茅人劼

摘 要：為了能夠確定水利基礎設施項目PPP模式中的風險大小，運用信息熵所反映的效用值來計算評價指標的權重，再運用AHP法評價方案集，這也是基于熵權的層次分析法（ AHP）模糊綜合評價模型。這種方法能夠克服權重的分配問題，并且為權重的確定提供一個有力的理論依據(jù)，為水利基礎設施項目PPP的最大風險來自于市場風險搭建一個數(shù)據(jù)支撐。

關鍵詞：信息熵權；層次分析法（AHP）；水利基礎設施；PPP模式風險評估

中圖分類號：F303.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2017）15-0187-05

水利基礎設施一般投資規(guī)模大、建設周期長，政府無法提供充足的資金進行長期建設。同時，水利基礎設施具有公益性，產出難以量化，回報周期長，政府壟斷導致公共服務效率低和質量差。因此，對水利基礎設施的建設和運行來說，引入PPP模式是可行的，但同時也存在高風險，因此必須對其風險進行評估。

在PPP項目實施過程中，多風險評估所面臨的常常是一個由諸多因素組成的復雜系統(tǒng)，而且大多數(shù)因素都是存在不確定性的，使用單一的目標函數(shù)很難對其進行評價。將信息熵權與AHP法相結合，構建多風險評估的信息熵模糊AHP評估模型，為這類多因素風險評估問題提供了解決方案。

一、PPP模式的主要風險

在水利基礎設施項目上采用PPP模式，一般都會面臨生命周期長、實施過程復雜等問題，并且在整個項目的運營實施過程中還會遇到各類風險。結合實際情況，目前主要的項目風險有以下幾類：

（一）法律風險

法律風險是指在水利基礎設施建設運行過程中，因為無法實現(xiàn)目標或者違反法律要求，而造成一定損失的風險。規(guī)范的法律制度能夠有力保障水利基礎設施建設的正常開展，反之則會阻礙項目的正常開展，因此需要慎重看待。而由于 PPP模式在我國還未普遍運用，在項目的建設過程中，不可控的因素還比較多，相應的法律法規(guī)還不夠健全，因此法律風險成為影響和制約水利基礎設施建設的重要風險之一。

（二）自然風險

自然風險以其不可控性、周期性以及共沾性三個特征成為影響和制約水利基礎設施建設的風險之一。所謂自然風險，是指由于自然力的不規(guī)則變化產生并導致危害經濟活動、物質生產以及人類生命安全的風險，比如地震、水災、火災都屬于自然風險的類別。由于自然風險一旦發(fā)生，所涉及影響的對象往往最廣，其不可抗力的特征令自然風險無法控制、無法預見，更加無法防范[1]。

（三）社會風險

社會風險主要是由于利益失衡從而加劇社會風險的發(fā)生，它有可能導致社會沖突、破壞社會穩(wěn)定，甚至成為一種社會危機。本文中，社會風險主要包括社會重大突發(fā)事件帶來的風險和公眾對項目反應所帶來的風險。公眾反應所帶來風險常常表現(xiàn)在項目損害了公眾的利益，尤其是水利基礎設施建設原本就具有準公共物品屬性，因此如果公眾的反應比較負面，那么必然會給項目的開展和建設帶來阻力，政府為了保障維護社會安定和保障公眾利益也會干預項目的建設。

（四）市場風險

市場風險主要表現(xiàn)在市場需求和市場收益不足。市場需求風險主要是由于宏觀大環(huán)境的變化引起了需求的變化，隨之給項目的收益帶來了一定的阻礙或者損失。而市場收益不足主要是指項目運營后沒有達到預期的目標，使私人機構獨自承擔了虧損。

（五）建設風險

任何項目都存在著建設風險，這類風險通常包括建設成本超出原定計劃和未能準時完工等等方面。建設成本超值風險往往是由于原材料的上漲、項目設計的中途變更以及未能預料到的環(huán)境變化而導致的成本超出預算；而延遲完工風險主要是指項目建設運營的時間超出規(guī)定期限，造成項目進程的滯后，其中影響完工時間的因素可能是項目運營方案不合理、原材料供應不及時等等。

