基于层次分析法的水利工程项目风险管理探讨_孙银星.pdf

ISSN 1672-2841CN 44-1587/Z广东水利电力职业技术学院学报 2023 年 第 21 卷 第 2 期Journal of Guangdong Polytechnic of Water Resources and Electric Engineering，2023，Vol.21，No.2收稿日期：2022-08-23作者简介：孙银星，男，工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。45-48基于层次分析法的水利工程项目风险管理探讨孙银星(乌苏市兴源水务有限公司，新疆 乌苏 833099）摘 要：针对乌苏市大湾干渠至大二泉分洪渠首段渠道改建工程项目，通过层次分析法对水利工程项目施工风险管理进行分析，提出相关风险防范与化解措施，结论如下：（1）风险识别包括质量、工期、造价、安全四方面共 12 个因素；（2）通过层次分析法评估风险因素，并确定各因素的综合权重，其中综合权重超过 2%的风险因素有 9 项（重点因素）低于 2%的有 3 项（非重点因素）；安全风险中施工规范的综合权重高达 38.39%。关键词：水利工程；风险管理；层次分析法；应对措施中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-2841（2023）02-0045-04水利工程是除害兴利工程，包括修建坝、堤、渠道等各种水工建筑物。我国水利工程大多由国家投资建设，带有一定公益属性，在基础设施建设领域具有重要地位，能产生显著的社会效益和经济效益，但在建设中也常占用大量的社会资源，因此做好水利工程项目管理工作至关重要12。水利工程与常规工程相比更复杂，一方面，水工建筑物工作环境相对恶劣，在项目勘察设计施工运行各阶段都需准确把握气象、水文及地质条件因素的影响，水工建筑物承受的荷载也更为复杂，除常规自重作用，还需承受水体的压力、浮力、渗透力等外力作用。另一方面，水利工程往往工期长、规模庞大、技术复杂，涉及的经济关系也较为复杂，对项目管理，尤其是相关的项目风险管理要求更高。根据以往经验，若工程项目管理时缺乏风险意识，未对潜在风险进行识别与应对，将可能付出更大代价。对一般项目如此，对水利工程这类重大项目更应重视风险管理。目前，项目风险管理方法较多，最常用的有层次分析法、模糊综合评价法等。本研究基于乌苏市大湾干渠至大二泉分洪渠首段渠道改建工程项目，采用层次分析法对该项目施工风险管理进行分析，并提出相关防范与化解措施，以期为该工程及其他水利工程项目风险管理提供参考。1 工程风险管理及层次分析法1 工程风险管理及层次分析法1.1 工程风险管理概念工程风险管理主要是指在工程项目的各个阶段，对内部或外部各种不确定因素所导致的能预见或无法预见的各个风险因子的管理。这些风险因子对项目的正常进行具有重大威胁，可能会导致项目的进度或质量出现问题，因此做好工程风险管理是顺利完成工程项目的重要前提和基本保障3。项目伊始，针对已确定的项目预算、工期管理等问题可进行初期工程风险管理，对前期可能出现的各种风险进行识别和规避，尽可能减小对施工目标的影响。工程项目风险管理流程见图 1。图 1 工程项目风险管理全过程工程风险管理通常需组建专业机构来完成，其工作内容包括识别风险因子，分析评估各因子对工程预期目标的影响；在项目管理的全过程跟进工程风险管理，有效应对各阶段的风险因子可能造成的不利影响；制定风险管理策略并充分落实。2023，21（2）46广东水利电力职业技术学院学报表 1 风险识别结果风险类型风险因素风险类型风险因素质量风险人员素质造价风险设计变更施工技术市场价格变化组织管理劳动力成本工期风险土方施工安全风险施工规范性浆砌石施工施工环境砼及钢筋混凝土施工人员管理3 施工过程风险评估3 施工过程风险评估3.1 构建风险层次分析框架针对前文中风险识别结果，构建了工程施工过程的风险层次分析框架（见图 3）。