鹿健，蔣泉，王海燕，顧雪寧

（1.南通大學杏林學院，江蘇 南通 226019；2.南通大學交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019）

1 引言

大型橋梁工程涉及面廣、施工環(huán)境復雜、施工周期長、施工工藝要求高，使得整個施工階段面臨著風險。為了確保大型橋梁施工順利進行，橋梁工程施工風險識別以及風險評估便得到了廣泛的運用。風險評估就是利用所收集的各種信息和資料，查明橋梁施工階段所存在的風險并進行詳細分析與研究，評估出每個風險的重要程度，根據(jù)風險大小進行排序，然后對項目的總體風險進行評估，并制定風險管理應對措施。對施工階段的風險做出準確有效的評估，從而提前做出行動來防范風險的發(fā)生，減少不必要的損失，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 橋梁施工階段風險評估方法

2.1 德爾菲法（主觀評分法）

德爾菲法是通過專家打分的方法對橋梁施工階段的每一個風險進行評估，比較重要程度，并賦予他們相應的權(quán)重值并累加，再把它們和風險評估標準進行比較分析，最后得出關(guān)于風險評估的結(jié)論。

德爾菲法通過專家充足的知識儲備和專業(yè)性，來對風險因素進行分析和評估，對其進行打分，是一種簡單容易操作的評估方法，具有很大的主觀性，準確度完全取決于專家打分的評判標準。但是德爾菲法可以將許多種因素都納入考慮范圍，可以進行更多的分析，所以德爾菲法在許多領(lǐng)域的問題評估中都有廣泛應用，但在橋梁施工階段的風險評估中有效成功的應用不多。

2.2 層次分析法

層次分析法（AHP）以系統(tǒng)工程理論為基礎，廣泛運用于解決具有多個層次和多個準則的實際決策問題。其中心思想是：首先把一個復雜的多層次的系統(tǒng)分解成為一個個小的組成因素，按照一定的邏輯特征把它們進行分組，構(gòu)成一個多層次評價結(jié)構(gòu)體系；然后對兩兩因素的重要程度進行分析比較，采用某一標度法進行打分，構(gòu)造判斷矩陣，最后對其進行一致性檢驗。層次分析法在橋梁建設項目里有著廣泛的應用，能夠較準確的對橋梁工程施工階段的風險進行有效評估，在我國有著較多的成功案例。

2.3 模糊風險綜合評價法

模糊綜合評價法就是依據(jù)所給定的條件，考慮所有影響因素，運用模糊數(shù)學的方式對一個事物由下向上進行多層次的綜合評價，最終得到目標層的評價結(jié)果。針對準則層和目標層進行二級綜合評價，其步驟如下。

①建立評價指標集：M={M1，M2…Mi}，其中，Mi={Mi1，Mi2，…，Mik}。確定指標權(quán)重集：各指標對 Mi的影響大小，即權(quán)重分配為 Bi={Wi1，Wi2，…，Wik}；同樣，Mi對 M 的權(quán)重分配集為 D={W1，W2，…，Wi}。

②選擇評價集：根據(jù)橋梁工程的風險程度，建立合適的評價等級組成評價集。一般取5級，即V={V1，V2，V3，V4，V5}={低風險，較低風險，中風險，較高風險，高風險}。

③建立一個指標評價矩陣：專家判斷任意一個指標Mi的水平，然后計算屬于每個級別的每個指標的頻率。每一頻率與專家總數(shù)之比作為每一指標的隸屬程度，從而建立一個評價矩陣R。

④各子目標Mi的綜合評價向量Ci：Ci=BiR，形成各子目標評價矩陣 C={C1，C2，…，Ci}。

⑤各總目標評價向量M∶M=DR。根據(jù)最大隸屬度原則，確定橋梁工程的風險等級。

⑥利用上述多級模糊綜合評判的數(shù)學模型，且采取模糊算子M（·，+），就可以對橋梁工程風險進行評價。指標集M={16個因素}，按其屬性分為：M={M1，M2，M3，M4，M5}={項目自然風險因素，項目施工風險因素，項目經(jīng)濟風險因素，項目環(huán)境風險因素，其他風險因素}。

