基于集对分析思想的输变电工程造价风险评价

王　朋，方　向，朱海峰，夏　睿

(国家电网 江苏省电力公司经济技术研究院，江苏 南京 210008)



基于集对分析思想的输变电工程造价风险评价

王朋，方向，朱海峰，夏睿

(国家电网 江苏省电力公司经济技术研究院，江苏 南京 210008)

输变电工程的投资大、建设期长、技术复杂及不确定因素多等特点决定了其在造价管理过程中存在诸多风险。通过分析输变电造价风险的主要影响因素，构建了三级造价风险指标。在集对分析法(SPA)的基础上，运用GSPA-IAHP主观赋值权重。引入了联系度(IDO)计算出输变电造价风险指标值，并对风险等级进行分析。最后结合江苏省盐城输变电案例进行了验证，可为输变电工程造价风险管理提供决策依据。

输变电工程；造价风险；集对分析；联系度

近些年随着电力行业蒸蒸日上，我国的经济实力得到了大幅度提升。但在大部分地区电力基础设施的建设过程中，暴露出了各种造价问题和管理问题，导致项目费用超标。输变电工程自身具有周期长、投资大及技术复杂等特点，因此易产生较多不确定风险。如何有效地降低造价风险，提高输变电工程投资效益对电力行业具有重要意义。

近年来国内外对于输变电造价风险的研究取得了一定的成果。安磊等将故障树法应用于风险评价指标的构建，结合集对故障树计算法则，建立了一套较为完整的输变电工程造价风险评估模型[1]。崔祥等将层次分析法和熵权法相结合，在物元可拓理论的基础上测算风险指标值[2]。张军等运用多级模糊数学评价方法对输变电造价风险进行评价研究[3]。KIM等使用贝叶斯模型平均技术，提出了一种关于风险管理的新预测方法，并采用遗传算法和神经网络算法，对工程造价风险进行实时的动态预测[4-5]。

笔者在上述研究的基础上，针对目前输变电工程项目造价风险管理的现状，分析了输变电工程造价风险的主要影响因素，提出了新的输变电工程造价风险因素指标权重的计算方法，即GSPA-IAHP，并建立了风险等级评估模型，为完善我国输变电工程造价风险管理具有参考价值。

1　评价指标体系的构建

1.1输变电工程造价风险的识别

输变电造价风险的识别是进行风险评估的基础，也是最为关键的阶段，输变电工程造价风险的识别结果直接影响到造价风险的评价与控制，甚至决定着整个项目的成败。笔者主要通过文献法与专家咨询法，将输变电工程造价风险识别流程分为分解风险，判断是否存在新的风险。若存在，则识别风险因素、风险事件和结果；若不存在，判断存在的新风险是否要继续分解，如需要，则又形成新的循环。风险识别的具体过程如图1 所示。

图1　风险识别流程图

1.2输变电工程造价风险评价指标体系

按照上述风险识别过程，经过大量文献研究和专家咨询[6-11]，主要按照输变电工程的阶段划分得出了影响造价风险的因素，构建出输变电工程造价风险评价指标体系，如表1所示。

表1　输变电工程造价风险评价指标体系

2　输变电工程造价风险评价模型的建立

2.1建立风险基本指标矩阵

建立有效的风险评价模型，需知实际发生的风险值。风险值R的大小与风险因素发生的概率p及发生的权重r密切相关，即：

(1)

假设输变电风险发生的某个阶段有n个风险因素，存在m个指标与每个风险对应，根据具体项目实际发生的情况建立初始指标值矩阵X：

式中：xij为第i个风险的第j个指标的测定值(i=1,2,…,n，j=1,2,…,m)。若有m个指标，风险等级分为c级，将m个指标按照c个等级进行风险分级可得到评价指标分级标准矩阵Sm×c：

其中，sm(c-1)～smc为指标m的第c级标准限值。

2.2确定权重集

(2)

(3)

用区间数判断矩阵表示为：

(4)

M的权重向量w=(w1,w2,…,wm)，wj计算公式为：

(5)