3.2 构建判断矩阵采用层次分析法的九标度法构建判断矩阵，即对准则层和指标层的各元素对比打分，形成比较矩阵，并计算判断矩阵权重。判断矩阵的形式见表 2，标度含义见表 3。经过专家打分，得到各层次的判断矩阵（见表 4）。1.2 层次分析法基本原理层次分析法（AHP）是一种将研究对象及其相关因素进行分解、划分，借助数学分析方法对非定量事件进行定量化，从而计算出各因素权重的研究方法。它通常用于多个对研究对象影响能力不一致的影响因素之间存在复杂关联，使得决策者无法做出判断的研究中4。其基本原理是假设系统内部各影响因素之间相互独立，建立层次结构模型，构造判断矩阵，然后对各影响因素进行对比分析得到其相对重要程度，从而计算出各因素对研究对象的影响权重大小。其步骤见图 2。2 工程概况及风险识别2 工程概况及风险识别2.1 工程概况乌苏市位于准噶尔盆地西南缘，是一个资源性缺水地区。为缓解用水矛盾，合理调配水资源，乌苏市大湾干渠至大二泉分洪渠首段渠道改建工程改建防渗渠道 2.543 km，渠系建筑物 11 座（节制分水闸 3 座、农桥 7 座、末端防冲设施 1 座），渠道设计流量 3.0 m3/s，以连通大湾水库和大二泉水库，将奎屯河可利用水量引到大二泉水库，以提高大二泉水库下游灌区用水保证率和水资源利用率，缓解目前用水矛盾。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252 2017 和灌溉与排水工程设计标准GB50288-2018 相关规定，本工程规模为小（2）型，工程等别为等设。渠道设计流量3.0 m3/s5.0 m3/s，渠道工程级别为 5 级，渠系建筑物工程级别均为 5级，洪水标准为 10 年一遇。2.2 工程风险识别工程风险识别是后期风险分析以及风险应对的重要基础，也是整个工程风险管理最重要的一环，对风险的高效识别将会直接影响整个工程风险识别的效果。风险识别主要包括两部分：一是准备阶段，整理水利工程风险识别的相关文献资料，水利工程风险主要分布在自然、政策、安全、技术、工期、经济等方面，影响因素包括设计、施工、管理、社会、自然等方面；二是专家调查阶段，主要采取德尔菲法，该法在专家调查上优势较大，可使调查结果更加可靠5。工程风险识别结果见表 1。图 3 施工过程风险层次分析框架图 2 层次分析法的分析流程表 2 判断矩阵形式AkB1B2BjBnB1B11B12 B1j B1nB2B21B22 B2j B2n BnBn1Bn2 Bnj Bnn表 3 判断矩阵的标度含义标度说明1两个元素同样重要3一个元素比另一个稍微重要5一个元素比另一个比较重要7一个元素比另一个明显重要9一个元素比另一个重要很多2,4,6,8中间值倒数因素 i 与 j 比较矩阵为 aij，则j 与 i 比较矩阵为 aji=1/aij47孙银星：基于层次分析法的水利工程项目风险管理探讨判断矩阵 A 的一致性比率为：则判断矩阵 A 通过了一致性检验。B 层对 A层的权重系数见表 5。表 5 B 对 A 层权重系数指标B1B2B3B4Wi0.2490.1150.0810.555其他判断矩阵采用的方法均与判断矩阵 A 一致，此处不再赘述，整理得到各风险因素的综合权重见表 6。由表可知，综合权重超过 2%的风险因素有 9 项，其中超过 10%的 3 项，分别为质量风险中的人员素质、安全风险中的施工规范性和人员管理，施工规范性的综合权重甚至高达38.39%；综合权重低于 2%的风险因素有 3 项。将综合权重超过 2%的风险因素确定为重点风险因素，不超 2%的确定为非重点风险因素。4 施工过程风险应对4 施工过程风险应对针对风险因素的评估结果，重点讨论综合权重超过 10%的重点风险因素应对措施。4.1 人员素质风险应对措施（1）适当提高工作人员准入要求，如要求工程技术人员具备相关的资质证书及工作经验，且入职前需考核基本专业技能。（2）完善培训制度，在施工各主要阶段安排对应培训活动，明确施工目标，训练关键施工技能。（3）注重工程管理人员能力提升，对其专业能力提出更高要求。