基于AHP-熵权法的电网建设项目风险评估_周茂.pdf

/2023.05基于 AHP-熵权法的电网建设项目风险评估周茂李自若周新和李岩郭羽李小飞(国网重庆市电力公司建设分公司)摘要:电力行业关乎到国计与民生，是我国国民经济发展的基础。电网工程项目主要指电网的基建及技改项目，该类项目具有投资金额巨大、建设周期长、风险因素多等特点。规划、建设和运营过程中受到诸多因素的影响与制约，风险的后果相对严重。本文对电网建设工程项目风险影响因素进行了深入分析，综合运用层次分析法、熵权法以及模糊评价法，对项目的风险进行更为科学，更为深入的分析。经过实际运用验证，本文所提出的评估方法可对电网建设工程项目的风险进行科学、合理、有效的评估。关键词:层次分析法;熵权法;模糊综合评价;风险评估0引言电网建设工程项目主要指电网的基建和技改项目，与其他建设工程项目类似，电网建设工程项目在建设和开发的全过程中具有投资金额大、建设周期长、复杂程度高、风险因素多等特点1-2。规划、建设、运营等各个环节中存在的风险点多，风险的后果相对严重3-4。此外，随着社会和经济的不断发展，人们对电力供应的需求越来越迫切，电网建设工程项目规模和数量不断增加，电网工程项目的风险呈多元化趋势，因此加强风险管理研究，提升项目风险管控水平具有十分重要的意义和价值5-7。本文基于电网建设工程项目的特点，结合项目实际情况对开发项目的风险进行分析与评价，综合运用层次分析法、熵权法以及模糊评价法，充分考虑了风险因素的主观及客观权重问题，对项目的风险进行更为科学、更为深入的分析，以实现对电网建设工程项目的科学管控。1风险评估模型的建立模糊综合评价法是通过矩阵相乘获得评价结果的综合评价方法8-9。该方法的主要原理是根据模糊数学的隶属度理论，把定性评价转为量化的数据，将评语集的评价矩阵和权重矩阵相乘得到评价结果。模糊综合评价法的步骤如下:(1)建立风险评估指标因素集根据电网建设工程项目的特点，结合项目实际情况，使用专家调研法，综合多位专家意见并结合相关资料识别电网建设工程项目的风险点。(2)确定风险指标权重综合运用层次分析法和熵权法来确定各风险的权重，具体步骤如下:首先由专家构造评价因素判断矩阵。利用 9 级标度法，通过比较每层不同元素建立判断矩阵，判断矩阵标度及其含义见表 1。表 1判断矩阵标度及其含义标度含义1两个因素的重要性相等3i 元素的重要性略大于 j 元素5i 元素的重要性大于 j 元素7i 元素的重要性明显大于 j 元素9i 元素的重要性绝对大于 j 元素2，4，6，8介于奇数标度之间折中的标度1，1/2，1/9两个元素的反比较按照表 1 的评分标度以及构造标准，通过比较不同的风险因素构造判断矩阵。记判断矩阵为:C=c11c12c1nc21c22c2ncn1cn2cnn接着使用方根法来求取判断矩阵对应的特征向量和特征根，具体计算步骤如下:首先计算判断矩阵每一行元素的乘积:291电气技术与经济/技术与交流2023.05/Mi=ni=1cij(1)然后计算判断矩阵每一行乘积的 n 次方根，并进行归一化处理:Wi=nMini=1nMi(2)接着求最大特征根:max=ni=1(CW)inWi(3)Wi是初始权重，也就是各指标的层次分析法权重。判断矩阵的风险因素较多时，两两比较后的结果可能出现相互矛盾的情况，因此需要对判断矩阵进行一致性检验，公式如下:CI=max nn 1(4)C=CII(5)其中，C 为判断矩阵的一致性比率，CI 为一致性指标，I 为随机一致性指标。I 可以通过查表获得。根据判断结果，若一致性比率小于 0.1 则说明一致性检验通过。反之则需要修改判断矩阵，直到修改至符合为止。然后运用熵权法求取客观权重，具体步骤如下:首先通过专家获取评价矩阵 X=(xij)mn，并进行数据标准化:Pij=xijmi=1xij(6)计算各指标的熵:Ej=mi=1ijPijlnPijlnm(7)特别的，当 Pij=0 时，令 PijlnPij=0。计算各指标对应的熵权值，即客观权重:j=1 Ejnj=11 Ej(8)接着利用获得的熵权值对层次分析法获得的初始权重进行修正，得到修正权重:j=jWjnj=1jWj(9)最后将修正权重与层次分析法权重结合获得各风险指标的组合权重:wi=Wi+i2(10)(3)建立风险评价集项目风险水平是指项目发生风险的可能性和严重性。