风险评估理论方法研究现状综述

1、风险评估理论方法研究现状综述【摘要】统计分析近15年来风险评估研究的发展现状，目前我国的风险评估研究位于世界前列。另外，总结比较常用的风险评估理论方法主要是模糊理论、层次分析法、灰色理论等。通过查阅国内外相关文献，总结目前风险评估理论方法的发展现状及发展新动态，列举多种风险评估理论方法的结合使用情况。在分析结果的基础上举出风险评估理论方法普遍存在的问题，并对风险评估理论方法今后的发展提出四点看法。【关键词】风险评估；评估理论；评估方法；研究现状0引言对于风险的研究最早可以追溯到公元前916年的共同海损（General Average）制度和公园前400年的货船抵押制度，这些原本是保险思想的雏形

2、，但是保险思想也是风险思想的一种1。风险评估是风险管理的一个步骤，也是风险管理最为重要的步骤，风险管理国际标准ISO31000对其的定义是：风险评估是风险识别、风险分析、风险评定的全过程2。目前风险评估的基本思想是对风险进行分析测量，确定风险值的大小或风险等级，为之后的风险控制提供参考的依据。近些年来，逐渐对各种投资、项目、灾害事故和安全生产事故等越来越重视，所以风险评估的研究一直是个研究热点。特别是进入21世纪以来，研究成果众多，因此，分析总结风险评估理论方法的研究现状对该研究及其今后的发展十分有必要。为了解和掌握近些年中风险评估的研究进展，作者采用文献统计的方法对20002014年美国工程

3、索引EI数据库中收录的关于风险评估的论文进行检索，并对结果进行分析，对风险评估的研究内容和研究进展、新动态进行了归类、汇总和相关分析。1风险评估研究成果与分析学术论文是衡量某一学术研究领域发展动态的重要根据之一，且目前国内外关于风险评估学术论文已非常多，但还没有统计过学术论文的数量。为了更加直观形象地反映近15年来风险评估研究的现状，作者在EI Compendex数据库中以“Risk Assessment”为关键字检索了20002014年的文献共计90102篇，按照论文发表的年份和作者所属的国家或地区（取前15名）进行了统计分析，如图1、图2所示。图1 论文发表的时间分布情况图2 论文作者所属

4、的国家或地区分布情况（1）近15年来，世界范围内关于风险评估的研究态势总体上呈现增长的趋势，其中2013、2014年的论文数量最多。（2）发表论文数量最多的三个国家或地区美国、中国和英国，中国处于前列，其原因可能是我国的风险评估研究发展起步较晚，近15年正好是一个快速发展的阶段，再加上安全评价、风险管理也一直是最近学术研究的热点，所以风险评估的发展也就相对较快。为了进一步了解我国的风险评估研究状况，在中国学术文献网络出版总库中先检索出20002014年间收录的关于风险评估的学术论文，对得到的结果按照学科进行分类统计，如表1所示。表1 风险评估论文在各学科领域分布情况学科领域论文数量学科领域论文

5、数量宏观经济管理与可持续发展4601石油天然气工业737企业经济4107农业经济731金融3219会计700工业经济2922中国政治与国际政治609计算机软件及计算机应用2294行政学及国家行政管理600投资2036保险596安全科学与灾害防治1783行政法及地方法制566环境科学与资源利用1770证券562电力工业1726有机化工540公路与水路运输1398诉讼法与司法制度516预防医学与卫生学1208医药卫生方针政策与法律法规研究506建筑科学与工程1144信息经济与邮政经济490临床医学1142公安473轻工业手工业1099畜牧与动物医学461数学1053外科学448植物保护1042水利

6、水电工程438审计1032农业基础科学436贸易经济902地质学429气象学899交通运输经济414互联网技术856心血管系统疾病405通过表1中的数据可以看出风险评估的研究在经济学、计算机信息科学、安全科学、灾害学、环境科学和工程项目中的研究较为突出，这些学科的发展也促进了风险评估研究的进步。由于针对不同的学科，其风险评估方法也可能不同。为了解风险评估理论方法的研究现状，再次在检索结果中，使用风险评估中较为常用的理论方法为关键词进行检索，得出风险评估中不同理论方法主题的研究情况，如表2所示。表2 风险评估不同理论方法主题研究论文分布情况排序理论方法论文数量1模糊理论、模糊评估方法28072层

