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1、基于模糊层次分析法对平赞高速公路工程基于模糊层次分析法对平赞高速公路工程风险分析的研究风险分析的研究长安大学安大学经管学院管学院 分类号:U49;F510710-2014523012摘要本文针对山区高速公路工程项目可能出现的风险因素进行研究，共分五章。首先介绍高速公路工程风险的定义和特征，及其评估方法。接着详细介绍了层次分析法和模糊层次分析法的原理、定义、计算及优点。用以上方法对平赞高速各种风险进行了评估、计算和分析。针对各种类型风险，提出了不同的应对措施。第一章 绪论1 研究的背景和意义2 国内外的研究现状3研究的内容和方法1.1 研究的背景和意义A平赞高速公路是太行山高速公路的中间一段，北
2、接西柏坡高速，沿太行山东麓向南至邢台界。B沿线涉及五个县区，22个乡镇，85个村，地域广泛，地质复杂，山高坡陡，交通闭塞。C涉及政府多个部门，投资大，从规划到运营周期长。D D 因此要对工程中可能出现的各种风险因素进行权重分析，以便找出最不利的因素，提前采取相应措施，避免或减少损失，保证工程的顺利实施。国外研究现状1994年尼日利亚开始在其国内的高速公路建设项目中使用风险分析方法2011年Matthew Hallowell对美国高速公路工程中的风险因素运用模糊层次分析法进一步研究并整理，将各种因素逐渐量化进行计算。国外在许多大型项目中得到了非常广泛的运用，并且取得了很好的效果。国内研究现状20
3、09年孔德胜发表了公路工程施工阶段的风险管理探究后，逐渐开始有人深入研究层次分析法的运用。2011年周建昆发表了云南省高速公路工程风险评价与管理用层次分析法，对南山高速的风险做了计算和评价，并提出了应对措施。之后，不断有人进行深入研究和实际运用。高速公路工程风险分析和评估仍处在学习和提高阶段，并随效益突显而日臻完善。1.3.1研究的主要内容l风险评估的定义、分类、方法等l研究层次分析法的原理、计算过程，并且在平赞高速公路中进行计算和分析。l研究模糊层次分析法的优点，原理，计算过程，并在平赞高速公路中进行运用。l针对平赞高速公路工程风险评估的结果，提出一系列解决方案和措施。研究的主要方法在本文的
4、风险研究中用到了多种方法：层次分析法 专家打分法系统分析法 理论研究和实例分析结合法建立模型法 定量分析法第二章 山区高速公路工程特点及风险2.1 山区高速公路工程特点2.2 项目风险因素评估2.3 山区高速公路风险因素的界定2.4 高速公路工程风险评估的步骤2.5 山区高速公路工程项目风险因素考虑范围2.6 山区高速公路项目的主要风险因素分析2.1 山区高速公路工程特点1 工程环境复杂2 人员管理困难3 安全隐患多2.2.1山区高速公路项目风险的定义山区高速公路工程项目风险：高速公路工程从初期规划到后期运营维护整个过程中，可能会出现的情况，导致损失或者产生一些影响和后果。风险识别风险分析应对
5、措施2.2 风险评估风险评估是对事件发生之前可能会发生的各种风险因素进行测评，量化风险因素可能会带来的损失。步骤：2.2.2 风险因素的特点客观存在性、风险多变性风险多样性、风险相对性风险相关性、风险无形性2.4 山区高速公路工程风险评估的步骤确定高速公路工程确定高速公路工程风险因素的识别风险因素的识别进行风险因素评估进行风险因素评估提出各项应对措施提出各项应对措施过程风险监督检查过程风险监督检查工程结束否？工程结束否？高速投入使用高速投入使用YN2.5 山区高速公路风险因素考虑范围区域经济及宏观经济的风险工程地质风险外界环境方面考虑的风险周围资源及环境风险2.6 山区高速公路工程项目主要风险
6、因素分析聘请专家论证，根据专业知识和实践经验得出聘请专家论证，根据专业知识和实践经验得出的风险因素主要有以下：的风险因素主要有以下：1 市场变化 2工程地质 3 周围资源及自然环境 4 区域及宏观经济 5 技术人员指挥错误 6施工人员违章操作 7材料供应断货 8材料价格突发上涨 9 材料型号供应错误10 设备安装调试故障 11 运行突发故障 12 技术风险.共计19项第三章 模糊层次分析法对平赞高速工程风险评价3.1平赞高速公路简介3.1模糊层次分析法简介3.2 山区高速公路项目风险专家评价3.2平赞高速公路简介3.3风险因素的判断矩阵3.3山区高速公路项目风险专家评价3.4模糊层次分析法的运
