地质工程项目风险评估模型

地质工程项目风险评估模型 地质工程项目风险评估模型 第9卷第3期 2OO7年7月 湖南医科大学(社会科学版) JournalofSodalScienceofHunanMedicaluniversity V01.9No.3 Ju1.2O? 地质工程项目风险评估模型 郑海中.彭振斌 (中南大学地学与环境工程学院,湖南长沙,410083) [摘要]地质工程项目从项目的立项到项目竣工后的运营阶段都充满着许多不确定的风险因素,本文对引起这些 风险的指标因素进行了分析并讨论了度量指标和定量分析的方法.在确定评价因素,因子的评价等级标准和权值 的基础上,运用模糊集合变换原理,建立了地质工程项目的风险评估模型. [关键词]地质工程;项目风险;评估;模型 [中图分类号]1;062.4[文献标识码]A[文章编号]1008—8229(2007)03—0032—03 当前国际国内都存在这样一个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,重大工程建筑中出 现的灾害事故,与地质有关的比例越来越大.为此国内外许 多学者就此进行了大量的研究,研究表明,随着工程规模的 不断增大,地质工程问题愈来愈突出.我国学者沈珠江教授 认为地质工程是研究如何干预天然发生的地质过程,以有利 于改善人类的生存环境和促进生产力的发展_】J,由此可见地 质工程项目从立项开始就充满着诸多不确定的风险因素,本 文将探讨如何构建模型来对这些不确定的风险进行评估. 一 ,评估模型的建立 (一)风险因素分析 地质工程项目涉及到地质体本身的改造以及这种改造对 环境带来的影响等诸多问题,从项目的立项到项目竣工后的 运营阶段都充满着许多不确定的风险因素,如图1所示.认 知这些不确定的因素,是积极结果和消极后果的结合体,既可 以理解为机会,机遇,也可以理解为危险和不确定性_2I1. 目 图1地质工程项目风险的三维结构图 因素维 1.立项风险 从风险的双重性来看,引发风险的因素既来自地质体本 身,也来自人类本身,它是客观存在和主观认知的结合体,而 且后者已经成为风险的根本性来源.在项目立项阶段重点 是考察和评估项目目的和目标是否明确,合理;项目是否进 行了多方案比较分析;项目效果和效益是否可能实现;项目 是否可能产生预期的作用和影响. 2.决策风险 在实施项目计划目标时,对自然界的认知是一个动态的 变化的过程,任何方案都不可能是从任何角度考虑都是最优 的,对同一个方案,如果选定的影响因素不同,最优的结论往 往也是不同的.因此,方案的取舍缺乏一个明确的指标,这 使得在实际操作过程中显得繁琐,组织最后实施的往往不一 定是当初确定的最优方案. 3.技术风险 科学技术的进步是伴随着人类在认知自然和改造自然 的进程而得到不断地发展,同时人类改造自然又受到当时科 学技术水平的限制.随着现代工程技术和管理科学的发展, 地质工程的技术风险越来越集中在设计,施工和监测预报三 个主要环节. 4.项目的环境风险 项目的环境风险主要来自于地质体所在的自然环境和 社会环境两大方面,自然环境的变化及其认知能力和社会环 境的变动都会给工程项目带来风险. 5.管理风险 管理风险主要体现在项目的施工组织与实施,计划与协 调, 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 管理,安全质量的监控能力,项目团队的组织等诸多 因素. 6.人力资源风险 在项目运行过程中,建设单位所面临的风险与所掌控的 人力资源以及经营管理者的素质,能力,风险意识,风险倾 向,风险处理技巧有关.经营管理者对项目环境辨识错误, 对生产经营活动预测不准,对风险活动决策失误,对风险过 程监控不力,以及缺乏对风险的心理承受能力,均可能导致 主观风险的产生. [收稿日期】2OO7—05—17 [作者简介]郑海中(1976一),男,湖南冷水滩人,中南大学高级工程师,博士研究生, 主要研究方向:工程项目管理,风险管理,企业文化 应用. 