7、次分析法20723灰色理论、灰色关联分析3874故障树、事故树分析2575贝叶斯理论模型2126多目标决策1377神经网络模型1168概率统计分析849马尔可夫模型65近15年来风险评估理论方法的研究中，模糊理论和层次分析法的研究最为热门。风险评估理论方法多是依据某一比较成熟的理论或计算方法进行评估，比较常用的风险评估方法可以分为两大类：第一，单一理论的评估方法，典型代表有模糊综合评估方法、层次分析法、灰色关联分析法、故障树分析法、概率统计分析法和神经网络法等；第二，多种理论或算法相结合的评估方法，这一类的方法主要有模糊层次分析法、基于模糊理论的灰色关联分析法、基于模糊神经网络的风险评估方法、

8、基于熵权理论的风险评估方法、层次分析法与马尔可夫模型结合的风险评估方法、基于情景模拟的风险评估方法、基于GIS的风险评估方法、基于支持向量机的风险评估方法、故障树与贝叶斯理论相结合的风险评估方法等。2常用风险评估理论与方法在风险评估程序中，最为重要的环节就是评估模型理论及对数据的处理，从表2中的数据可以看出，进行评估分析最为常用的理论方法主要是模糊理论、层次分析法、灰色理论等。2.1模糊理论（Fuzzy Theory）模糊理论的创立基础是美国加州大学伯克利分校的L.A.zadeh教授创立的模糊集合理论，都具有一定的数学基础。由于现实生活中存在着大量的模糊信息，而模糊理论作为一个新的数学分支，具

9、有很强的生命力和渗透力。特别是在各种风险评估活动中，存在着大量的模糊信息，模糊理论可以较好的解决这一问题，提高风险评估结果的科学性和可靠性。目前模糊理论最为广泛的应用是模糊综合评估方法，其实质是：在确定评估因素、因子的评价等级标准和权重的基础上，运用模糊集合变换原理，以隶属度描述各因素及因子的模糊界线，构造模糊评判矩阵，通过多层的复合运算，最终确定评价对象所属等级3。模糊风险评估得出的结果包含了风险事件发生的可能性大小和后果，还包括了一些不确定性信息，因此模糊理论在风险评估中得到了很广泛的应用，涉及到经济4、信息5、项目6, 7、投资8、环境9、灾害10等领域。模糊理论从传统习惯的明确、清晰、

10、定量化的思维模式转变，考虑并吸收了人脑思维模糊性的特点，遵循人脑思维的另一模式，在很多具体问题中比明确定量化的模式保留了更多的有用信息11。2.2层次分析法（Analytical Hierarchy Process）层次分析法是匹茨堡大学教授 Thomas L. Satty 于70年代发明的一种多因素决策方法。层次分析法通过把复杂的多因素决策问题分解为多个层次上的子因素的相互比较和权重计算问题，能够以较用直观的方式实现对多个可能采取的选择排序并择优。人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中，面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统，层次分

11、析法为这类问题的决策提供了一种新的、实用的、简单的建模方法12, 13。层次分析法的建模过程大体上可以分为四个过程，分别是：1）建立层次结构模型；2）构造出各层次中所有的判断矩阵；3）层次单排序及一致性检验；4）层析总排序及一致性检验。该方法的核心是将定性问题定量化，然后进行重要性排序，从而得出最优选择。层次分析法多用于具体风险的评估，如火灾风险14、技术项目风险15, 16、信贷风险17、工程成本风险13等。层次分析法主要提供了一种将问题条理化、层次化的思维模式，因而常结合其他方法使用。2.3灰色理论（Grey Theory）灰色理论是我国华中理工大学邓聚龙教授在1982年提出的，它是系统思

12、想的一种深化和发展，是一门研究信息部分清楚、部分不清楚并带有不确定性现象的应用数学科学理论。灰色理论主要研究灰色系统中灰色信息白化的问题，具体包括灰色关联分析、灰色聚类分析、灰色系统模型、灰色系统预测、灰色决策、灰色规划和灰色控制等。灰色评估是基于灰色系统的理论和方法，对于某个系统或所属因子在某一时间段所处的状态，针对预期的目标，通过系统分析，做出半定性半定量的评估与描述，从而在更高的层次上，对系统的整体水平和总体效果，形成可供比较的、可用于决策分析的评价或描述。目前灰色理论在风险评估中的应用多在于信息安全风险评估18、创业投资风险评估19、工程项目风险评估20, 21、自然灾害风险评估22等