7、用3.4风险因素的判断矩阵模型3.5根据权重值分析结果3.5模糊层次法的运用3.6评价结果及预防措施3.6根据权重值分析结果3.1模糊层次分析法的特点建立系建立系统化和化和层次化的次化的结构体系，体系中的各元素构体系，体系中的各元素两两比两两比较，生成矩，生成矩阵进行行量化分析。量化分析。定性和定量相定性和定量相结合。合。模糊算法能根据人的模糊算法能根据人的心理特点，建立模型，心理特点，建立模型，判断最判断最终结果。果。符合人的思符合人的思维，增，增加决策准确性。加决策准确性。3.1.1模糊层次分析法的阶段模型设计模型的设计专家咨询专家咨询，得到程度值。矩阵建立，计算分析矩阵的建立，计算和分析
8、形成分析报告形成分析报告3.2 平赞高速公路简介7.19洪灾3.3.3 风险评估方法的选择风险评估有多种方法：专家调查法、层次分析法、CIM法、蒙特卡洛模拟法等。本文本文采采用专家评估法用专家评估法。路桥专业专家9人 社会学专家1人经济学方面专家5人 项目管理方面专家5人（问卷调查的方法独立完成、统一程度值。后附表格）3.4风险因素的判断矩阵模型平赞高速公路项目风险分析平赞高速公路项目风险分析A A B3施施工工材材料料及及机机械械B1外外界界环环境境B2施施工工人人员员B4施施工工方方法法方方案案B5产产生生的的影影响响C1市场及投资风险C2工程地质C3周围资源及自然环境C4区域及宏观经济影
9、响C5人员组织管理风险C6技术人员指挥错误C7施工人员违章操作C8材料供应断货风险C9材料价格突发上涨C10材料型号供应错误C11设备安装调试故障C12运行突发故障风险C13技术风险C14战略规划及目标定位C16产业及经济安全风险C17土地利用风险C18移民搬迁风险C19社会影响风险C15方案经济效益风险项目目层标准准层方案方案层3.4.1风险影响程度值 程度值程度值风险因素的影响程度说明风险因素的影响程度说明1 1工程受风险因素影响极小工程受风险因素影响极小2 2工程受风险因素影响非常小工程受风险因素影响非常小3 3工程受风险因素影响小工程受风险因素影响小4 4工程受风险因素影响较小工程受风
10、险因素影响较小5 5工程受风险因素影响一般工程受风险因素影响一般6 6工程受风险因素影响较大工程受风险因素影响较大7 7工程受风险因素影响大工程受风险因素影响大8 8工程受风险因素影响非常大工程受风险因素影响非常大9 9工程受风险因素影响极大工程受风险因素影响极大层次法：两风险因素比较的标度取值首先按层次法进行计算，对 A 中的B1 B2 B3 B4 B5,进行比较，从而得出那个风险最大。两风险因素比较的取值：标度标度值值说明说明1 1两个风险因素相比较，一样重要两个风险因素相比较，一样重要3 3两个风险因素相比较，前者比后者稍微重要两个风险因素相比较，前者比后者稍微重要5 5两个风险因素相比
11、较，前者比后者明显重要两个风险因素相比较，前者比后者明显重要7 7两个风险因素相比较，前者比后者强烈重要两个风险因素相比较，前者比后者强烈重要9 9两个风险因素相比较，前者比后者极端重要两个风险因素相比较，前者比后者极端重要2 2，4,6,8两个风险因素相比较，结果介于对应两个风险因素相比较，结果介于对应1-9标度的中间值标度的中间值1/1/k k，k k=1,29=1,29如如果果元元素素c ci i与与元元素素cj的的相相对对重重要要性性比比值值为为aij，那那么么元元素素cj与与元元素素ci的的相对重要性比值为相对重要性比值为aji=1/aij3.4.2 建立风险矩阵根据上述风险因素结构
12、图，得出风险因素矩阵3.4.3 建立A的判断矩阵,同样使用同样使用MATLAB，eig（A）得出）得出值，找出值，找出max的值的值5.4271，其对应的特征向量为，其对应的特征向量为经验证，满足一致性要求，也就是求得的特征向量值WA有效建立B1外界环境的判断矩阵使用MATLAB，eig（B1）得出值，找出max值是：4.1145，其对应的特征向量为:查表3.4：矩阵阶数矩阵阶数3 34 45 56 67 78 89 91010111112120.580.580.900.901.121.121.241.241.321.321.411.411.461.461.491.491.521.521.54
13、1.54得到得到RI=0.90，代入公式，代入公式得到说明判断矩阵满足一致性要求，也就是说明判断矩阵满足一致性要求，也就是求得的特征向量求得的特征向量W1W1有效。有效。五个风险因素判断矩阵特征向量计算结果同样适用MATLAB软件计算出其他对应的特征向量：WW1 1WW2 2WW5 5WW4 4WW3 33.4.4 计算C层次风险因素中的权重根据平赞高速公路项目风险层次中的权重值，使用MATLAB计算，x,y=eig(B);maxy,m=find(y=max(max(y);W=x(:,m)/sum(x(:,m)得出前面各个矩阵的权重：B1的权重值是0.4869,0.3031,0.1395,0.