第3期郑海中:地质工程项目风险评估模型33 7.物料资源风险 建设单位所投入的设备能否满足工程的需要,设备的性 能状态及设备的利用率,工程所需的大宗材料能否满足需 要,外部环境的变化(如市场价格的变动,社会和政治环境的 变化等)以及这些要素之间的组织,协调和控制等均有可能 对项目的建设成本,建设周期带来风险. (二)项目风险系统的度量指标 迄今为止,风险度量的科学理论与方法尚未建立,实际 中已使用的风险度量指标多达十几种,常用的风险度量uJ 指标如下: (1)标准差d(x) 一 般只能在期望值相同的条件下用方差来比较风险的 大小. ()=v/_(1) (2)半方差()与下偏差/bm 半方差的定义为 ()=E{(—E())},其中<E()(2) (3)风险度S(8harperatio) 风险度的统计表示法为 S=a/E()或S=一/E()(3) 此时风险度是单位收益风险的大小,表示的是随机事件 的离散度.风险度越大,表示随机事件的离散度越大,即发 生风险的可能性越大,对将来越没有把握. 风险度也可用概率表示为 S=P{X>A0}=1一P{sA0}=1一(4) 式中:A0为事件的目标后果,为事件的可靠度. (三)项目风险系统的定量分析 近年来提出的定量风险分析(QuantitativeRiskAnalysis) 实质上就是利用古典概率论处理不确定性的随机数学方法. 对于具有n个独立事件的事物风险可表示为u0_: R/sk=[(P1,c1),(P2,C2),…,(P,C)](5) 式中:Pi为第i个事件的发生概率;ci为第i个事件造成 的后果. 实数对(,Ci)是概率空间P与非负实集c矢积到非负 实集的单值映射,它是可以定义的,风险分析就是在这个 基础上建立的,通常可将风险定义为事件发生概率与后果的 乘积: Risk=pic(6) 并利用Einstein求和约定可得(5)式. (四)风险评估模型 根据图1模型结构,对可能导致项目风险产生的原因进 行分析,构建对项目风险综合评价体系.该体系结构有四个 层次:目标层,次目标层,因素层和指标层,如图2所示,其中 目标层是指项目的综合风险. 图2地质工程项目风险评价结构 (五)风险评估的数学模型 1.方法原理 风险的综合评价是指对多属性体系结构描述的对象做 出全局性,整体性的评价,其基本思想是在确定评价因素,因 子的评价等级标准和权值的基础上,运用模糊集合变换原 理,以隶属度描述各因素及因子的模糊界线,构造模糊评价 矩阵,通过多层的复合运算,最终确定评价对象所属等级. 具体为(14_16]: (1)风险源(对象)的划分.设有n个一级评价指标(因 素),每个一级指标又包含多个二级指标(因子)并用U,n等 符号表示,即:评价因素集U={U1,u2,u3,…,}指标集 u={u1,u2,…,}. (2)建立评价集.设有k评价等级,V={1,2,…,} 为评价集,根据评价因素对风险概率和风险后果程度产生不 同影响,可以设立不同的评价集. 3)建立隶属度矩阵.专家参照评价集对因素进行评 ( 价,构造模糊映射:F(),F()是上的模糊判断,得 到从u到的模糊关系矩阵?F(UxV).它反映了各评价 因素和评价等级之间的关系. R= rllr12 r21/'22 :: ?? rn1rn2 式中,元素表示从第i个因素着手,做出第种评价的 可能程度.固定i,(r11,r12,…,rm)就是从第种因素出发, 对评价对象所做出的因素模糊评价子集. (4)分别对U中因素和u中的指标赋权,记权重为A. (5)进行单级模糊评价. M=A*R=(rlr2r3Arlt)(8) 2.