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摘要：针对公路工程施工的特点，在风险识别的基础上，运用定性与定量方法相结合的改进多层次模糊综合评价法进行风险评价，由基于新标度的改进层次分析法确定评价指标的权重，再运用模糊综合评价法确定风险评价结果，最后通过对某公路工程进行实例验证，证明该方法是公路工程施工风险评价的一種有效方法。
关键词：公路工程；风险评价；层次分析法；模糊综合评价法
公路工程是一个巨大、复杂的系统工程，其建设周期长、投资额度大、技术要求高、内部结构复杂、外部联系广泛，受工程区域地质、水文、气象等自然条件影响较大，因此，在施工过程中存在着各种各样的风险，一旦发生事故将造成巨大损失，如何有效地控制和分散工程风险关系到公路工程建设顺利地进行[1]。因此，在风险识别的基础上，通过运用风险评价方法对公路工程项目施工过程中出现的施工风险进行管理，以便为风险决策提供理论依据具有重要意义。
1、公路工程施工风险评价方法
目前风险评价方法有很多，可以分为定性评价方法、定量评价方法、定性与定量结合的综合评价方法。
1.1定性评价方法
定性评价较常采用德尔菲法，请若干位专家对风险因素进行打分。为每一单个风险赋予一个权值，如果规定0代表没有风险，10代表风险最大，则其他的风险极值是介于0至10之间的数。然后把各个风险的权值加起来，再与风险评估基准相比较，由此判断该项目整体风险水平是否可以接受，是否可以继续进行下去。主观评分法允许同时考虑诸多因素，允许提出更多的问题进行分析。其使用容易，用途大小则取决于填入表中的数值的准确性。
1.2定量评估方法
定量评价风险因素可以采用等风险图法[2]。等风险图包括两个因素：损失的概率和损失的后果。这种方法把已经识别的风险分为低、中、高三类。低风险是指对项目目标仅有轻微不利影响，发生概率也小的风险。中等风险是指发生概率大且影响项目目标实现的风险。高风险是指发生概率很大，对项目目标的实现有非常不利影响的风险。
1.3综合评价方法
综合评价是相对于单项评价而言的，它们之间的区别不在于评价个体的多少，而在于评价指标体系的复杂程度。综合评价是对多元、多属性、多指标对象的价值判断，一般来说，评价对象比较复杂，需要通过某种假定，利用某种方法，对指标进行合成，得出一个组合后的评价值。单项评价可以看作是针对综合评价中的某种属性的评价。
因为公路工程施工风险评价是对工程的社会、经济、技术、环境、管理等多种因素的风险进行全面的权衡、比较和评价，所以应选用适当的综合评价方法进行评价。
目前，应用于公路工程施工风险评价的综合评价方法主要有层次分析法、模糊综合评价法、数据包络分析法、人工神经网络评价法等，但是各种评价方法单一运用都有一定的局限性，如模糊综合评价法难以解决多层次、多因素、不确定的复杂系统问题。因此，可采用组合评价法，将不同的评价方法组合在一起进行项目评价，以达到取长补短的效果。
本文将建立层次分析法与模糊综合评价法组合的多层次模糊综合评价法模型，并将其应用到公路工程施工风险评价中。
2、改进多层次模糊评价法的建立
多层次模糊综合评价法的基本思路是将评价指标体系划分为递阶层次结构，运用层次分析法计算指标权重，然后分层次进行模糊综合评价,得出评价结果。
然而层次分析法有其局限性，它在建立判断矩阵时应用最广泛的标度为1～9标度，该标度虽具有简明直观的特点，但有存在如下缺陷[3]：
（1）不符合人们的心理习惯，与人们估计偏离较远；
（2）可能破坏 AHP的排序选优功能；
（3）即使排除人为因素，按照该标度方法建立的判断矩阵，其一致性也会遭到破坏，即系统本身存在非一致性 ；
（4）没有体现奖罚原则。
前两种缺点使得 AHP得出的结论常常与实际不符。后面两种缺点使得AHP法的应用受到很大的限制。
本文采用文献[3]介绍的基于奖罚原则的指数标度法对层次分析法进行改进，其基本原理是对大大优于平均值的指标给与适当奖励，大大劣于平均值的指标给与适当惩罚。
2.1建立评价指标层次结构体系
收集公路工程相关资料，并对资料进行分类、整理、归纳，建立包括目标层C、一级指标层Ci、二级指标层Cij……等多级评价指标层次结构体系。
2.2应用层次分析法确定指标权重
（1）构造判断矩阵B
基于奖罚原则的新标度指数指标可由如下公式得到：
T`=a×（T）2k+b
式中 为转化后的标度；a,b为转化函数系数； 为传统的标度；K为调和系数。许多专家认为当K=-1时奖罚程度较合适，由T=1时，T`=1，T=9时，T`=9可得a=0.1,b=0.9，因此带入公式可以求出新标度[4]。见表1。
表1 判断矩阵新标度表
