地质工程项目风险评估模型.pdf

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1、第 9卷第 3期 2 O O 7年 7月 湖南医科大学学报(社会科学版)J o u r n a l o f S o da l S c i e n c e o f Hu n a n Me d i c a l u n i v e r s i t y V0 1 9 No 3 J u 1 2 O 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，4 1 0 0 8 3)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

2、 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；0 6 2 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 2 2 9(2 0 0 7)0 3 0 0 3 2 0 3 当前国际国内都存在这样一个问题，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

3、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_ 2 I 1 。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

4、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

5、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

6、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】2 O O 7 0 5 1 7 作者简介 郑海中(1 9 7 6 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 维普资讯 http:/ 第 3 期 郑海 中：地质工程项 目风险评估模型 3 3 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

7、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u J 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 b m 半方差的定义为()=E(E()，其中 A 0 =1 一P sA 0 =1 一 (4)式中：A 0 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(Q u a n ti t a ti v e R i s k

8、 A n a l y s i s)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u 0 _：R s k=(P 1，c 1)，(P 2，C 2)，(P ，C )(5)式中：P i 为第i 个事件的发生概率；c i 为第 i 个事件造成 的后果。实数对(，C i)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：R i s k=p i c (6)并利用 E i n s t e i n 求和约定可得(5)式。(四)风险评估模型 根据图 1 模型结构，对

9、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(1 4 _ 1 6 ：(1)风险源(对象)的划分。设有 n个一级评价指标

10、(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=U 1，u 2，u 3，指标集 u=u 1，u 2，。(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(U x V)。它反映了各评价 因素和评价等级之间的关系。R=r l l r 1 2 r 2 1 2 2 ：r n 1 r n 2 式中，元素 表示从第 i 个因素着手，做出第 种评

11、价的 可能程度。固定 i，(r 1 1，r 1 2，r m)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=(r l r 2 r 3 A r lt)(8)2 算法设计 维普资讯 http:/ 3 4 湖南 医科大学学报(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：r 1 A 1 A。2 A r i l 1

12、r 1 2 2 1 1 r i m2 =(r i 1 r i2 )(9)(3)用式 8 计算，则得到隶属矩阵 R=(1 r 2 r i)(1 O)(4)P，和 c，的计算 记一级评价因素的概率权得为：A，=(A1，A 2，A )；对评价集 中各等级赋予相应的权重，得到等级权向量=(B1，B 2，B m)，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 =A 1 1 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_-A R 皿 式中，r I j(=1，2，m，越接近相等，熵值越大，风险因 素

13、对系统风险评估的不确定性越，当 r o (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：1 m 一 吾 (1 7)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 1 1

14、 和式 1 2 的计算结果，可求得项 目的风险值。母=P，+c，(1 3)(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：s 1，s 2，s 2，用式 1 4表示系统处于状态 S 的概率为 P l。P(s s )=P 1，2，n (1 4)在已知 的值的前提下，系统的熵为：日=一 蚤 p f 其 中，满 足：o

15、 1 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 (1 5)1 4 1 5 1 6 (1 6)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，2 0 0 6 4 7 34 7 5 孙广忠 地质工程学原理 M 北京：地震出版社，2 0 0 4 A t t e w e U P B，F a r m e r l WP r i n c ip l e s 0 f E n g i n e e r i n g G e o l o g y MJ L o n d o n：C h a p ma n a n d H a l 1

16、 1 9 7 6 李广诚。王思敬 工程地质决策概论 M 北京：科学出版社，2 0 0 6 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，1 9 9 7，2 8(7)：1 5 1 8 顾孟迪，雷鹏 风险管理 M 北京：清华大学出版社，2 O O 5 郭仲伟 风险分析与决策 M 北京：机械工业出版社，1 9 8 7 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，2 O O 3 O a i c k e n J C M g i s R i s k s a n d D e c i s i o n s M C h a p m a n a I ld H

17、 a l l，O i 1，1 9 9 4 C h a p m a n C B，Wa r d S CP r o j o Ris k M a r m m t：P r o c e s s M Te c h n i q u e s a n d i n s ig h ts，J wi1 e y，(a a i e ke s t e r，1 9 9 7 C 0 叩盯DF、Q nC B，R i s l【A n a l y s i s f o r P r o j e c t s：M o d e l s，Me t h o d s a n d C a s e s J wil e y，(a i e h e s t e

18、r，1 9 8 7、姜青舫，陈方正 风险度量原理 M -上 海：同济大学出版社，2 o 0 0、T、R n z，E、M i c h a e l、U s e a n d b e n e f i ts 0 f t o o l s f o r p m j e c t r i s km a n a g e-m e n t J I n t e m a l i o n a l J o u r n a l 0 f e c t M m m g e m e n t，2 0 0 1(1 9)，9 一 l 7、丁增信，孙东根，何光、工程项 目风险评估的模糊概率分析 J 、河南科学，1 9 9 8，1 6(1)：2 0 2 5、K o c h J r G S，L i n k R F，王仁铎，刘绂堂 地质数据统计分析 M 北京：科学出版社，1 9 7 8 煤炭科学研究院编写组、数学地质基础与方法 M 、北京：煤 炭工业出版社。1 9 8 1 ：呈-I竺-维普资讯 http:/