例，评价值矩阵如下

3.2 标准化处理

标准化处理的目标是消除各指标间的量纲差异，使各指标值处于同一数量级别，便于各指标之间进行比较与分析，可提升后续数据处理的可靠性。

根据风险评价体系特点，评价值越小，代表风险等级越低，评价指标效果越好。标准化处理公式如下

经过标准化处理后，决策阶段评价值矩阵结果为

3.3 指标熵权确定

首先，计算指标评价值权重Pij，公式如下

其次，计算熵值ej，公式如下

最后，得到指标熵权Wb，公式如下

利用上述公式计算决策阶段评价值权重，得到

综上所述，决策阶段各指标熵值及熵权见表2。

表2 决策阶段各指标熵值及熵权

同理，计算得到污水处理厂建设项目设计阶段、施工阶段和运营阶段各指标熵值和熵权，见表3～表5。

表3 设计阶段各指标熵值及熵权

表4 施工阶段各指标熵值及熵权

(续)

表5 运营阶段各指标熵值及熵权

4 结果分析与对策建议

基于熵权法识别关键风险因素，熵权越小，权重越大，对风险影响越大。经过对比分析各阶段熵权值，得到各阶段关键风险因素，见表6。

表6 各阶段关键成本风险因素

由表6可知，决策阶段关键成本风险因素包括投资估算编制风险、项目融资和资金来源风险以及政策、法规、标准文件风险。建议提高前期投资估算编制质量，保证建设内容与项目总投资内容的一致性，合理给定各项指标综合成本；政府部门应积极完善污水处理厂建设项目相关政策、法规及标准，并及时进行宣传。同时，建设单位应制订详细的资金筹措计划及使用计划，提高资金管理水平，规避融资问题导致的项目停滞风险。

设计阶段关键成本风险因素包括限额设计理念应用风险、设计图样深度及准确性风险、初步设计概算编制风险、总平面布局风险。限额设计理念贯穿设计与投资深度融合全过程，在满足设计要求的前提下，应最大限度地实现投资节约。设计单位应建立一套完善的限额设计体系，在设计过程中严格按照限额目标执行。提高各专业人员设计水平，准确把握各阶段设计深度，适当增加图样审核环节，为项目投资提供充分依据。在初步设计概算编制阶段，图样深度尚未达到施工图深度标准，部分投资内容在图样中难以体现。为了解决上述问题，投资专业人员应依据自身经验对项目内容进行细致分解并编制投资方案。针对工程费用风险，可适当计取零星开支，防止预算超概算现象发生。总平面布局应充分利用地形优势，尽量减少厂区土方平衡工程量；建构筑物应紧凑布局，尽量减少厂区占地面积。同时，优化综合管线排布，尽量减少管线工程量，以节约项目成本。

施工阶段关键成本风险因素包括建筑工程成本风险、设备购置成本风险、工程预备费风险，主要来自材料、设备价格波动影响，工程变更以及索赔影响。在施工过程中，应制订材料、设备采购及使用计划，对进场材料、设备进行严格检验；加强仓储管理，避免储存和使用不当引起的资源浪费；对可能发生的变更和索赔进行事前预防；当发生工程变更及索赔时，应及时做好记录，并按照规定流程进行变更和索赔申请。

运营阶段关键成本风险因素包括药剂成本风险、耗电成本风险、建构筑物及设备维修成本风险。建议善运营管理体系，实行专业模块化管理；针对药剂、电、维修进行重点监控；定期分析运营成本数据，及时总结运营中出现的问题，不断优化运营管理体系。

5 结语

本文首先对污水处理厂全生命周期各阶段进行划分，总结各阶段成本风险影响因素；其次，通过专家调查法对风险因素进行识别与筛选，建立层次简明、结构合理的成本风险清单体系；最后，基于熵权法识别成本风险关键因素，并针对各成本风险因素提出具体应对措施，以提升污水处理厂建设项目管理水平。