基于模糊物元分析的BOT高速公路社会效益综合评价

范志清，孙 慧，任政旭

(天津大学管理学院，天津 300072)

基于模糊物元分析的BOT高速公路社会效益综合评价

范志清，孙 慧，任政旭

(天津大学管理学院，天津 300072)

对高速公路的社会效益进行综合评价，对于加快我国高速公路建设具有重要的促进作用。根据BOT高速公路的特点，遵循科学性、整体性、独立性和可操作性原则，构建了BOT高速公路社会效益评价体系，并利用BOT高速公路社会效益综合评价的模糊物元模型，对BOT高速公路社会效益进行了综合评价与实证分析。结果表明，该方法简便、易行，适应于BOT项目的社会效益评价，为开展BOT项目社会效益的长效监控提供了理论支撑。

建设－运营－移交;高速公路;社会效益;模糊物元分析;综合评价

高速公路作为现代交通的后起之秀，是衡量国民经济现代化的重要标志之一［1］。它对城市经济的可持续发展、区域内相关产业的快速提升以及人类自身的进步有着重要的影响。因此，加快我国高速公路建设将对我国经济发展有着非同寻常的重要意义。BOT作为一种适合基础设施建设的新型融资方式，在推动我国高速公路建设过程中发挥了重要的作用。但在取得成果的同时，BOT项目带来的种种社会问题也逐渐凸显出来，其主要根源在于私营财团在运营过程中没有很好地统筹项目的经济收益与社会效益。因此，开展BOT高速公路社会效益评价，加强对BOT高速公路社会效益的研究，对于指导我国BOT项目建设与运营管理具有十分重要的理论意义和实践价值。

一、BOT高速公路概念的提出

20世纪70年代末到20世纪80年代初，世界经济形势逐渐发生变化，赤字和债务负担迫使一些国家开始改变原有的基础设施供应模式，进而寻求私营部门的投资。在这种背景下，BOT方式开始在一些国家得到应用和推广［2］。BOT高速公路指某一财团或若干投资人作为项目的发起人，从一个国家的地方政府获得某高速公路的特许建造经营权，然后由其独立地联合其他方组建项目公司，负责项目的融资、设计、建造和运营，通过向道路使用者收取费用来收回投资并取得一定收益，待特许期满后，将高速公路无偿地移交给政府的项目管理模式。

BOT高速公路包括以下几个特点:一是以BOT模式建设的高速公路是无追索或有限追索的，债务偿还只能依靠公路收费产生的现金流量;二是项目公司在特许期内拥有项目的所有权与经营权，但当特许期结束后，项目的所有权与经营权要移交给政府;三是项目公司承担了项目全部风险，融资成本较高。因此，项目公司在建设与运营BOT高速公路时，会更加重视项目的财务收益与风险，而对项目的社会效益给予较少的关注。这显然与高速公路对社会产生的作用与影响相背离。

二、BOT高速公路社会效益评价指标体系的构建

根据BOT高速公路的概念与特点，结合构建指标体系的科学性原则、整体性原则、独立性原则、可操作性原则［3］等，运用理论分析的方法，从项目社会经济效益、项目与社会适应性、项目环境影响以及公平性这4个类别建立了BOT高速公路社会效益评价指标体系，其中每一类又有更细的来源。具体分类见图1。

图1 BOT高速公路社会效益评价指标体系

三、BOT高速公路社会效益综合评价的模糊物元模型

从BOT高速公路社会效益评价指标体系可以看出，BOT高速公路社会效益的综合评价是一个多层次、多指标和多属性的复杂问题，评价过程中既有精确信息又有模糊信息。物元分析［4-9］是由我国学者蔡文于1983年提出的一门研究不相容问题的科学，通过描述事物的可变性，把是与非的定性描述发展为定量描述，并通过建立多指标的评估模型来完整评价事物，从而为解决事物的评估问题提供了一个崭新的视角。本文将物元分析引入到BOT高速公路社会效益综合评价问题研究之中，结合模糊集的概念，建立了基于模糊物元分析的BOT高速公路社会效益综合评价模型，有效克服了评价标准不确定性带来的影响，同时又很好地解决了各评价指标不相容的问题，为实现BOT高速公路社会效益的有效评价提供依据。

