基于YAAHP 的城市地下综合管廊全生命周期风险评估

张玲 ZHANG Ling

（武汉城市发展集团有限公司，武汉 430023）

0 引言

近年来，随着我国城市地下空间不断被开发，我国土地资源的集约、立体、综合利用呈现出飞速发展的态势。随着城市综合管廊大量建设及地下空间的复杂性，存在的问题日益凸显。综合管廊在全生命周期受到诸多条件因素的制约和干扰，存在大量的风险因素。其投资规模大，建设运营周期长，参与方众多，各单位各环节管理之间缺乏统筹与协调，管廊在建设各个阶段均存在不同风险源。目前国内外文献研究涉及规划、设计、施工、运维各个阶段，针对某一阶段或某一个体因素开展研究较多，针对全生命周期系统性风险研究较少；现有针对风险研究的理论与方法多样化，但存在理论性偏重，计算较为繁琐，与项目实际应用结合较少等问题。本文结合理论与实践对综合管廊全生命周期风险评估进行研究，探索快捷、适用、科学的研究方法，为系统性加强综合管廊风险管控提供参考依据。

1 综合管廊全生命周期风险评估综述

1.1 风险评估（Risk Assessment）

风险评估是量化测评某一事件或事物带来的影响或损失的可能程度，是风险分析与评价的全过程，包括风险识别、风险估计、风险评价。风险评估的主要任务包括：识别评估对象可能存在的潜在风险，评估风险因素发生的可能性及由此造成的影响；研究防止或减少不利影响而采取一系列活动。

1.2 风险评估方法

1.2.1 层次分析法（Analytic Hierarchy Process） 层次分析法是美国运筹学家匹兹堡大学的T．L．Saaty 教授20世纪70 年代提出的一种定性和定量分析相结合的层次权重决策分析方法。它根据问题的性质和要求达到的总目标将问题分解成不同的分目标、子目标，按目标间的相互关联影响及隶属关系分组，形成多层次的结构，通过两两比较的方式确定层次中各个目标的相对重要性。

1.2.2 模糊综合评价法（Fuzzy Comprehensive Evaluation Method） 模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，对受到多种因素制约的研究对象作出总体评价。该方法能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。

1.2.3 YAAHP 软件 YAAHP 软件是一种基于层次分析法的可视化建模与计算辅助分析软件，具有建立层次模型、判断矩阵数据录入、计算排序权重、导出数据及灵敏度分析等功能，随着软件的不断发展，从10.0 版本开始提供了模糊综合评价法的支持，并与现有的层次分析法功能高度集成。由于综合管廊全生命周期风险因素较多，AHP+FCE 分析法计算量大，本文借助YAAHP 软件绘制层次模型并对其实现计算，节省了大量的矩阵计算步骤及时间，方便快捷，大大提高了工作效率，使研究人员能够把注意力集中在研究决策的问题上。

1.2.4 风险评价矩阵（Risk Assessment Matrix） 采用风险评价矩阵评价风险大小，也称概率-影响矩阵（Probability - Impact Matrix PIM），可直观反映出风险影响程度大小。根据风险因素影响程度大小，将风险划分为微小（N）、较小（L）、一般（M）、较大（H）、重大（S）五个等级，对应风险矩阵图相应的区域。

2 案例分析

2.1 项目背景

武汉市某地下综合管廊项目位于武汉市中心城区，是该区域重要的基础设施配套工程。本综合管廊设计使用年限为100 年，项目建设周期为5 年。主要建设内容包括管廊主体及节点、控制中心、附属工程等。入廊管线涵盖了给水管、电力电缆、通信线缆、中水管、污水压力管、热力管线等，配备消防、通风、供电、照明、监控与报警、排水等系统配套设施。该项目地质及场地条件复杂，沿线穿越地铁车站、地铁区间隧道、运行铁路、高架桥梁、明渠、管线等构筑物和现状道路。项目建设难度大，风险点众多。

2.2 风险评估（Risk Assessment）

2.2.1 风险识别（Risk Identification） ①风险因素识别。通过收集大量文献及本市地下综合管廊相关资料进行分析、实地调研、专家访谈，结合德尔菲法问卷调查、头脑风暴法等方法，对项目产生重要影响的风险按照风险来源和发生的阶段进行分类，识别出综合管廊项目全生命周期风险因素，见表1。②风险指标体系构建。采用归纳分析法，将21 项风险因素进一步分类划分为6 大类风险，根据风险因素识别和划分结果，构建综合管廊全生命周期风险指标体系，包括6 个一级指标及其内容包含的21 个二级指标，见表2。

表2 综合管廊项目全生命周期风险指标体系

2.2.2 风险估计（Risk Estimation）

①确定风险指标权重。采用AHP 分析法对表2 中确定的6 个一级指标（准则层）和21 个二级指标（指标层）评价因素进行两两比较评分，确定各指标因素权重，并利用YAAHP10．1 软件进行一致性检验及自动修正，分别计算出准则层、指标层排序权重及总排序权重，计算数据见表3。②风险概率—后果分析。采用模糊综合评价法（FCE）分别进行风险概率和风险后果分析。邀请30 位专家对风险概率及风险后果进行评分，风险发生概率按大、较大、中等、较小、小分为五个等级，对应分值分别为5、4、3、2、1；风险后果按严重、较严重、中等、不严重、可忽略分为五个等级，对应分值分别为5、4、3、2、1。风险概率—后果评价计算数据见表4，风险指标层隶属度见表5。

表3 风险指标排序权重表

表5 风险指标层隶属度

根据最大隶属度原则，即被评价指标的风险等级为评价结果向量中隶属度最大的等级，本次风险概率、风险后果评价结果均为中等。

2.2.3 风险评价（Risk Assessment） 依据以上计算结果，绘制指标层风险评价矩阵图，以风险发生概率为纵坐标，风险发生后果为横坐标，发生概率大且对项目影响后果大的风险因素位于矩阵右上角，发生概率小且对项目影响后果小的风险因素位于矩阵左下角，如图1。

图1 风险评价矩阵图

从风险评价矩阵图可以看出：本项目风险主要分布于一般风险（M）区域和较大风险（H）区域，其中安全生产风险、运维安全风险位于重大风险（S）区域，风险发生的可能性大，风险造成的损失大，需制定重点防范应对措施；其中工程技术风险、勘察设计风险、管线入廊不可控风险、征地拆迁风险、工程成本风险、工期延误风险、工程质量风险位于较大风险（H）区域，风险发生的可能性较大，造成的损失较大，应制定防范应对措施，防止风险对项目产生影响；其余风险位于一般风险（M）区域，总体在可控范围内，但应制定防范措施，时刻关注风险变化。

3 结语

本研究利用AHP-FCE 分析法并借助YAAHP 辅助软件对地下综合管廊全生命周期风险因素进行了评估，通过案例验证了所提出评估方法、理论及流程的可行性、科学性。以武汉市某综合管廊为研究背景，采用所提出的风险评估方法，以定性与定量相结合的方式形成一套完整的综合管廊全生命周期风险评估方法，为科学决策提供依据。以AHP 法对各项风险进行权重量化分析，确定风险权重集，以FCE 法进行风险概率和风险后果评价，确定风险概率与后果模糊矩阵及权重，应用最大隶属度法，得出综合评估结果。通过YAAHP 软件的运用简化了矩阵计算步骤，操作方便快捷，为AHP-FCE 法在风险评估上的普遍运用提供了良好的技术手段。通过建立可视化风险矩阵直观反映出风险因素的影响程度，为制定针对性的应对措施提供了参考依据。