13、。灰色理论可用于系统外部信息明确但内部规律不确定，或者数据信息不全等信息不完备系统，因此可解决一些其它方法不能解决的贫信息问题。灰色理论区别于层次分析法和模糊理论，层次分析法强调各因素之间的相互影响关系，通过主观判断将定性问题定量化；模糊理论强调的是认知的不确定性，不确定信息的量化主要靠专家的经验和隶属函数的分析；灰色理论则着重研究小样本、贫信息不确定的问题，图的研究对象一般具有“外延明确，内涵不明确”的特点23。这三种风险评估理论方法的综合对比分析如表3所示。表3 三种风险评估理论方法对比表评价方法方法描述优点缺点模糊理论3, 24, 25根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即

14、用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。结果清晰，系统性强；能较好地解决模糊的、难以量化的问题；适合解决各种非确定性问题。不能解决评估指标间相互造成的信息重复问题；因素权重带有一定的主观性；多目标模型确定隶属度繁琐。层次分析法12, 13将决策问题的有关元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析。核心是“定性问题-定量化-重要性排序”。能统一处理评价中的定性和定量因素；具实用性、系统性、简洁性。对象不能太多；计算、判断、调整工作量大；精度不高，主观臆断性大；适用于较简单系统。灰色理论23一种多因素统计分析方法，它是以各因素的样本数据为依据用灰色程度来描述

15、因素间关系的强弱、大小和次序。能处理部分明确部分不明确的信息且相关性大的系统；能客观给出系统所属等级；物理概念清晰、直观、计算简单。关联度只能体现数据列的正相关，不能体现负相关；定义时间变量几何曲线程度比较困难。3风险评估理论方法研究新动态随着学术研究的发展，单一理论的评估方法自身缺点逐渐凸显出来，而且难以靠理论本身来弥补，因此理论方法之间的结合使用以减少单一理论进行风险评估时带来的误差成为风险评估方法研究的新动态。3.1常用理论的结合使用1）模糊理论与层次分析法。潘宏伟26提出了基于模糊理论的层次分析法进行信息安全的风险评估研究，对整个信息系统进行评估，得出系统中的关键资产以及关键资产的风险

16、情况等，通过实例证实该方法相比单纯的模糊评估方法具有一定的改进。2）模糊理论与灰色理论。马跃27等人提出了模糊理论与灰色理论相结合的模糊灰色关联评估法，该方法中使用Spearman等级相关系数对评估指标权重的计算方法进行改进，平衡主观赋权和客观赋权之间的关系，用于对企业安全文化进行评估，最后以北京市四家公司为例进行验证，评估结果与北京市安全文化示范企业评选结果一致，也证实了该方法的有效性。3）层次分析法与灰色理论。傅建新28等人将层次分析法与灰色聚类分析结合，建立一种用于无线网络安全的风险评估方法，使用层次分析法对风险评估指标体系中的各指标权重进行量化，然后使用灰色理论进行聚类分析，得出风险值

17、。段金利29等人考虑风险评估指标的灰色性和动态性，提出基于层次分析法和灰色理论的信息系统风险评估方法，克服指标难以量化的问题，但是在这个过程中引入了主观因素对评估结果的影响。3.2常用理论与其他算法的结合使用（1）BP神经网络算法。BP（Back Propagation）神经网络算法是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络，是目前应用最广泛的神经网络模型之一。BP神经网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系，而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值

18、，使网络的误差平方和最小。杨娟30提出了基于模糊神经网络的高校专利技术产业化的风险评估方法，建立高校专利技术产业化评估指标体系和模糊神经网络风险评估模型，最后以清华大学为实例进行评估研究，并与灰色多层次分析法、BP神经网络评估方法进行对比分析，验证了模糊神经网络风险评估方法在高校专利技术产业化风险评估中的有效性和准确性；但是该方法在其他领域的适用性情况还有待进一步研究。（2）证据理论。证据理论是Dempster于1967年首先提出，由他的学生Shafer于1976年进一步发展起来的一种不精确推理理论，属于人工智能的范畴。证据理论的主要特点是能够满足比贝叶斯概率论更弱的条件；具有直接表达“不确定