在可拓分析中，把事物M及其特征值C和它的量值X的三元有序组合R=(M，C，X)称为物元，如果其中的量值X具有模糊性，则称物元R为模糊物元［4-7］，记作

式中:R为模糊物元;μ(x)为特征C相应的模糊量值，即事物M对于特征C相应量值x的隶属度。

在BOT高速公路社会效益综合评价研究中，M为BOT高速公路的待评价样本，C为评价指标，μ(x)为评价样本M对于评价指标C相应指标值x的隶属度。

1．构造复合模糊物元

若待评样本M有n项评价指标 C1，C2，…，Cn，与其相应的模糊量值分别为 μ(x1)，μ(x2)，…，μ(xn)，则称R为n维模糊物元。若以Rmn表示m个评价样本n维复合模糊物元，并以Mj表示第j个评价样本，Ci表示第j个样本第i项评价指标，与其相应的模糊量值为μ(xji)(i=1，2，…，n;j=1，2，…，n)，则有

2．将复合物元矩阵变换为隶属度矩阵

为了将模糊物元矩阵变换为隶属度矩阵，需要引入从优隶属原则。各单项评价指标相应的模糊量值，从属于标准样本各对应评价指标相应的模糊量值隶属程度，称之为从优隶属度。据此而建立的原则，称为从优隶属原则。从优隶属度可由式(3)、式(4)计算［5-7］，即越大越优型评价指标为

越小越优型评价指标为式中:xji为第j个评价样本第i项评价指标对应的量值;max xji、min xji分别为各评价样本中每一项评价指标所有量值xji中的最大值和最小值。

3．从隶属度矩阵变换为关联系数矩阵

以代数式来描述可拓集合量值的函数，称为关联函数［8］。将关联系数与隶属度的相互转换称为关联变换。由于关联函数与隶属度等价，故关联系数可由隶属度数值加以确定，因而有

式中ξji为第j个评价样本第i项评价指标的关联系数。

4．建立关联系数复合模糊物元

根据关联变换，将式(2)中各个模糊量值转换为相对应的关联系数，据此建立关联系数复合模糊物元，记为，则

5．确定评价指标权重

在BOT高速公路社会效益综合评价中，权重的确定至关重要，它可以直接影响到综合评价的结果。考虑到高速公路项目社会效益评价指标的层次性和社会效益评价通常需要专家组群体决策的实际情况，本文采用层次分析法来确定项目社会效益评价指标的权重较为合适。由于这种方法目前已经使用较为普遍，本文在此就不过多地做详细介绍，具体请见参考文献［10］。

6．关联度处理

根据BOT高速公路社会效益综合评价的意义，采用M(·，+)算法，即先乘后加的运算模式。令˜Rk表示m个关联度所组成的关联度复合模糊物元，则式中为相对应的权重值。

根据最大关联度原则，从各个事物的关联度中找出最大值，即 K*=max(K1，K2，…，Km)，从而可确定BOT高速公路的社会效益。K*越大，表明BOT高速公路的社会效益越高。

四、实证分析

1．BOT高速公路社会效益的综合评价

以北方已建成的两条BOT高速公路为例，利用模糊物元分析模型对其运营过程中社会效益进行综合评价研究。为此根据BOT高速公路的实际运营情况，并结合专家经验对BOT高速公路非定量化的指标因素进行打分，最终确定了项目各指标值及权重。具体操作步骤如下。

第一步，建立复合物元矩阵，即

第五步，求解BOT高速公路社会效益的关联度向量，得出根据最大关联度原则，我们可以发现，在两待评BOT高速公路中，第一条高速公路在运营过程中产生的社会效益更为明显。

2．结果分析

(1)从评价结果来看，第一条BOT高速公路的社会效益优于第二条高速公路。这与第一条高速公路有较高的旅客时间节约效益、运输成本效益以及交通事故减少效益密不可分。显然，以上三类效益与高速公路的建设标准、现状交通量以及区域经济发展水平有密切的联系。因而，只有将三者有机协调，项目的社会效益才能显著提高。