（六）運營風險

PPP模式的優(yōu)勢之處就是可以引入私人機構與政府合作一起開展項目，將私人機構的管理理念、經營模式等等引入到水利基礎設施建設中來。私人機構的加入既帶來益處，也無可避免地帶來一些弊端。在項目開展階段，私人機構的一舉一動都會影響 PPP項目每一個環(huán)節(jié)，比如管理水平經驗不足、出現(xiàn)生產故障等等，都有可能降低服務水平或者影響產品質量，隨之帶來運營方面的風險。

二、基于熵權的AHP模糊評價模型

（一）信息熵權決策

1.信息熵概念。熵的概念在1948年被N.Wiener 和 C.E.Shannon引入信息論中，將其定義為：在k個等概率結局實驗條件下，H=-kPilog2Pi。式中，H為概率集P1，P2，…，Pn的熵，其值是以二進制來表明信息的不確定性的大小。

2.信息熵確定權重。熵技術應用于多風險評估分析中是一種比較有效的方法。系統(tǒng)可能處在n類不同的情況，Pi（i=1，2，…，n）為每種情況出現(xiàn)的概率，則該系統(tǒng)信息熵的計算公式如式（1）。

在多風險評估問題中，設決策方案集為A={ A1，A2，…，An}，決策矩陣為X={Xij} nxm，xij是Ai方案的第j個指標值。為了確認各指標的權重，可通過以下三個步驟：

第一，通過公式（2），得出第j個指標下第i個方案指標值的權重。

第二，通過公式 （3），得出第j個指標的信息熵。

第三，通過公式（4），得出第j個指標的權重。

從而得到權重向量T=（ω1，ω2，…，ωj） （5）

（二）多風險AHP評估模型[2～3]

T.L.Satty于1973年提出的一種層次決策分析方法，AHP層次分析法（The Analytical Hierarchy Process）法，這個方法以對一些復雜問題的本質、影響因素等深入的進行分析為基礎，利用較少的數(shù)據(jù)，并系統(tǒng)化、數(shù)學化、模型化其思維的過程，從而為多目標且復雜決策問題提供較為簡單的決策方法。

1.建立層次結構模型。首先是對問題的目標因素進行分類，其次是構造一個各目標因素相關聯(lián)的層次結構模型。圖 1顯示，第1層為目標層，第2層為判據(jù)層（衡量目標能否實現(xiàn)的標準層），第3層為方案層[4]。

2.構造判斷矩陣。遞階層次結構建成后，就可以明確上下層元素之間的隸屬關系。如果第二層中的元素對下一層的元素有支配關系，就能建立以Bi為判斷準則的元素C1，C2，C3…，Cn間的兩兩判斷矩陣，然后比較隸屬于同一指標的各指標之間的相對重要性，判斷矩陣記為Bi-C。

U=C11 … C1n …Cn1 … Cnn （6）

為對Bk的影響元素判斷矩陣。

矩陣Bi-C為互反矩陣，用元素cij表示方案i與方案j對比，在隸屬于判斷層Bk的諸指標中，對于方案j的相對重要性程度。cij（i，j=1，2，3…，n）有如下性質：cij>0；cij=1/ cji；cii=1。

判斷矩陣中的元素參照相關數(shù)據(jù)對同層次中某準則的重要性進行兩兩比較并賦值。有心理學方面的研究表明，人對信息等級辨別能力的極限為7+2，因此通過1—9 的數(shù)值來描述程度（如下頁表1 所示）。

3.層次排序計算方法。對于判斷矩陣B=[Cij]n×n與列向量W=（w1，w2，…，wn），如有某數(shù)列，當AW=λW成立，則λ為矩陣A的特征值，W為A的λ所對應的特征向量。