風險選擇評價集 V={V1，V2，V3，V4，V5}={低風險，較低風險，中等風險，高風險，較高風險}。

根據(jù)上述步驟，運用模糊綜合評價法可以得出橋梁施工階段風險狀況。

2.4 等風險圖法

2.4.1 等風險圖原理

等風險圖法[1]采用定量分析的方法，運用等風險圖，將橋梁施工階段的風險狀況分為高，中，低三種情況。發(fā)生概率低于0.3的屬于低風險，對橋梁施工僅有很低的影響；而中等風險對橋梁施工的順利進行會有很大的影響，很有可能會發(fā)生，概率一般在0.3到0.7之間；發(fā)生概率高于0.7的風險，對橋梁施工會有非常大的影響，極有可能導致施工延誤甚至無法完成。

等風險圖法是應用風險系數(shù)來評價項目風險水平，設項目風險系數(shù)為R，則

其中，Pf1+Pf2+…+Pfn分別表示項目各個風險發(fā)生的概率，n表示風險個數(shù)；Cf1+Cf2+…+Cfn分別表示項目各個風險后果的非效用值，n表示風險后果的個數(shù)。

2.4.2 等風險圖畫法

將坐標系的橫坐標作為風險后果的非效用值Cf，而縱坐標為風險發(fā)生的概率Pf，從而建立平面直角坐標系[2]。當Pf取0～1之間的任意多個值的時候，就會相應地得出任意多個Cf值，最終可以得到任意多個坐標點，最后把這些坐標點連接起來，就會得到一條曲線。R 值再分別 0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90，0.95，0.98 這 10 個值時，根據(jù)前面敘述方法，即可得到10條曲線，從而就可以得到等風險圖，如上圖。

等風險圖

2.5 蒙特卡羅法

2.5.1 基本流程

采用蒙特卡羅法對橋梁施工階段進行風險評估，首先要根據(jù)橋梁實際情況確定各項風險因素的風險發(fā)生概率和風險損失[3]，然后代入構(gòu)造出來的功能函數(shù)，得到風險后果值，最后參照表3.5判斷其風險等級。

運用蒙特卡羅法對橋梁施工階段風險進行評估的步驟如下。

①首先假設橋梁施工階段各個風險因素之間是相互獨立的，不會互相影響，并且服從各自的概率分布。然后根據(jù)風險因素和風險后果的關(guān)系，構(gòu)造出相應的功能函數(shù)，之后再運用這種數(shù)學模型進行研究。

②對橋梁施工階段風險足夠了解的基礎上，對各風險因素的概率分布進行研究，包括風險發(fā)生和風險損失概率。

③隨機數(shù)發(fā)生器隨機產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)服從上述研究得出的概率分布[4]，接著再把這些數(shù)據(jù)代入功能函數(shù)，模擬得到關(guān)于風險后果值的多個隨機數(shù)。多次抽樣進行模擬，最終將結(jié)果進行統(tǒng)計整理，分析得到結(jié)論后劃分風險等級。

④得到風險等級的劃分之后，就很容易的對橋梁工程施工階段的風險等級進行評估。

2.5.2 確定功能函數(shù)

風險的后果會受到風險發(fā)生的概率和風險造成的損失的影響，所以運用風險發(fā)生的概率和損失來確定風險后果值。一般情況下，每一個風險因素的風險發(fā)生概率和風險損失都不會一樣。但是考慮到人的不安全因素和物的不安全因素同時出現(xiàn)時，安全事故發(fā)生概率會明顯提高，所以應構(gòu)建如下的功能函數(shù)：

上式中：為R風險后果值；Pi為物的不安全因素中第i項風險因素發(fā)生概率；Ci為物的不安全因素中第i項風險因素引發(fā)風險后帶來的損失；n為物的不安全因素項數(shù)；Pj為人的不安全因素中第j項風險因素發(fā)生概率；Cj為人的不安全因素中第j項風險因素引發(fā)風險后帶來的損失；m為人的不安全因素項數(shù)。

2.5.3 確定風險因素的概率分布

通過各種渠道對風險因素進行詳細了解，初步確定每一個風險因素的風險發(fā)生概率分布和風險損失概率分布。調(diào)查并統(tǒng)計橋梁發(fā)生的安全事故，對其進行一定的歸類，按照各項風險引起的事故分類，根據(jù)某項風險所引起的安全事故的件數(shù)和所統(tǒng)計到的事故件數(shù)之比來確定某項風險因素的風險發(fā)生概率分布，得到一個定值；風險損失概率分布是通過計算該風險引起的安全事故導致的直接經(jīng)濟損失度來確定。各項風險因素風險發(fā)生概率值和風險損失概率分布及參數(shù)，見下表。