(2)虽然第一条BOT高速公路的社会效益较高，但是同样存在着环境影响和社会公平性方面的不足。因此，在BOT高速公路的建设管理工作中要兼顾经济效益与其他方法的协调发展，控制好土地资源的消耗使用，提高农用土地的利用效率;避免沿线居民收入差距的继续扩大。

3．对策与建议

根据本文的研究结果，结合两条BOT高速公路运营的实际情况，建议从以下几个方面进一步推动BOT高速公路社会效益的建设:一是要细分政府在BOT项目中的作用和地位，既要对项目前期输入(支持和担保等)加强管理，又要对项目输出(收费价格、服务质量、环保等)提出明确要求，发挥政府的引导功能;二是要向项目公司提供忠于特许权协议的激励，同时能够在特许经营期间惩罚私营财团的机会主义行为［2］;三是要兼顾公平性原则，鼓励项目公司优先聘用当地群众，不断缩小项目影响区收入差距;四是要加快技术创新，进一步推进资源节约技术进步。

五、结 语

BOT高速公路社会效益综合评价能够为项目影响区社会效益的提高提供决策依据和指导。本文鉴于物元分析能够处理不相容问题的特点，建立了基于模糊物元分析的BOT高速公路社会效益综合评价模型，并进行了实证研究，提出了提高BOT高速公路社会效益的对策建议。模糊物元分析方法既充分考虑专家的丰富经验，又有效减小了主观因素的影响，对于指导项目影响区社会效益的提高具有重要的借鉴意义。

［1］ 富 宁．我国高速公路建设采取BOT融资方式的风险分析［J］．公路，2006(4):192-198．

［2］王守清，柯永建．特许经营项目融资(BOT、PFI和PPP)［M］．北京:清华大学出版社，2008．

［3］花拥军，陈 迅，张 健．公共工程社会评价指标体系分析［J］．重庆大学学报:自然科学版，2005，28(7):145-147．

［4］李如忠．基于模糊物元分析原理的区域生态环境评价［J］．合肥工业大学学报:自然科学版，2006，29(5):597-601．

［5］刘 娜，艾南山，方 艳，等．基于熵权的模糊物元模型在城市生态系统健康评价中的应用［J］．成都理工大学学报:自然科学版，2007，34(5):589-595．

［6］黄 乾，彭世彰，田守岗，等．模糊物元模型在区域水安全评价中应用［J］．河海大学学报:自然科学版，2007，35(4):379-383．

［7］潘 峰，梁 川，王志良，等．模糊物元模型在区域水资源可持续利用综合评价中的应用［J］．水科学进展，2003，14(3):271-275．

［8］ 张 斌，雍歧东，肖芳淳．模糊物元分析［M］．北京:石油工业出版社，1997．

［9］王广月，刘 健．围岩稳定性的模糊物元评价方法［J］．水利学报，2004(5):20-24．

［10］Abdelkhalek H A．Determination and weighing of criteria that affect BOT tenders using AHP theory［J］．Journal of Engineering and Applied Science，2005，52(4):715-731．

Comprehensive Evaluation for Social Benefits of BOT Expressway Based on Fuzzy Matter-Element Analysis

FAN Zhi-qing，SUN Hui，REN Zheng-xu
(School of Management，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

The comprehensive evaluation for social benefits of expressway has an important role in promoting the development of expressway．Based on the characteristics of build-operate-transfer(BOT)expressway，following the principles of scientific，integrited，independent and operational，this paper built a social benefits index system for BOT expressway，Then the comprehensive evaluation method based on the fuzzy matter-element analysis was brought forwand trying to analyze the social benefits of BOT expressway．And then，a case study was presented executed by taking BOT expressway as an example．The research results reveal that the method can efficiently evaluate the social benefits of the BOT expressway of social benefits．So it can provide refence for the long-term social benefits monitoring of BOT projects．

build-operate-transfer;expressway;social benefits;fuzzy matter-element analysis;comprehensive evaluation

F540

A

1008-4339(2010)02-0173-04

2009-07-01．

国家自然科学基金资助项目(70772057)．

范志清(1982— )，男，博士研究生．

孙 慧，bighui2000@sina．com．