4.2 施工规范性风险应对措施施工规范性综合权重为所有风险因素中最高，需引起足够重视。（1）实时关注施工情况，施工流程应严格按照工程设计及相关规范要求进行，避免出现安全事故。（2）注意用电安全。电是工地中最大的安全隐患，应严格按照相关规范管理，（a）B 对层判断矩阵AB1B2B3B4B11331/3B21/3121/5B31/31/211/5B43551（b）C 对 B1 层判断矩阵B1C11C12C13C11153C121/511/3C131/331（d）C 对 B3 层判断矩阵B3C31C32C33C3111/32C32314C331/21/41（c）C 对 B2 层判断矩阵B2C21C22C23C2111/35C22316C231/51/61（e）C 对 B4 层判断矩阵B4C41C42C43C41164C421/611/3C431/4313.3 计算权重及一致性检验计算权重主要分 3 个步骤：（1）计算判断矩阵的特征向量iW：11,(1,2,)nniijjWain=|（2）特征向量iW归一化：1,(1,2,)iiniiWWinW=则特征向量为：12,TnWW WW=。（3）求解判断矩阵的最大特征值max：max11,(1,2,)nniiiAWinW=为避免其他因素对判断矩阵造成干扰，层次分析法需对判断矩阵进行一致性检验。其式为：CICRRI=CR表示一致性比率，当CR0.1 时，则认为判断矩阵 A 未通过一致性检验。其中CI表示判断矩阵 A 的偏离一致性指标，计算公式如下：max1nCIn=RI 表示平均随机一致性指标，其值大小与矩阵阶数有关。矩阵阶数为 3 时，RI 取值为 0.52；矩阵阶数为 4 时，RI 取值为 0.89。以 B 对层判断矩阵为例，计算其权重并进行一致性检验。1331/31/3121/51/3 1/211/53551|=|A通过 MATLAB 计算得到判断矩阵 A 的最大特征值max=4.104 2，则判断矩阵 A 的偏离一致性指标判断矩阵阶数 n 为 4 时，RI 取值为 0.89，则表 4 各层次的判断矩阵CR=0.039 0.1RICI0.890.034 7CI=0.034 7 n-14-14.104 2-nmax2023，21（2）48广东水利电力职业技术学院学报如安装临时配电箱、漏电保护开关等需由持证专职电工操作，任何人不得随意接线用电。室外电缆应埋地敷设并设立警示牌。（3）规范各类设备的安全操作。水利工程施工中涉及的大型机械种类多、数量大，应由专人负责，经专业人士验收合格后方能投入使用，负责机械操作的施工人员应接受相关的安全操作培训。4.3 人员管理风险应对措施（1）落实施工纪律。施工前组织所有员工进行相关学习，确保员工明确施工纪律，并由专人监督，杜绝迟到早退、物料乱堆乱放等违纪现象。（2）落实人员责任。将安全责任落实到每位施工人员，提高重视程度，加大宣传力度，通过宣传栏、警示牌等工具，将安全要求渗透到日常工作中。5 结语5 结语本文基于乌苏市大湾干渠至大二泉分洪渠首段渠道改建工程项目，采用了层次分析法对项目施工风险管理进行分析，并提出相关防范与化解措施，得到主要结论如下。（1）工程风险识别是后期风险分析以及风险应对的重要基础，风险识别主要包括准备阶段和专家调查阶段，最终确定了包括质量、工期、造价、安全四方面共 12 个风险因素。（2）通过层次分析法对识别的风险因素进行风险评估，确定每个风险因素的综合权重，其中综合权重超过 2%的风险因素有 9 项，确定为重点风险因素，安全风险中的施工规范性的综合权重高达 38.39%；综合权重低于 2%的风险因素有 3项，确定为非重点风险因素。参考文献：1 朱德群.上饶市三江导托渠工程风险管理研究D.兰州：兰州交通大学，2021.2 吉莉.基于 FMEA 的南水北调中线输水干渠运行风险预警研究 D.郑州：华北水利水电大学，2021.3 王银.基于层次分析法的工程项目风险管理 J.价值工程，2017,36(06):25-28.4 郝鹏.万家寨水利枢纽高边坡危岩体影响因素敏感性研究 D.郑州：华