系统工程课程论文

《系统工程理论与方法》

课

程

论

文

专业：管理科学与工程

学号：*************

姓名：***

2015年7月

跨区域水电项目群风险多级模糊综合云评价

姓名：徐平

（三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002）

摘要：为更好解决跨区域水电项目群由于区域差异引起的建设条件复杂、环境多变、管理难度大，导致不确定事件频发的问题以及。首先，给出跨区域水电项目群风险定义，将项目群所处的内外环境看作一个模糊系统，构建多级模糊评价指标体系。鉴于项目群风险不但具有模糊性，还具有一定的随机性和离散性，提出了基于云模型改进的跨区域水电项目群风险多级模糊综合评价方法。然后，建立风险评语集云模型、风险因子权重云模型和隶属度云模型以及综合评价结果云模型，使项目群风险的模糊性、随机性和离散性充分体现出来。最后，用所建立的方法对某跨区域水电项目群风险进行综合评价，结果表明，该水电项目群风险等级属于有条件可接受，基本符合实际情况。

关键词：云模型；水电项目群；跨区域；风险评价；多级模糊综合评价

0 引言

水电项目群开发一般处于偏远的山区，修建在各大流域上，而各大流域流经地域广，穿过多个省市，使得水电项目群不可避免的出现跨区域的情况。跨区域项目群所处环境比较特殊，增加了整体工程决策、组织实施的难度，使得项目集群中的风险管理问题更具复杂性。不同的子项目因其自身的差异产生不同的风险，使得水电项目群内部多种风险相互交叉作用，表现出极强的传播效应[1]，此过程中某些风险效应得以累加，导致风险事故极易发生。为了顺利实现项目群目标，保障业主的经济利益，迫切需要对跨区域项目群风险进行管理，特别是对此类风险提前进行预测评估，为风险管理人员应对风险提供依据。

目前对工程项目群风险评价方法的研究很多。在国外的相关研究中，Ipsilandis等[2]提出了项目群风险的多标准满意度分析方法；AsanUi等[3]提出了一个模糊的多指标群决策（MCDM）方法，研究模糊集不确定信息的项目群风险评估过程。在国内的研究中，殷波[4]在对工程建设项目群风险评价体系研究中提出了层次分析法和模糊综合评价法两种风险评价方法；韩金山等[5]针对独立性风险所导致的直接损失和间接损失采用不同的建模方法；江新等[6]建立了基于可靠性分析的工程项目群FAHP风险评价模型，解决了评价者主观估计的可靠性问题。然而这些研究大多针对同一区域项目群，而没有考虑到跨区域的情况，并且他们的研究过程中大多忽视了评价过程中可能出现的不确定性，即模糊性和随机性。评价过程过多的运用精确的数学模型，无法清楚地解释评价过程中出现的定性概念。鉴于此，笔者将采用基于云模型的多级模糊综合评价方法对跨区域项目群风险进行评价，运用云模型的定性概念和定量描述的不确定性转换功能，充分考虑模糊性和随机性。

1 跨区域水电项目群风险界定

1.1跨区域水电项目群风险识别

参与项目群建设的各方都是风险的承担者，本文以业主的角度，对跨区域的水电项目群风险进行分析和评价。将跨区域水电项目群内涵界定为：规划，占地或者施工范围超过规定区域（以直辖市、自治区、省为单位）的水电项目群，即为跨区域水电项目群。譬如溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县接壤的金沙江峡谷段，左右岸处于不同的省市，属于跨区域水电工程项目群。跨区域项目群风险是指由于区域差异，引起建设环境，人文政治经济等多种环境的不同，导致业主在进行各类决策、项目组织实施中产生许多影响项目群目标实现的不确定性事件，这些事件发生的可能性叫作跨区域项目群风险。

业主单位在对跨区域水电项目群规划、决策、施工管理的过程中势必会遇到因其原处区域和其他区域之间的差异而引起的成本变化、价格变化、管理组织协调方式手段变化，导致施工资源的供应不及时，产生资源冲突风险[7]。跨区域项目群工程量大，环境复杂，协调与安全[8]问题突出，对业主单位的决策、组织实施、管理协调等综合实力提出了更高的要求。另外，风险的发生与否除了取决于业主单位多方面的能力外，还依赖于项目的外部环境，如区域间市场经济、施工环境、相关法律法规执行力、政府的干预程度等。然而，无论从业主单位自身看还是从水电项目群外部环境看，项目群所处环境都不是一成不变的，而是处于不断的变化中。因此，业主需要将项目群所处的内外环境看作一个模糊系统，动态、全面、系统地分析各种可能发生的不确定事件，辨识各类跨区域项目群风险。

1.2跨区域水电项目群风险评价指标

通过相关文献的查阅及总结[9-11]，基于对跨区域水电项目群风险定义及分析，从外部和内部两个方面对跨区域项目群可能面临的风险进行归纳分析，发现跨区域项目群风险具有较为明显的系统性和层次性。本着简明科学性、系统层次性、全面可比性、定性与定量相结合等原则，将评价指标划分为2个一级指标（指标层），8个二级指标（因子层），22个三级指标（状态层），具体的评价指标体系如图1所示。