14、0705TB2的权重值是0.63700.6370,0.2583,0.1047TB3的权重值是0.0873,0.1143,0.3167,0.2048,0.2734T B4的权重值是0.1571,0.59360.5936,0.2493TB5的权重值是0.1216,0.0866,0.5544,0.2374T层次分析法的结果 通过层次分析法,对风险因素建立矩阵并计算得出各个方面风险因素符合一致性要求,并求出了各个矩阵的权重值矩阵,说明最主要的风险是:人员组织管理风险 战略规划及项目定位风险3.5.1 建立模糊判断矩阵根据图3.2的风险因素的结构图，和表3.3定义的模糊层次分析法的标度值建立模糊判断矩阵
15、：（3.16）进行两两比较，以便得出哪个因素的风险更大，这些值用0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9来表示，具体取值参考表3.5。3.5.1模糊层次分析法的标度值定义标度值标度值含义含义具体说明具体说明0.5同等重要两因素相比较，同等重要0.6稍微重要前一因素比后一因素稍微重要0.7明显重要前一因素比后一因素明显重要0.8重要得多前一因素比后一因素重要得多0.9极端重要前一因素比后一因素极端重要0.10.2,0.3,0.4相反比较两因素相比较，根据标度值建立风险模糊判断矩阵，由模糊层次分析法的标度值定义可知：使用MATLAB工具计算，计算风险因素模糊互补矩阵的
16、权重矩阵，得到特征向量值：a=0.2428,0.2237,0.1641,0.2061,0.1634T3.5.1 模糊层次分析法建立A的矩阵 并计算3.5.1 建立B1外界环境的模糊判断矩阵使用MATLAB工具计算：x,y=eig（B1）max y,m=find(y=max(max(y)w=x(;m)/sum(x(;,m)求出风险模糊一致矩阵的权重矩阵。b1=0.3165,0.2743,0.2223,0.1868T模糊层次分析法的计算b1=0.3165,0.2743,0.2223,0.1868Tb2=0.4019,0.3333,0.2648Tb3=0.1527,0.1659,0.2373,0.2
17、129,0.2312Tb4=0.2667,0.4269,0.3065Tb5=0.2229,0.2009,0.3290,0.2472T同样计算方式得出以下结果：3.5.3 层次总排序计算C层的总排序权重，可以由b1，b2，b3，b4，b5，得到以下矩阵：MatLab计算层次排序后的权重根据平赞高速风险因素总排序，就是将C层的所有风险因素的重要性与最高层与最高层A A层的重要性进行比较层的重要性进行比较，并且排序。具体风险因具体风险因素素C各个因素及权重所所有有因因素素相相对对于于项项目目A的的权重值权重值B1B2B3B4B50.24280.22370.16410.20610.1634C10.31
18、6500000.07685C20.274300000.06660C30.222300000.05397C40.186800000.04536C500.40190000.08990C600.33330000.07446C700.26480000.05924C8000.1527000.02506C9000.1659000.02722C10000.2373000.03894C11000.2129000.03494C12000.2312000.03794C130000.266700.05497C140000.426900.08798C150000.306500.06317C1600000.22290.