任何判断矩阵都应满足bii=1,bij=1/bji
（2）计算各指标权重W
可采用“和积法”计算判断矩阵的最大特征根λmax及对应的特征向量。
（3）进行一致性检验，判断矩阵的一致性指标为:
CI=(λmax-n)/(n-1)
它与一致性指标 之比为随机一致性比率，记为CR。当CR=CI/RI<0.1时，一致性检验通过。
2.3应用模糊综合评价法进行综合评价
（1）设立指标集U、评价集V
设指标集 ，评价集 。
（2）确定权重集W
权重集W分为一级指标权重Wi，二级指标权重Wij 等 。
（3）建立评价矩阵
组织专家进行评价，建立单因素评价模糊子集 ，则评价矩阵 可由多个单因素的评价模糊子集构成，即 。
（4）进行模糊综合评价,计算评价值
根据最大隶属度原则，对照评价集中的评语等级标准，便可得知被评价事物处于何种等级水平。
3评价实例
本文选取广东省G321国道K18+300—K32+600快速化改造工程公路项目的施工进行风险评价方法研究，该段公路全长14.3公里，含五座立交工程，总造价8.7亿元。以本工程施工环境风险评价为例，建立公路工程施工环境风险评价指标层次结构体系，见表2。
表 2评价指标层次结构体系
3.1确定指标权重
（1）建立评价指标层次结构模型
建立包括一级指标层Ci、二级指标层Cij……等多级评价指标层次结构模型，见表2。
（2）构造判断矩阵B
构造各层次评价指标的判断矩阵，并进行一致性检验。如表3所示。
表 3 判断矩阵及一致性检验表
3.2模糊综合评价法对施工风险进行评价
（1）设立后评价指标集及评价集
指标集U={自然风险，社会环境风险}；
评价集V={风险大，风险较大，风险适中，风险较小，风险小}。
（2）确定评价指标权重
上表所列权重W即为所求的权重，一级指标层权重记为Wi,(i=1,2)
，二级准则层权重记为
（3）建立评价矩阵
由评价专家小组对项目进行打分，然后综合每个专家的打分得出其评语等级的隶属度，可得到单因素模糊综合评价矩阵:
5）在单因素评价的基础上进行综合评价
根据最大隶属度原则，对照评语等级标准，可知该公路项目施工风险评价结果为“风险适中”。
结束语
本文结合公路工程风险评价的特点，运用改进的多层次模糊综合评价法，通过基于新标度的改进层次分析法确定评价指标的权重，模糊综合评价法确定最终的评价结果，并进行实例验证，为公路工程施工风险评价提供了一种有效的方法。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：公路工程；风险评价；层次分析法；模糊综合评价法
公路工程是一个巨大、复杂的系统工程，其建设周期长、投资额度大、技术要求高、内部结构复杂、外部联系广泛，受工程区域地质、水文、气象等自然条件影响较大，因此，在施工过程中存在着各种各样的风险，一旦发生事故将造成巨大损失，如何有效地控制和分散工程风险关系到公路工程建设顺利地进行[1]。因此，在风险识别的基础上，通过运用风险评价方法对公路工程项目施工过程中出现的施工风险进行管理，以便为风险决策提供理论依据具有重要意义。
1、公路工程施工风险评价方法
目前风险评价方法有很多，可以分为定性评价方法、定量评价方法、定性与定量结合的综合评价方法。
1.1定性评价方法
定性评价较常采用德尔菲法，请若干位专家对风险因素进行打分。为每一单个风险赋予一个权值，如果规定0代表没有风险，10代表风险最大，则其他的风险极值是介于0至10之间的数。然后把各个风险的权值加起来，再与风险评估基准相比较，由此判断该项目整体风险水平是否可以接受，是否可以继续进行下去。主观评分法允许同时考虑诸多因素，允许提出更多的问题进行分析。其使用容易，用途大小则取决于填入表中的数值的准确性。
1.2定量评估方法
定量评价风险因素可以采用等风险图法[2]。等风险图包括两个因素：损失的概率和损失的后果。这种方法把已经识别的风险分为低、中、高三类。低风险是指对项目目标仅有轻微不利影响，发生概率也小的风险。中等风险是指发生概率大且影响项目目标实现的风险。高风险是指发生概率很大，对项目目标的实现有非常不利影响的风险。
1.3综合评价方法
综合评价是相对于单项评价而言的，它们之间的区别不在于评价个体的多少，而在于评价指标体系的复杂程度。综合评价是对多元、多属性、多指标对象的价值判断，一般来说，评价对象比较复杂，需要通过某种假定，利用某种方法，对指标进行合成，得出一个组合后的评价值。单项评价可以看作是针对综合评价中的某种属性的评价。
因为公路工程施工风险评价是对工程的社会、经济、技术、环境、管理等多种因素的风险进行全面的权衡、比较和评价，所以应选用适当的综合评价方法进行评价。