風險因素的概率分布

利用隨機數(shù)發(fā)生器進行隨機產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并進行104次抽樣，然后將產(chǎn)生的隨機數(shù)序列代入功能函數(shù)進行計算，得到樣本風險后果值分布頻率直方圖和風險后果值累計頻率圖。根據(jù)風險后果值累計頻率圖，查表各級對應的累計頻率范圍、風險后果值范圍，得到風險等級。

3 風險評估方法的優(yōu)劣性分析

3.1 德爾菲法與層次分析法

德爾菲法一般用于解決不是多層次的問題，結(jié)合專家群體的意見，是一種有效解決多問題的決策方法。而層次分析法用于解決一個多層次系統(tǒng)的問題，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，建立多層次遞階評價模型，可以多層次系統(tǒng)地評估橋梁項目施工階段的風險，可以解決其他方法只能對單一風險進行評估的缺點，更加有效精確對橋梁施工階段的風險進行評估。

如果將這兩種方法結(jié)合起來使用，不僅可以充分利用專家充分和專業(yè)的經(jīng)驗進行定性分析，還可以對風險進行定量評估，可以大大提高評估的準確性。在德爾菲法的基礎上，應用層次分析法進行多層次評估體系建模，能夠?qū)烧叩膬?yōu)點結(jié)合，從而為項目決策過程中方案的選擇提供重要的依據(jù)，是一個十分有效的評估方案。

3.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評判法采用的是一種模糊數(shù)學的方法，是數(shù)學在實際應用中的一種表現(xiàn)，在我國的橋梁項目風險評估中廣泛應用，有著很多的成功的案例。這個方法的層次結(jié)構(gòu)是由下向上的多層次綜合評價體系，最終得到目標層的評價結(jié)果，能夠系統(tǒng)有效地對施工階段的風險進行評估。即便風險因素很多，仍能很好地解決問題，是一個比較全面的評價方法。它的主要手段就是將橋梁施工階段不確定性的風險轉(zhuǎn)化為相應的模糊變量，從而得到定量結(jié)果，從而可以給橋梁施工管理人員提供有效的依據(jù)，根據(jù)風險的重要程度，有針對性的采取相應的措施來防范和規(guī)避風險。

3.3 等風險圖法

等風險圖法也是我國比較常用的橋梁施工階段風險評估的方法，在實際應用中取得了很好的效果。因為橋梁工程建設的工期長，在其中具有很多不確定性風險因素，所以運用CPM這種肯定型網(wǎng)絡來對橋梁實際工程中諸多不確定性施工階段的風險進行評估，是不準確的，忽略了風險的不確定性和概率性。所以在進行橋梁施工階段的風險評估時，應該選用等風險圖法，它是不確定性的網(wǎng)絡分析，可以準確有效的對橋梁施工階段進行風險評估。

3.4 蒙特卡羅法

蒙特卡羅法是運用數(shù)字隨機生成器進行模擬的一種方法，它的一個獨特的特點就是隨著模擬次數(shù)的增加，最終得到的結(jié)果就會越來越準確。雖然層次分析法能夠滿足考慮多因素多層次的需要，但沒有足夠的數(shù)據(jù)來給研究者借鑒，只能通過專家的主觀判斷來對風險賦予權(quán)重，缺少客觀性，有時會影響到最終評判結(jié)果。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，蒙持卡羅模擬法在橋梁施工階段的風險評估中得到廣泛應用。

4 結(jié)語

文章總結(jié)了橋梁施工階段的風險評估方法并探討了各自的優(yōu)劣性。德爾菲法不能解決多層次的問題，層次分析法能夠滿足多因素和多層次的分析需要，但是由于缺少數(shù)據(jù)庫，在賦予風險權(quán)重的時候只能主觀判斷，不能夠避免風險因素的不確定性和模糊性。將德爾菲法和層次分析法結(jié)合起來使用，可以大大提高評估的準確性。等風險圖法可以較準確地評估風險，但實際操作較復雜。模糊綜合評判法和蒙特卡羅法將將橋梁工程風險實現(xiàn)定量劃分，更加系統(tǒng)，減少因主觀臆斷造成的不利影響，使評估結(jié)果更加準確，符合實際。