19、03642C1700000.20090.03283C1800000.32900.05376C1900000.24720.040393.6根据权重分析结果 根据权重值的大小，可以看出整个项目中风险最大的是人员组织管理，也就是说如果人员调配不合理，导致整个人员在施工中不能发挥其作用。具体风险因素具体风险因素权重值权重值C5人员组织管理风险0.0899C14战略规划及目标定位错误风险0.08798C1市场风险0.07685C6技术人员指挥错误风险0.07446C2工程地质0.0666C15选用方法和方案的经济效益风险0.06317C7施工人员违章操作风险0.05924C13技术风险0.05497C3
20、周围资源及自然环境0.05397C18移民搬迁风险0.05376C4区域及宏观经济影响风险0.04536C19社会影响风险0.04039C10材料型号供应错误风险0.03894C12运行突发故障风险0.03794C16产业及经济安全风险0.03642C11设备安装调试故障0.03494C17土地利用风险0.03283C9材料价格突发上涨风险0.02722C8材料供应断货风险0.02506第四章 山区高速公路风险的应对策略和措施4.1 山区高速公路风险宏观控制策略4.2 山区高速公路风险的微观控制策略4.3 山区高速公路建设风险应对措施4.1 宏观控制策略1以科学发展观为指导，建设优质高效高速公
21、路2以区域经济协调发展为目标，优化路网布局3合理规划河北省高速公路网，做好互联互通4.2 微观控制策略风险特点风险特点风险应对方法风险应对方法采取措施，可以避免采取措施，可以避免风险规避风险规避不能避免，但能减损不能避免，但能减损风险减损风险减损不能避免减损，只能申请转移不能避免减损，只能申请转移风险转移风险转移不能避免减损，只能承担应对不能避免减损，只能承担应对风险承担应对风险承担应对4.3 山区高速公路工程风险应对策略山区高速公路工程建设项目风险应对策略山区高速公路工程建设项目风险应对策略 风风险险转转移移风风险险规规避避风风险险减减损损风风险险承承担担应应对对工程地质人员组织管理风险技术
22、人员指挥错误材料型号供应错误设备安装调试故障技术风险周围资源及自然环境施工人员违章操作材料供应断货风险材料价格突发上涨方案经济效益风险土地利用风险C13技术风险产业及经济安全风险市场及投资风险区域及宏观经济影响运行突发故障风险战略规划及目标定位移民搬迁风险社会影响风险4.3.1 可以规避的风险因素1-2工程地质风险人员组织管理风险3-4技术人员指挥错误风险材料型号供应错误风险5-6设备安装调试故障风险技术风险4.3.2 可以减损的风险因素1-2周围资源及自然环境风险施工人员违章操作风险3-4材料供应断货风险材料价格突发上涨风险5-6选用的方法和方案的经济效益风险土地利用风险7-8移民搬迁风险社
23、会影响风险4.3.3 可以转移的工程风险因素1战略规划及目标定位错误风险2产业及经济安全风险4.3.4 山区高速公路建设只能承担的风险因素1市场风险2区域及宏观经济影响风险3运行突发故障风险第五章 结论和展望本文深刻分析了平赞高速公路工程项目建设过程中本文深刻分析了平赞高速公路工程项目建设过程中可能出现的风险因素，主要为外界环境、施工人员、可能出现的风险因素，主要为外界环境、施工人员、施工材料和机械、施工方法和方案、产生的影响等施工材料和机械、施工方法和方案、产生的影响等五大方面。五大方面。比较详细的介绍了模糊层次分析法的理论内容比较详细的介绍了模糊层次分析法的理论内容根据模糊层次分析理论建立了平赞高速公路工程项根据模糊层次分析理论建立了平赞高速公路工程项目的风险评价模型目的风险评价模型根据建立的风险评价模型，经计算得出各种风险因根据建立的风险评价模型，经计算得出各种风险因素的权重值，进行了详细分析，提出了相应防范措素的权重值，进行了详细分析，提出了相应防范措施施结论：结论：5.2 展望 平赞高速公路 工程是一个比较 复杂的建设项目，还有很多问题需要进一步研究和探讨，风险识别和分析有待于进一步完善，风险因素之间的相关性需要进一步研究和验证。