目前，应用于公路工程施工风险评价的综合评价方法主要有层次分析法、模糊综合评价法、数据包络分析法、人工神经网络评价法等，但是各种评价方法单一运用都有一定的局限性，如模糊综合评价法难以解决多层次、多因素、不确定的复杂系统问题。因此，可采用组合评价法，将不同的评价方法组合在一起进行项目评价，以达到取长补短的效果。
本文将建立层次分析法与模糊综合评价法组合的多层次模糊综合评价法模型，并将其应用到公路工程施工风险评价中。
2、改进多层次模糊评价法的建立
多层次模糊综合评价法的基本思路是将评价指标体系划分为递阶层次结构，运用层次分析法计算指标权重，然后分层次进行模糊综合评价,得出评价结果。
然而层次分析法有其局限性，它在建立判断矩阵时应用最广泛的标度为1～9标度，该标度虽具有简明直观的特点，但有存在如下缺陷[3]：
（1）不符合人们的心理习惯，与人们估计偏离较远；
（2）可能破坏 AHP的排序选优功能；
（3）即使排除人为因素，按照该标度方法建立的判断矩阵，其一致性也会遭到破坏，即系统本身存在非一致性 ；
（4）没有体现奖罚原则。
前两种缺点使得 AHP得出的结论常常与实际不符。后面两种缺点使得AHP法的应用受到很大的限制。
本文采用文献[3]介绍的基于奖罚原则的指数标度法对层次分析法进行改进，其基本原理是对大大优于平均值的指标给与适当奖励，大大劣于平均值的指标给与适当惩罚。
2.1建立评价指标层次结构体系
收集公路工程相关资料，并对资料进行分类、整理、归纳，建立包括目标层C、一级指标层Ci、二级指标层Cij……等多级评价指标层次结构体系。
2.2应用层次分析法确定指标权重
（1）构造判断矩阵B
基于奖罚原则的新标度指数指标可由如下公式得到：
T`=a×（T）2k+b
式中 为转化后的标度；a,b为转化函数系数； 为传统的标度；K为调和系数。许多专家认为当K=-1时奖罚程度较合适，由T=1时，T`=1，T=9时，T`=9可得a=0.1,b=0.9，因此带入公式可以求出新标度[4]。见表1。
表1 判断矩阵新标度表
任何判断矩阵都应满足bii=1,bij=1/bji
（2）计算各指标权重W
可采用“和积法”计算判断矩阵的最大特征根λmax及对应的特征向量。
（3）进行一致性检验，判断矩阵的一致性指标为:
CI=(λmax-n)/(n-1)
它与一致性指标 之比为随机一致性比率，记为CR。当CR=CI/RI<0.1时，一致性检验通过。
2.3应用模糊综合评价法进行综合评价
（1）设立指标集U、评价集V
设指标集 ，评价集 。
（2）确定权重集W
权重集W分为一级指标权重Wi，二级指标权重Wij 等 。
（3）建立评价矩阵
组织专家进行评价，建立单因素评价模糊子集 ，则评价矩阵 可由多个单因素的评价模糊子集构成，即 。
（4）进行模糊综合评价,计算评价值
根据最大隶属度原则，对照评价集中的评语等级标准，便可得知被评价事物处于何种等级水平。
3评价实例
本文选取广东省G321国道K18+300—K32+600快速化改造工程公路项目的施工进行风险评价方法研究，该段公路全长14.3公里，含五座立交工程，总造价8.7亿元。以本工程施工环境风险评价为例，建立公路工程施工环境风险评价指标层次结构体系，见表2。
表 2评价指标层次结构体系
3.1确定指标权重
（1）建立评价指标层次结构模型
建立包括一级指标层Ci、二级指标层Cij……等多级评价指标层次结构模型，见表2。
（2）构造判断矩阵B
构造各层次评价指标的判断矩阵，并进行一致性检验。如表3所示。
表 3 判断矩阵及一致性检验表
3.2模糊综合评价法对施工风险进行评价
（1）设立后评价指标集及评价集
指标集U={自然风险，社会环境风险}；
评价集V={风险大，风险较大，风险适中，风险较小，风险小}。
（2）确定评价指标权重
上表所列权重W即为所求的权重，一级指标层权重记为Wi,(i=1,2)
，二级准则层权重记为
（3）建立评价矩阵
由评价专家小组对项目进行打分，然后综合每个专家的打分得出其评语等级的隶属度，可得到单因素模糊综合评价矩阵:
5）在单因素评价的基础上进行综合评价
根据最大隶属度原则，对照评语等级标准，可知该公路项目施工风险评价结果为“风险适中”。
结束语
本文结合公路工程风险评价的特点，运用改进的多层次模糊综合评价法，通过基于新标度的改进层次分析法确定评价指标的权重，模糊综合评价法确定最终的评价结果，并进行实例验证，为公路工程施工风险评价提供了一种有效的方法。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。