建立评语集:V=()ABCDE，从低到高分别表示风险等级“很低，低，中等，高，很高”。(4)建立模糊关系矩阵建立风险指标集到评语集的模糊关系矩阵，使用 来表示。应用专家打分法建立模糊关系矩阵:=r11ri21rn1r12ri22rn2r15r25rn5其中，r 是风险指标对应到风险等级的隶属度，可通过对各专家对各因素的评分结果进行统计整理得到。(5)模糊矩阵计算确定各因素权重 w 和模糊关系矩阵 之后，通过指标层模糊计算构建准则层对应到评语集的隶属度向量 B。(6)风险模糊评估评语集中各元素存在对应的风险等级值，通过矩阵相乘即可得出综合评价结果。2案例分析2.1建立风险评价指标体系制定电网建设工程项目的风险评价指标体系是进行风险评估的基础。评估指标的选择应考虑两个方面:一是所选指标应与有关部门的现行统计指标相一致，这将促进评估过程的实施，并将获得广泛的社会认可;其次，这些指标不仅要反映实际情况，且要尽可能地易于识别和量化。以某牵引站 220kV 建设项目为例，在文献研究、专家建议和详细分析近年来电网建设工程项目调查报告的基础上建立风险评估指标框架，以确定项目前期风险评估指数的影响因素。建立的风险评价指标体系分为三层，分别为目标层、准则层和指标层，见表 2。391电气技术与经济/技术与交流/2023.05表 2风险评估指标体系表目标层 A准则层 B指标层 C电力项目建设的风险因素设计风险 B1项目设计失误风险 C11可研报告深度不够 C12设计调整不及时 C13经济风险 B2融资风险 C21财务风险 C22工程预算不准确 C23技术风险 B3设计技术风险 C31施工技术风险 C32维护技术风险 C33物资风险 B4物资质量不合格 C41供应商选择不当 C42物资配送不及时 C43工程建设风险 B5工程质量不达标 C51工程成本控制不当 C52工程安全违规风险 C53工程验收不规范 C54管理风险 B6组织管理风险 C61合同管理风险 C62人员管理风险 C63安全管理风险 C64外部风险 B7征地用地风险 C71公共关系风险 C72环境评价风险 C73行政审批复杂 C74该风险模糊评估指标的测量定义了五个等级，用字母“A，B，C，D，E”来表示风险等级“很低，较低，中，较高，很高”，并划分分值区间与风险等级值，见表 3。表 3风险等级评语集等级接受准则风险等级值模糊评价范围A可忽略的3(0，6B可容许的8(6，10C可接受的12(10，15D不可接受18(15，20E拒绝接受22(20，252.2确定指标组合权重(1)使用层次分析法计算初始权重通过专家的评判得到目标层对准则层的间接判断矩阵，见表 4。491电气技术与经济/技术与交流2023.05/表 4A-B 判断矩阵AB1B2B3B4B5B6B7B11223133B21/21121/222B31/21121/222B41/31/21/211/311B51223133B61/31/21/211/311B71/31/21/211/311应用公式(1)将判断矩阵按行相乘，并将结果开 7 次方根，再应用公式(2)对结果进行归一化处理得到准则层初始权重。准则层初始权重如下:W1=0.2469，W2=0.1396，W3=0.1396，W4=0.0757，W5=0.2469，W6=0.0757，W7=0.0757应用公式(3)和公式(4)来计算一致性指标 CI，通过查询表可知 I=1.32，应用公式(6)计算一致性比率:CI=0.0024866 0.1一致性检验通过，计算权重满足要求。采用同样的方法得到每个准则层对应指标层的评估指标影响因素的权重参数特征向量及与其对应的归一化结果，最终得到指标层的初始权重。(2)使用熵权法获取熵权值通过专家根据评估准则对主要风险指标的评判获取评价矩阵，并以此作为评判矩阵，将其经过公式(6)标准化，再应用公式(7)和公式(8)计算得到熵权值，指标层各风险指标的熵权值依次为(0.0987，0.1412，0.0483，0.0349，0.0348，0.0283，0.0987，0.0184，0.0384，0.0364，0.0462，0.0144，0.0204，0.0281，0.0481，0.0562，0.0173，0.0125，0.0738，0.0328，0.0340，0.0104，0.0169，0.0108)。