（1）計算判斷矩陣每一行的乘積Mi

（2）計算Mi的n次方根Wi

（3）將方根向量歸一化

（4）判斷矩陣最大特征值λmax

判斷矩陣為正互反矩陣，因此可以證明：n 階正互反矩陣存在正實數(shù)的單根最大特征值，λmax ≥n。判斷矩陣U 的最大特征值λmax的求法可用汪樹玉、劉國華等在《系統(tǒng)分析》中方法進行[5]。判斷矩陣中對應于λmax的規(guī)格化特征向量W的相應分量為其對應元素的單排序向量。

其中，（AW）i為向量AW的第i個元素。

4.一致性檢驗。計算一致性比率CR，當CR<0.1，則層次單排序的結果通過一致性檢驗，否則要調整元素的取值。

（1）隨機一致性指標CI

（2）隨機一致性比率CR

判斷矩陣具有完全一致性則CI = 0；CI ≠0的情況下則降低要求，利用平均隨機一致性指標RI 來檢驗判斷矩陣能否打到滿意的一致性。Saaty 給出了1—9 階判斷矩陣的RI 值（如表2 所示）。

5.層次總評價指標[6]。通過對各備選方案關于評價指標的定量評價向量，得出定量評價矩陣W：

式中 V 為綜合評價指標向量，按其分量大小排序，從而確定相應方案綜合風險大小，Vmin所對應的方案即為綜合風險最小方案。

三、實例

蘇北某縣引入水源地項目，擬采用PPP模式進行運作，選取自然風險、市場風險、建設風險及社會風險作為主要評估指標，擬采用風C1、C2、C3三種實施方案進行項目風險綜合評估。

各種方案的技術經濟和環(huán)境指標（如表3所示）。

由式（2）和式（3）計算各個指標信息熵E=（0.776226，

0.789840，0.775037，0.746395），從而得4個指標權重T=（0.25，

0.26，0.25，0.24）。

根據(jù)層次結構模型圖，建立判斷矩陣，對各層指標進行了比較度的賦值，得到各層次相應判斷矩陣，保證其足夠滿意的一致性，用方根法計算排序權值。

（一）判斷矩陣

（二）相對重要度計算及一致性檢驗

對于B1-Ci判斷矩陣得排序向量：

具有滿意一致性。

同理，經檢驗所構造的4個判斷矩陣均具有滿意一致性，具體結果（見表4）。

（三）方案綜合評價指標

由上述計算得C方案層原素相對于B目標判斷層排序矩陣ω為：

層次總排序為V=Tω，結果見表5。

由表5可見，該PPP項目綜合風險從大到小排序依次為C1 >C3 >C2。項目的最大風險來自于市場風險，應該加強對工程社會關系維護、確保資金來源穩(wěn)定的管理。

四、結論

第一，通過運用信息熵的效用值來得出目標因素的權重，使權重分配的問題得到解決，并對其的如何確定有了一定的理論依據(jù)。

第二，依據(jù)方案智能決策支持系統(tǒng)的優(yōu)化模型，利用AHP法對多目標方案進行總體評定，來確定水利基礎設施PPP模式的風險大小。AHP法可以充分利用已有工程的經驗，彌補技術人員經驗不足之處，提高工作效率，降低建設成本。

第三，在具體實踐中，基于信息熵權的AHP多目標施工方案決策評估最重要一點在于方案判斷因素的選取。在對水利基礎設施PPP模式風險進行評估時，要把每個因素都考慮進去是很困難的，選取最關鍵的幾個因素進行判斷，最終得出結論。

參考文獻：

[1] 黃俊，付湘，柯志波.層次分析法在城市防洪工程方案選擇中的應用[J].水利與建筑工程學報，2007，（3）：52-55.

[2] 趙杰.管理系統(tǒng)工程[M].北京：科學出版社，2006.

[3] 郭亞軍.綜合評價理論與方法[M].北京：科學出版社，2002.

[4] 趙煥臣.層次分析法[M].北京：科學出版社，1986.

[5] 汪樹玉，劉國華.系統(tǒng)分析[M].杭州：浙江大學出版社，2005.

[6] 蔣華.基于層次分析法的圖書館空調冷熱源方案優(yōu)先[J].河海大學學報：自然科學版，2005，（1）：108-110.

[責任編輯 李曉群]