跨区域施工的水电项目群风险外部风险U1内部风险U2社会环境风险R1建设环境风险R2公共关系风险R3决策风险R4安全风险R5人力资源风险R6合同风险R7组织管理风险R8移民安置风险R11社会法治R12宗教信仰R13生态保护R14施工交通R21资源供应风险R22不可抗力R23与当地政府关系R31与经融机构关系R32工程项目群方案选择R41各合作伙伴选择R42项目承发包模式选择R43安全防范措施完善程度R51员工安全意识R52专业人员充足程度R61人员素质区域差异R62合同类型选择R71合同内容不全面R72合同内容出错R73缺乏项目管理能力R81利益集团协调风险R82项目规划和安排不合理R83图1 跨区域水电项目群风险评价指标体系

Fig. 1 Cross-regional hydropower projects risk assessment system

2基于云模型的跨区域项目群风险多级模糊综合评价

2.1多级模糊综合评价方法

多级模糊综合评价是利用模糊集理论对某一系统的各个组成要素进行综合评价的新方法，并广泛应用于解决多因素和多目标的决策问题[12]。它可以正确反映系统内部综合因素相互作用的过程，有利于对各个复杂系统进行合理全面的评价分析。首先认真分析各评价指标之间的层级关系，构造成多级评价指标体系，运用层次分析法确定各层指标的权重，然后分层次进行模糊综合评判，最后综合给出总的评价结果。

设U是跨区域水电项目群风险影响因子构成的集合，由图1可得U={U1外部风险,U2内部风险}，其中U1={R1(社会环境风险)，R2(建设环境风险)，R3(公共环境风险)}，U2={R4 (决策风险)，R5(安全风险)，R6(人力资源风险)，R7 (合同风险)，R8(组织管理风险)}。根据安全风险分级的基本思想，并集合业主单位对风险影响的可接受程度，将跨区域水电项目群风险划分为4个等级[13]——可接受、有条件可接受、不期望和不可接受。设V为跨区域建设项目群风险等级构成的集合，则V={v1(可接受)，v2(有条件可接受)，v3(不期望)，v4(不可接受)}。

依据多级模糊综合评价法，对已建立的跨区域水电项目群风险评价指标体系中的风险逐层进行权重赋值和模糊映射，综合评价跨区域项目群风险。得出综合评价结果矩阵后，依据最大隶属度原则，隶属度最大的元素所对应的风险等级即是最后所得结果。模糊综合评价的合成算法如下式所示：

CRS （1）

其中：R为跨区域项目群风险因子权重构成的权重向量；S为下级子结点对上级父节点的隶属度构成的模糊矩阵；C为该层次的综合评价结果矩阵

然而采用多级模糊综合评价法确定重要性标度和隶属度时，易受很多主观因素影响，而且在评价过程中主要考虑了跨区域项目群这个复杂环境的模糊性，而忽略了系统的随机性和离散性，这些不足之处可以利用云模型进行改进。

2.2基于云模型的多级模糊综合评价

2.2.1 云模型

云模型是一种处理定性概念与定量描述的不确定转换模型。通过期望xE、熵nE和超熵eH3个数字特征，将模糊性、随机性和离散性有机的结合起来，不仅考虑了项目群风险的模糊性，也充分体现了风险的随机性，真实表征了风险的特性，较好地解决了多级模糊综合评价法对风险评价的不足。其中xE是云滴在论域空间分布的期望，是最能够代表定性概念的点；nE代表定性概念的可度量粒度；熵是定性概念随机性的度量，反映了定性概念的离散程度。eH是熵的不确定度量，反映了云滴的凝聚程度。超熵越大，云的离散程度越大，隶属度的随机性也随之增大，云的厚度也越大。云模型三个数字特征示意图如图2所示。

由于许多社会和自然现象的发展满足正态分布，即正态分布规律的应用具有普遍性，适应性。因此，本文所用云模型采用正态云模型。

图2 云模型的三个数字特征示意图

Fig.2 Three digital characteristics of cloud model diagram

2.2.2跨区域项目群风险评语集云模型

根据业主单位对风险影响的可接受程度，构建跨区域项目群风险评语集V={v1(可接受)，v2(有条件可接受)，v3(不期望)，v4(不可接受)}。对于评语集中的每一个评语标准，业主都有一个大致的数值界定范围与其对应，即每个评语都存在双边约束minmax,FF,min,maxFF分别表示评语取值的最小边界和最大边界，他们分别可以采用具有相应xE、nE、eH三个数字特征的云模型进行表示。根据以上分析，云模型的三个数字特征的计算式如下：

iHFFEFFEenx6)(2)(minmaxmaxmin （2）

上式中i为常数，根据评语本身的模糊程度进行合理的设定。

2.2.3跨区域项目群风险云模型标度

多级模糊综合评价法综合了层次分析法和模糊综合评判法各自的优点，在运用层次分析法计算各指标因子的权重时，其重要的计算步骤是构造两两判断矩阵，相互比较，确定相对权重。选择一个合适的标度方法对两两相对重要性进行标度是非常关键的。传统的层次分析法采用Satty标度，要求专家用1-9之间的-10123456700.10.20.30.40.50.60.70.80.913EnExHe一个自然数来确定两个因子的相对重要性问题。其重要性的确定很容易受到专家的个人经验、偏好等主观因素的影响。为此，本文构建基于云模型特性的跨区域项目群风险重要性标度方法，标度准则如表1所示。

表1 跨区域项目群风险因子云模型标度准则

Table 1cloudmodelscale guidelinesforInter-regional program risk factor

跨区域项目群风险因子重要性定义 相对重要性 标度值云模型(Ex,En，He）

iM比jM 极端重要 （9，0.33，0.03）

强烈重要 （7，0.33，0.03）

明显重要 （5，0.33，0.03）