国际石油工程项目风险预警指标体系构建研究*

王长峰 李鑫瑞 郑秋爽 王堃 夏学锋

(北京邮电大学经济管理学院，北京 100876)

0 引言

据国际能源机构预测，未来一段时期内世界各国对石油天然气的需求仍将处于持续增长阶段，从石油天然气营业额和就业视角而言，石油行业仍将是支撑全球经济发展最重要的能源产业之一。随着我国“一带一路”倡议的实施和深入合作，石油能源行业迅速发展，极大地推动了跨国石油集团投资更多石油工程项目。国际石油工程项目具有建设周期长、投资回收期长、投资规模巨大等特点，对于“一带一路”沿线国家和地区经济和社会发展具有较大影响力。与国内石油勘探开发项目相比，国际石油工程项目通常会吸引沿线较多国家和地区的企业参与，必然会影响国际投资环境、作业环境、政治环境、文化环境、资源主权国与投资主体之间的关系等，具有较大的复杂性和不确定性。前瞻性预警和有效管控国际工程项目风险是国际石油工程取得成功的关键影响因素，辨识国际石油工程项目风险因素、优选风险预警指标、科学构建风险预警指标体系显得尤为重要。

目前，国际石油工程项目风险预警方面的研究成果比较多、水平也比较高。例如，徐伟(2014)定义了国际工程项目风险预警管理概念，构建了国际工程风险预警管理体系；刘勇(2010)提出了海外工程建设项目风险预警管理体系建立的原则、目标、功能设计，以及预警分析与预控对策；万军杰(2008)构建了海外港口建设项目风险的预警管理体系；张洪大等(2014)针对大庆海外石油钻探项目风险管理，基于德尔菲法专家法、问卷调查法等构建了海外石油钻探项目风险评价指标体系；郭恒等(2014)基于海外石油工程公共安全风险特点，建立了海外石油工程公共安全风险预警体系和权重；蒲天添(2018)以我国某石油国际工程项目为例，构建了风险预警指标体系和评价层次模型。

大部分研究成果停留在理论层面，能够真正解决风险预警实际问题的文献较少，对风险因素的形成路径、相互影响机制的分析往往不够，缺乏历史数据支撑和实际运用可操作性，建立的风险预警指标体系实用性不强，部分预警指标与风险因素高度重合。基于此，本文基于石油工程项目数据，通过R型聚类和因子分析方法定量分析风险预警指标，采用熵值法对各项风险预警指标进行赋权，建立国际石油工程项目风险预警指标体系。该风险预警指标体系既能客观反映对应的指标数据，又与风险预警指标的实际含义紧密联系。

1 国际石油工程项目风险预警框架

国际石油工程项目风险预警是指结合国际石油工程项目外部环境数据、内部控制资料、行业数据、重大工程报表，筛选优化石油工程项目风险定性与定量预警指标，并结合风险预警模型和国际石油工程项目，展开识别、监测、控制，旨在实现前瞻性风险预警的目标。而国际石油工程项目风险预警系统能够前瞻性预警国际石油工程项目风险产生的原因，揭示石油工程项目风险演化传播规律，提前通知国际石油工程项目管理者和利益相关方，前瞻性提出石油工程项目风险预警防控应对措施，有效管控国际石油工程项目的风险。因此，国际石油工程项目风险预警系统涉及风险识别、风险预警和风险控制三个模块。

2 国际石油工程项目风险指标体系构建

国际石油工程风险预警指标体系是由多个相互作用、相互联系的风险预警指标，按照一定层次结构组成的有机整体。国际石油工程风险预警指标是风险预警管理人员与风险预警对象联系的纽带，风险预警指标筛选优化程度和科学实际的风险预警指标体系对国际石油工程风险预警的结果有着举足轻重的作用。因此，构建科学合理、能够反映石油工程项目实际的风险预警指标体系，是确定石油工程项目风险预警等级的关键环节。

2.1 风险因素识别

由于国际石油工程具有较大不确定性，涉及风险因素众多，且每类风险因素的影响程度各不相同，本文基于大量国际石油工程实际资料，调研了具有丰富风险管理经验的专家学者和现场管理人员，基于现有研究成果，以开发和实施为研究逻辑主线，辨识国际石油工程潜在风险，即市场环境风险、工程技术设计风险、组织管理风险、施工现场风险。

(1)市场环境风险。是指工程承包单位未能全面熟悉当地市场环境，主要体现在市场价格、市场竞争、政治政策环境等方面，影响石油工程正常实施。

(2)工程技术设计风险。是指在工程设计过程中所遇到技术和设计难题，主要体现在新兴技术的应用、设计标准、设计文件批复等方面。

(3)组织管理风险。是指主要工程组织、管理、决策等组织管理因素，主要体现在组织机构设置合理性、关键岗位人员国际化程度、专业水平、沟通能力、资源调度、项目执行能力等方面。

(4)施工现场风险。是指工程项目实施过程中的现场风险因素，主要体现在施工工艺、施工资源、施工方案、施工组织等方面。

2.2 R型聚类因子分析法

由于筛选优化工程项目风险预警指标易受专家主观性限制，为剔除专家主观性对风险识别的实际影响，选取R型聚类分析和因子分析方法开展工程项目风险预警指标研究。

R型聚类因子分析法旨在针对同一准则层下的指标进行分类，确保风险预警指标能够科学合理地反映国际石油工程风险因素。基于聚类分析结果，先采用因子分析法筛选优化各类中因子荷载最大指标，剔除其他贡献量小的指标，实现提取聚类代表元效果，再由代表元构成新的指标体系。通过计算相关系数进行R型聚类分析后，得到每一个聚类中的指标均呈现较好相关性，且基于R型聚类结果，通过使用因子分析法实现更好效果。因此，该种方法在无监督的情况下，采用R型聚类分析开展指标体系筛选，并发挥因子分析法信息丢失可控、公共因子命名清晰度高的优势，防止发生因独立指标而导致因子分析法失效的情况。同时，该方法能够避免重复提取指标中的信息，并能防止因减少指标的个数而使信息大幅度减少，确保最终构建风险指标体系的全面性。具体步骤如下：