19、”和“不知道”的能力。冯楠31等人提出了在多重不确定环境下基于证据理论的NIS安全评估模型，该模型中重新定义概率赋值函数，考虑不同影响因素之间的关系，以此作为权重的评价标准之一，相比贝叶斯网络评估方法，具有一定的优势；但是在实际应用中证据相关性的处理方法还没有得到很好的解决。（3）熵权理论。熵权理论的基本思路是根据指标变异性的大小来确定客观权重。一般来说，若某个指标的信息熵Ej越小，表明指标值得变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中所能起到的作用也越大，其权重也就越大。相反，某个指标的信息熵Ej越大，表明指标值得变异程度越小，提供的信息量也越少，在综合评价中所起到的作用也越小，其权重也就

20、越小。赵刚32等人将模糊理论与熵权理论相结合，建立了改进型综合人工智能风险分析和评估方法，同时结合层次分析模型，该方法的优势在于减少了对评估者主观方面因素的依赖，在信息模糊或信息不足的情况下能够得出更加科学的风险评估值。（4）马尔可夫理论。马尔可夫理论是因安德烈马尔可夫（A.A.Markov）而得名的在数学中具有马尔可夫性质的离散事件随机过程，该过程中，在给定当前知识或信息的情况下，过去（即当前以前的历史状态）对于预测将来（即当前以后的未来状态）是无关的。龙百元33以网络安全风险为诱因，提出了一种基于层次分析法和隐马尔可夫模型的风险评估模型，该模型能够很好地反映评估对象的不确定性和评估对象潜在

21、的风险结构，另外，该模型具有很好的适应性和很强的扩展性，但是由于马尔可夫模型的黑箱特点，也使该模型具有一定的缺陷。5）其他。随着计算水平的提高和各种理论的发展，风险评估方法的综合使用也越来越多。Pejman Rezakhani6等人利用广义模糊数相似性度量原理改进模糊评估方法中权重计算问题，来提高模糊评估方法的准确性。Faruk Aras34等人使用虚拟模拟人工界面的方法，也提高生产类事故风险评估中人为因素评估的准确性，同时利用模糊逻辑的方法减少主观因素对评估结果的影响。3.3其他方法的结合使用风险评估技术的迅速发展，也使得其他理论和方法引入到风险评估领域中来。尹占娥35等提出了基于情景模拟的

22、灾害风险评估方法，情景模拟与综合评估方法相结合，从灾害风险的基本理念出发，从致灾因子分析、脆弱性分析和暴露分析三个方面进行风险评估，该方法将情景模拟技术引入到风险评估中来，能够通过情景模拟的过程还原灾害场面，使风险评估过程更加形象直观，同时也能有效解决部分评估对象不能实例验证的情况。胡海青36等人以供应链金融信用风险为诱因，提出了基于支持向量机的风险评估方法，改进指标体系评估方法中主观性强的问题，并通过与主成分分析法和Logistic回归法模型进行对比分析，验证了该方法的有效性和优越性。Tung-Tsan Chen37等人建立了故障树与贝叶斯网络相结合的风险评估模型，该模型方法有效地避免了单纯

23、故障树分析法中基本事件相互独立的假设，在一定程度上提高了评估结果的准确性，但是在贝叶斯网络分析中引进了评估主观因素，会对评估结果产生一定的影响。4结论与风险评估发展趋势通过对国内外风险评估理论方法现状的统计分析研究，风险评估理论方法已经成为一个综合多学科、多理论的研究领域，而且该领域的研究对象也涉及到很多学科。同时也发现各种风险评估理论方法都有自己的优势和不足，目前风险评估方法中普遍存在的问题主要有以下三点7, 38-42：（1）相关性分析和灵敏性分析不够准确，不确定因素和人为主观因素对评估结果的影响较大；（2）各种评估方法得出的结论不尽相同，且没有一个统一的评比标准；（3）很多评估模型需要较

24、多的可靠数据，但一般可用于评估的数据较少或数据获取困难。结合风险评估理论方法的发展新动态和现存的一些问题，对风险评估理论方法的发展趋势有以下四点看法43-49：（1）风险评估范围的扩大，小到一个很少数额的投资，大到地震灾害等，都需要进行风险评估；（2）单一种类的风险评估向综合风险评估方向的转变，综合风险评估是在单一种类风险评估的基础上进行；（3）定性评估向定量评估的转变，灰色信息、不确定因素的处理方式，使风险评估的结果定量化、更加准确化；（4）风险评估与其他领域的结合，如风险评估与虚拟现实技术的结合，灾害风险评估与GIS的结合等，首先进行快速定性的评估，为处置决策提供依据，之后进行定量的评估，

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