基于熵权-GRA法的EPC市政工程项目风险因素研究*

杨艳磊 申建红，2 朱 琛

(1青岛理工大学管理工程学院；2青岛理工大学智慧城市建设管理研究中心 山东青岛 266520)

近年来，EPC工程总承包模式作为中国工程行业的热点，尤其是市政工程建设方面已成为主流建设管理模式之一[1]。但EPC市政工程项目中总承包方负责项目全寿命周期内的管理且多采用总价模式，建设环境下使得总承包方比一般施工方面临更多的不确定性风险。

通过梳理文献发现，学术界关于EPC项目的风险研究比较广泛，但是EPC项目涉及内容比较广泛，为了更好地研究EPC市政项目实施中存在的风险因素，文章根据市政项目的特点及自身经验、相关案例文献，建立EPC市政工程项目中的风险指标体系，并运用激活熵权-GRA法对EPC市政工程项目中的风险因素进行评价。

1 建立EPC市政工程项目风险因素指标体系

EPC市政工程项目的核心是双方通过签订合同由一方负责项目的设计、采购、施工等各阶段的工作[1]。文章根据其涉及的内容，结合自身经验及相关文献研究，从项目合同、设计、采购、施工四方面确定20个EPC市政工程项目风险因素指标如表 1 所示。

表1 EPC市政工程项目风险因素指标

2 基于熵权-GRA法的风险评价模型构建

文章针对EPC市政项目风险因素，采用熵权算法结合GRA方法，确定风险因素权重，使得风险因素分析结果更加客观有效。

2.1 熵权法确定权重

熵权法是一种通过计算指标离散程度来确定因素重要程度的客观赋权法[2]，该方法利用数据的变异程度大小来确定风险发生概率权重，其具体步骤如下：

(1)建立各指标评价矩阵。

(2)矩阵归一化处理。

(1)

式中，Mij为xij的标准化值；i=1，2……n；j=1，2……m，n为专家个数，m为风险因素个数。

(3)求指标信息熵。

(2)

式中，Ej为EPC市政工程项目对应第j个风险指标的熵值。

(4)求指标权重。

(3)

式中，Wj为EPC市政工程项目的第j项风险因素指标的权重值。

1.1 问卷设计及调查方法 从参加课外活动情况（社团、个人偏好、参与目的、活动评价等）、自主学习（阅读、课程学习等）、社交娱乐（上网聊天、游戏、微信及电话、逛街、旅游、恋爱、社交聚会、娱乐等）、社会实践活动（兼职、志愿者、公益活动等）、体育锻炼、寒暑假期生活状况和意见建议等7个维度，共设置29个问题，设计“大学生课余生活调查问卷”。

2.2 灰色关联度分析法评价

灰色关联分析法(grey relation analysis，GRA)是一种多因素统计分析的方法[3]。通过研究系统因素之间的差异程度来描述因素对整体系统的影响测度从而确定风险发生的大小。其具体步骤如下：

(1)构造评价指标矩阵。咨询专家系统分析评价对象之间的相互关系，并构造系统评价矩阵，其中 m代表各风险因素的个数，即：

(4)

(2)确定参考数据列。本文参考数据列以各风险因素正向指标的最大值构成。即：

(5)

(3)量化评价指标因素。为有效地将各指标无量纲化处理，先选取合适的参考数据列，使得计算合理化，无量纲化处理分为初值化法与均值化法，文章选取初值化法，得到公式矩阵：(X0，X1，…，Xn)=

(6)

(4)计算两级最小差与两级最大差数值。

(7)

(8)

(5)为有效地判断各风险因素之间的关联情况，需计算指标的关联系数，即：

(9)

式中：k = 1，2，…，m，ρ 为分辨系数，

0< ρ < 1，且ρ 越小，关联系数间差异更大，ρ 通常取 0.5。

(6)计算灰色关联度。根据项目计算求得灰色关联度取平均值，并根据关联度大小对风险因素进行排序。计算公式如下：

(10)