(1)指标数据标准化。因为每个风险预警指标的计量单位、数量级、大小范围不同，直接开展分析往往会出现错误，需要对预警指标数据进行无量纲化处理，旨在降低风险预警评价指标数据的量纲差异，确保分析结果的有效性。

设vij是第i个项目第j个评价指标的观测值或评价值，其中i=1，2，…;n，j=1，2，…，m。xij是第i个项目第j个评价指标的数据值经过标准化后的数值。

动态心电图检查采用美国DMS动态心电分析系统,常规心电图检查采用MAC-1200型号12导联心电图仪。

正向指标标准化公式如下

其含义是指标数值距越大，标准化后的数值越接近1。

负向指标打分公式如下

其含义是指标数值越小，标准化后的数值越接近1。

(2)R型聚类。该方法对变量进行聚类时，无须对类的数目作出任何假定，主要是应用相关系数度量变量之间的相似性。变量xi与yi的相关系数定义如下式所示

首先，聚类分析初期，将n个变量视为n类，计算不同变量之间的距离并视为后续分析依据；其次，将距离最近的两类合并，视为一个新类别，同时重复初期时的操作，计算新类与其他类之间的距离；最后，将距离中最近的两个类合并成一类作为一个新类，重复进行两个最近类合并工作，这样每一次操作就会减少一类，指导分析所有变量都合并成一类，形成亲疏关系谱，辨识应该分为几类以及每一类所包含的变量。

2.3 熵值法

本文采用熵值法计算国际石油工程风险预警指标权重。该模型主要基于各个预警指标数据熵信息进行客观赋权，使确定的权重更符合数据客观属性，充分挖掘数据包含的信息，提高其风险预警指标赋权的真实性和可靠性。

针对可评价的定性指标和定量指标，熵值法具有良好的适应性。根据数据携带信息量大小进行权重计算，而熵值是不确定性的一种度量，信息量越大，不确定性越小，熵也越小；信息量越小，不确定性越大，熵也越大。因此，采用熵值携带的信息进行权重计算，结合各项指标变异程度，采用信息熵计算各项风险预警指标权重，旨在为多项风险预警指标综合评价提供理论依据。具体步骤如下：

(1)收集数据，构建评价矩阵，进行归一化处理。

(2)建立标准化矩阵，因为各个风险预警指标单位不同，须针对评价矩阵开展无量纲化处理。公式如下

(3)计算指标熵值。公式如下

(4)计算差异性系数。公式如下

Zj=1-αj

(5)计算权重。公式如下

3 实证研究

3.1 选取样本

选取“一带一路”沿线国家和地区14个国际石油工程项目为研究案例，主要包括：①陆地管线600km，管道直径50in(1in=25.4mm)；②接收站、首站、中间站、末站；③10座150万桶单罐储罐；④海上终端有3个单点系泊。

基于已识别出的风险因素，视市场环境、技术设计、组织管理和施工现场4类风险因素为准则层；通过访谈工程管理人员、工程负责人，将4类风险因素进行分解，初步获得34个工程风险预警指标体系。在收集数据时，针对定量指标，主要依据工程资料进行收集；针对定性指标，主要基于专家打分方法确定。收集14个国际石油工程项目整体风险指标数据，基于指标正负标准化公式对原始样本数据进行标准化处理，见表1。

表1 国际石油工程风险预警指标体系和数据标准化

(续)

3.2 R型聚类分析

基于Ward法标准化处理数据，按照每个准则层，对指标开展R型聚类分析，并采用SPSS软件实现聚类过程，最终获得4个准则层，以清晰反映每个准则层下风险因素的聚类过程，具体内容见表2。

3.3 因子分析筛选指标结果

先针对数据开展R型聚类划分，再针对数据进行因子分析，并采用SPSS软件实现聚类分析。以累计方差贡献率作为每类提取公因子个数判断标准，保留每个公因子中荷载量足够大指标，剔除其余指标，结果见表2。

表2 R型聚类-因子分析结果

综合分析R型聚类-因子分析结果，基于34个国际石油工程项目风险因素指标，经过R型聚类和因子分析筛选优化风险预警指标，得到不熟悉市场环境、法律环境、高价国际市场材料、政局动荡等14个风险预警指标，最终建立国际石油工程项目风险预警指标体系，见表3。

3.4 熵值法确定权重

基于最终工程项目风险预警指标对应数据，采用熵值法确定每个风险预警指标权重，并通过MATLAB软件计算得到各风险预警指标权重值和权重大小顺序，见表3。

表3 国际石油工程风险预警指标体系

4 结语

本文结合14个国际石油工程项目特点，以项目开发和实施阶段为主要研究对象，首先，辨识了战略风险、工程运营风险、组织管理风险、工程财务风险4类34个风险预警指标；其次，采用R型聚类-因子分析法开展了国际石油工程项目风险预警指标的筛选，消除了专家主观性的影响，剔除实际影响性不强、相对冗余的风险预警指标；最后，基于数据熵值所携带的信息进行风险预警指标客观赋权，建立了国际石油工程项目风险预警指标体系。