(6)

(7)

极差矩阵的权重按式(8)计算：

(8)

通过式(6)～式(8)计算评价指标的权重为：

式中:wLj=wj-Δ1wj；wRj=wj+Δ1wj。

(9)

式中：aj+bj+cj=1；aj=wL；bj=wRj-wLj；cj=1-wRj，其中aj、bj、cj分别表示同一性、差异性和对立性。

在权重确定过程中，对于确定性部分，由于aj、cj∈[-1,1]且aj+cj≤1，故1+aj-cj∈[0,1]，因此用1+aj-cj表示评价指标确定性区间权重，用1-bj表示评价指标不确定性区间的权重，最后将确定性和不确定性进行归一化处理得到：

(10)

(11)

综合权重计算公式为：

(12)

通过式(12)可得到输变电工程造价风险评价指标权重w=(w1,w2,…，wm)。

2.3计算联系度

笔者引入联系度(identify difference opposition, IDO)来确定差异度系数，使评价结果更加精确。

2.3.1单因素联系度计算

将样本指标集与评价标准集形成集对，若取值为1，说明评价值属于同一级别；若取值为-1，说明评价值属于两级以上；若取值在-1与1之间，说明评价值属于相邻级别。输变电工程造价风险指标值均为正值，构造出的4个联系度函数如下所示。

(1)Ⅰ级风险等级联系度函数为：

(13)

(2)Ⅱ级风险等级联系度函数为：

(14)

(3)Ⅲ级风险等级联系度函数为：

(15)

(4)Ⅳ级风险等级联系度函数为：

(16)

2.3.2总联系度风险计算与风险等级评判

通过上述计算，结合指标权重，得到各阶段风险评价指标总联系度，如表2所示。

表2　总联系度测算表

总联系度为：

(17)

输变电工程造价风险评价联系度为：uk=max{ul},l=1,2,3,4，评估等级为k级。

3　算例分析

笔者以江苏盐城220 kV吉利输变电工程为例进行分析。芦北-吉利220 kV线路工程起于芦北，终于吉利。线路长度约为16 km，其中四回路搭接段为0.8 km，导线采用2×JLRX/T-400/50型碳纤维复合芯导线，新建双回架空段路径长度为15.2 km。由江苏省电力公司建设分公司负责建设，项目总投资为17 956万元。

3.1输变电工程风险排序

在对输变工程的造价风险进行识别的基础上，邀请本领域权威专家对输变电工程造价风险指标进行分析。以决策阶段风险为例，对4个评价指标A1、A2、A3、A4进行两两比较，得出如下5个判断矩阵。

由式(5)得：

w=(0.521,0.087,0.345,0.047)

由式(6)～式(8)得：

Δ1w=[0.089 6,0.008 5,0.013 9,0.009 6]

Δ2w=[0.034 1,0.021 1,0.176 9,0.006 2]

经计算，风险评价指标A1、A2、A3、A4的区间权重分别为：[0.431 4,0.555 1]、[0.078 5,0.108 1]、[0.330 8,0.521 6]、[0.037 5,0.053 3]，由式(9)得：

u1=0.431 4+(0.555 1-0.431 4)i+(1-0.555 1)j=

0.431 4+0.123 7i+0.444 9j

u2=0.078 5+(0.108 1-0.078 5)i+(1-0.108 1)j=

0.078 5+0.029 6i+0.891 9j

u3=0.330 8+(0.521 6-0.330 8)i+(1-0.521 6)j=

0.330 8+0.190 8i+0.478 4j

u4=0.037 5+(0.053 3-0.037 5)i+(1-0.053 3)j=

0.037 5+0.015 8i+0.946 7j

由式(10)～式(12)得：

wCE=(0.466,0.088,0.403,0.043)

wUBCE=(0.241,0.267,0.222,0.270)

w=(0.474,0.099,0.378,0.049)