算法设计 ‰ 34湖南医科大学(社会科学版)第9卷 (1)对指标层分别进行评价,按上述原理分别得到相应 的隶属度 —矗)=1,,…,) (2)计算影响因素层的隶属矩阵 设因素(为影响因素的个数)下指标(为第个 因素下的指标个数)的权重分别为(A,…,),则因素 的评价向量为: r1[A1A.2…A]× ril1r/12 21 1rim2 = (ri1ri2) (9) . (3)用式8计算,则得到隶属矩阵 R=(1r2…ri)(1O) (4)P,和c,的计算 记一级评价因素的概率权得为:A,=(A1,A2,…,A); 对评价集中各等级赋予相应的权重,得到等级权向量 =(B1,B2,…,Bm),见为上述过程中所得各个因素的隶属矩 阵,则风险事件发生在概率为: P『=A11 同理,对后果c,也能得到相应的隶属矩阵R,一级评价 因素对c,权重,及后果评价集中各等级的权重为,则风 险发生产生的影响为: q_-AR皿 式中,rIj(.『=1,2,…,m,越接近相等,熵值越大,风险因 素对系统风险评估的不确定性越,当ro.(j=1,2,…,m)取 值的相等时,熵最大,为=,用进行归一化处理, 就得到衡量风险因素的相对重要性的熵值为: 1m 一 吾(17) 二,结语 地质工程项目从项目的立项到项目竣工后的运营阶段 都充满着许多不确定的风险因素,认知这些不确定的因素, 是积极结果和消极后果的结合体,既可以理解为机会,机遇, 也可以理解为危险和不确定性.. 本文分析讨论了评价系统度量指标的确定和定量分析 的方法,在确定评价因素,因子的评价等级标准和权值,的基 础上,运用模糊集合变换原理,建立了地质工程项目的风险 评估模型. 参考文献: [2] [3] (5)确定项目风险的大小 由式11和式12的计算结果,可求得项目的风险值. 母=P,+c,(13) (6)通过等风险判定风险的大小.用等风险图对风险系 数辟的最后结果进行判定一般认为,当碍<0.3时,风险较 低;当0.3<辟<0.7时,风险中等;当辟>0.7时,风险较高. 3,确定各风险因素熵权系数 熵权系数法能从指标的集中程度通过计算量化权重,从 而克服了直接赋值的主观性. (1)熵的定义 熵是系统不确定性的度量.设系统可能会处于如下,1 种不同的状态:.s1,.s2,.s2,…,,用式14表示系统处于状态 S的概率为Pl. P(.s,.s)=P1,2,…,n(14) 在已知的值的前提下,系统的熵为: 日=一蚤pf 其中,满足:o1.蚤=1. (2)指标的权值确定问题 风险因素的相对重要性可由下列熵来度量: 一 蚤 (15)[ 14] [15] [16] (16) 沈珠江.地质工程学——人工干预地质过程的学科.第二界全 国岩土与工程学术大会论文集[M].北京:科学出版社,2006. 473—475. 孙广忠.地质工程学原理[M].北京:地震出版社,2004. AtteweUPB,FarmerlW.Principles0fEngineeringGeology[MJ. London:ChapmanandHal1.1976. 李广诚.王思敬.工程地质决策概论[M].北京:科学出版社, 2006. 王忠法,黄建和,邱忠思.风险分析方法与三峡工程投资风险 分析[J].人民长江,1997,28(7):15—18. 顾孟迪,雷鹏.风险管理[M].北京:清华大学出版社,2OO5. 郭仲伟.风险分析与决策[M].北京:机械工业出版社,1987. 王卓甫.工程项目风险管理——理论,方法与应用[M],北京: 中国水利水电出版社,2OO3. OaickenJ.C.M~gi.sRisksandDecisions[M].ChapmanaIldHall, ~Oi'1,1994. ChapmanC.B,WardS.C.Projo~RiskMarmm?t:Process[M]. Techniquesandinsights,Jwi1ey,(aaiekester,1997. 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