(3)获取组合权重将初始权重和熵权值应用公式(9)可以得到修正权重，再将结果应用公式(10)得到组合权重，将结果根据层级的不同进行相加，即可得到准则层组合权重，再将各指标按照层级的不同做归一化，即可得到指标层组合权重。具体计算结果见表 5。表 5风险指标体系组合权重准则层准则层组合权重指标层指标层组合权重B10.3850C110.2868C120.6397C130.0735B20.1130C210.4334C220.4327C230.1339B30.1307C310.4968C320.3765C330.1266B40.0595C410.5704C420.1913C430.2383B50.1995C510.3864C520.1318C530.3053C540.1765B60.0607C610.3478C620.0937C630.3322C640.2263B70.0517C710.3288C720.0831C730.4479C740.1403591电气技术与经济/技术与交流/2023.052.3模糊综合评价通过专家根据表 3 对单个因素进行模糊评价，以确定风险指标对评价集的隶属程度。将指标层组合权重与隶属度矩阵相乘获取准则层对评价集的隶属程度。以准则层 B1为例。B1=0.28680.63970.0735100000.90.100000100=0.86250.06400.073500利用隶属度矩阵与风险等级值相乘获取风险等级模糊评价值。F1=0.86250.06400.07350038121822=3.9815根据表 5 所示风险等级及接受准则中风险模糊评价值范围定义，可判断 B1风险等级为 A 级，风险很低，需注意日常管理和审视。采用同样的方法得到准则层各个指标的风险等级模糊评价值以及项目总体风险等级模糊评价值。具体计算结果见表 6。根据表 3 所示风险等级及接受准则中风险模糊评价值范围定义，可判断目标层风险等级为 B 级，风险较小，接受准则为可容许的。但准则层 B5、B6风险等级为 C 级，是中风险，需要引起重视，加强防范，制定监控措施。表 6风险评估结果表目标层准则层分值等级指标分值等级7.0285B(较低风险)B13.9815A(低风险)B25.0079A(低风险)B38.0784B(较低风险)B49.8344B(较低风险)B511.7962C(中风险)B610.0369C(中风险)B76.3171B(较低风险)3结束语电网建设工程项目在规划、建设、运营等各个环节中会受到多种因素的影响与制约。本文基于电网建设工程项目的特点，从理论角度阐述了层次分析法结合熵权法求取组合权重的实现原理，采用模糊评估的方法构建了风险评估指标体系，并结合某具体项目实际情况对项目的风险进行分析与评价。在项目实施过程中，通过有效的风险管理手段可以减轻相关风险的影响，但并不能将客观存在的风险完全消除。因此，把风险管理理念应用到项目管理中，加强项目管理过程中的风险识别和防范、加强项目管理过程中对风险的动态识别和监控至关重要。必须时刻督促相关参与方，加强风险防控意识，做好风险应对预案，切实采取有效措施防范风险的发生。参考文献 1王守文，李帅兵，颜鹏 基于风险矩阵的微电网规划建设风险评估研究 J 东北电力技术，2019，40(8):1-6 2钟玲电网建设工程项目风险管理及应用研究 J 技术与市场，2019，26(12):215-216 3黄锐，王洪森 复杂因素驱动下电网项目投资收益及其 风 险 研 究 J 科 技 创 新 导 报，2020，17(15):171-172 4龚俊斌分析电网建设项目前期风险决策与对策 J 通讯世界，2020，27(7):134-135 5贺超“精细化”提升电网建设管理水平解决对策 J 建材与装饰，2018，510(1):235-236 6张俊驰电网型基建项目风险防范措施的研究 J 科技资讯，2021，19(16):33-35 7肖润民电网建设工程项目风险管理方法略谈 J 科学技术创新，2017(30):188-189 8王玉，唐峦 基于模糊综合评价的 500kV 输变电工程经济评价研究 J 南方能源建设，2022，9(S2):118-122 9曹鹏，俞洪良，段军朝，等 基于 AHP-模糊综合评价法的特殊地层盾构始发安全风险评估 J 施工技术(中英文)，2021，50(17):80-86(收稿日期:2023-03-31)691电气技术与经济/技术与交流