同理，其他评价指标权重如表3所示。

3.2输变电造价风险综合评价

由5位专家熟悉该输变电项目详细资料后，对该项目的27个三级指标进行初始值确定，计算出单因素风险联系度，在得到各评价指标的联系度后，结合各评价指标权重，最终求得总的联系度和各阶段风险等级，如表4所示。

表3　输变电造价风险评价指标权重及排序

3.3结果分析

根据总联系度计算结果和风险等级结果可以得出：较高风险主要发生在决策阶段、设计阶段及施工阶段。相关管理人员在输变电造价的控制过程中应加大对这3个阶段的监督强度，预防风险的发生。尤其是人、材、机的价格上涨带来的高度风险。虽然项目融资阶段、招标阶段及竣工审计阶段属于中度风险，发生概率较低，但是造价管理人员仍需认真对待，因为这3个阶段中也存在相关的单因素风险且发生概率较高，例如项目融资结构风险、招标文件编制内容不完整和输变电工程审核风险。

4　结论

笔者以风险管理为基本出发点，通过文献法和专家咨询法对输变电工程各阶段的造价风险进行了识别，建立了输变电工程造价风险三级评价指标体系。并用改进GSPA- IAHP法计算了输变电工程造价风险因素的权重，引入联系度，从同、异、反3个方面来提高风险评价的准确性，为输变电造价风险的评价提供了一种新方法。

表4　因素联系度及各阶段风险等级

笔者最后以江苏盐城220 kV吉利输变电工程为例进行具体分析，结合风险评价模型，得出江苏盐城输变电工程项目的风险联系度和风险等级，为造价风险管理决策提供了较大的帮助，可对较高的风险因素进行重点监督，进而对输变电的造价风险进行合理且有效的管控。

[1]安磊,王绵斌,谭忠富.基于集对故障树法的输变电工程风险评估模型[J].华东电力，2011(1)：12-18.

[2]崔祥,张云宁,吴蓉,等.基于物元可拓理论的输变电工程造价风险评价[J].土木工程与管理学报，2015(4)：90-94.

[3]张军,谢洪平,张东,等.基于多级模糊数学和熵权法的输变电工程造价风险评价研究[J].陕西电力，2015(10)：62-67.

[4]KIM B C,REINSCHMIDT K F.Combination of project cost forecasts in earned value management[J].Journal of Construction Engineering and Management,2011,137(11):958-966.

[5]KIM G H, YOON J E, AN S H, et al.Neural network model incorporating a genetic algorithm in estimating construction costs[J].Building and Environment, 2004(39):1332-1340.

[6]张洁.输变电工程造价风险评估模型及其实证研究[D].北京：华北电力大学，2012.

[7]阮宏雁.全过程成本控制与招投标阶段风险研究[D].西安：长安大学，2014.

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Power Transmission Project Cost Risk Assessment Based on Set Pair Analysis Idea

WANG Peng, FANG Xiang, ZHU Haifeng, XIA Rui

The large investment in power transmission project, the long construction and techni-cally complex and uncertain factors and other characteristics determine its cost, there are many risk management process.The thesis analyzes the main factors of risk of transmission and distribu-tion costs, builds the triple cost risk evaluation index system.Based on the theory of Set Pair Analysis, it uses the improved level of analysis-GSPA-IAHP subjective to assign weights.And introduced on the basis of the degree of contact (IDO) measurement method, the establishment of a comprehensive assessment model based on SPA method of power transmission project risk, it draw the appropriate risk level comprehensive evaluation.Finally, combining Yancheng in Jiangsu Province Power Transmission Case empirical validation, it provide a basis for decision making for the cost risk managers of transmission process, with a strong practicability.

transmission project; cost risk; set pair analysis; contact degree

WANG Peng:Senior economist, State Grid Technical Economic Research Institute Jiangsu Provincial Power Company, Nanjing 210008, China.

2095-3852(2016)04-0427-06

A

2016-03-27.

王朋(1978-)，女，江苏南京人，国家电网江苏省电力公司经济技术研究院高级经济师.

TM72

10.3963/j.issn.2095-3852.2016.04.007