表2 风险评价值等级表

3 案例分析

3.1 项目概况

某市一区域供热主管配套工程采用EPC模式进行项目建设管理，该工程项目共有3个标段，由中国市政工程华北设计研究总院有限公司负责总承包，主要负责项目设计及管道采购、沟槽开挖，安装主管道为DN800的供热管道，防腐保温，回填等施工图范围内的全部内容。为验证该项目风险评价体系，对其进行风险因素评价。

3.2 风险因素指标权重确定

为确定各风险指标因素的大小，通过调研分析，分发10份调查问卷，由市政工程行业专家和教授分别对该风险评价指标体系的风险因素指标进行重要性打分，打分采用李克特五级量表法，1～5从低到高代表风险因素水平低，较低，中等，较高，高5个等级，打分结果如下所示，其中行列分别代表专家个数、风险因素个数。

23443133345344314425233151514351431313535141434433414514434155354432535311141212532112535312325114312231322223344114255323534514431232421441134544551313155151553134125342121322425134423435315251344155

通过公式(1)～(3)计算得到各风险因素熵权为：

(0.0485 0.0418 0.0529 0.0513 0.0463 0.0483 0.0359 0.0639 0.0498 0.0605 0.0607 0.0466 0.0432 0.0585 0.0424 0.0482 0.0523 0.0603 0.0459 0.0428 )。

3.3 灰色关联度分析

该研究选取的指标均为正向指标，归一化、无量纲化处理所收集3 个标段中不同风险指标因素的专家评分结果，如表3所示。为5名专家对EPC市政工程项目3个标段打分的均值，因为风险因素发生的概率最大为1，最小为0，因此笔者选取参照数列X0={1，1，1，…1}。通过公式(4)～(9)对表3数据计算得到各风险指标因素的关联系数，均值归一化处理得到各风险因素大小权值，见表4。

表3 专家打分表

表4 关联度计算表

3.4 各风险因素综合评价值及结果分析

将各风险因素综合评价分值确定后并排序，根据表2确定风险水平，具体情况如表5所示。

表5 各风险因素综合评价值

通过对该EPC市政工程项目风险因素分析得出该工程项目中风险因素评价值的排序，因低度风险可以通过相关措施将其减至最小，因此对工程项目影响程度比较小。在此只分析中度及以上的风险，根据风险评价值大小，中度风险以上的风险因素风险评价值由大到小是B3，B1，D3，A3，D4，C5，C1，D2，D5。

风险评价值最高的是设计衔接风险，其次是设计质量缺陷风险。对于设计质量缺陷风险，设计质量不合格或者未达到设计标准对项目的施工建设影响是巨大的，因此应极力防止该风险的出现，防止后期出现设计变更，影响项目的成本及施工进度造成项目损失。

对于合同履约风险，这涉及合同的相关方是否能按照合同约定完成项目的交接内容，一般可以通过定金和预付款等制止该风险的出现；采购价格上涨风险，这个风险是难以预料的，因此只能通过合同双方约定暂定金额等尽量弥补该风险造成的成本损失。

采购运输风险，采购运输中会出现不可抗力因素导致运输时间过长或者未能按照原计划时间完成采购，这方面风险应提前做好计划，从而降低该风险因素的发生；施工方案不合理风险，此风险涉及设计风险，为减少该风险的发生，应在设计阶段做好施工图设计，防止后期施工方案出现错误造成工程损失。

4 结论

市政工程项目中多采用EPC模式进行管理，充分辨识、量化评估EPC市政工程风险能够有效地对EPC市政项目进行风险控制，文章从EPC市政项目设计、采购、施工、合同管理4个方面建立由20个因素组成的风险因素指标体系，运用熵权-GRA法评价模型，对EPC市政工程项目进行风险因素评价，并将其运用到实际工程项目中进行风险因素分析，通过对该EPC市政工程项目风险因素分析得出该工程项目中风险因素评价值的排序由大到小是B3，B1，D3，A3，D4，C5，C1，D2，D5，并表明该评价方法具有切合实际的应用价值，有效为总承包方在EPC市政项目中进行风险控制提供了借鉴意义。