（安全技术及工程专业论文）大型工程项目风险评价单元的划分研究.pdf

沈阳航空工业学院硕士论文 a b s t r a c t p r o j e c t sb e c o m eb i g g e ra n dm o r ec o m p l e xa r ei n e v i t a b l et r e n d t ot h ec h a r a c t e r so f l a r g e - s c a l ep r o j e c t , r i s ka s s e s s m e n ti se s s e n t i a lt or e a l i z et h er i s ks t a t u s b u t , l o t so fs u b - s y s t e m sa r ei n v o l v e di nl a r g e - s c a l ep r o j e c t ，r e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h e m a r ec o m p l i c a t e d ，a n dt h ei t e m su n d e rc o n s t r u c t i n ga r ea l w a y sc h a n g i n g s o ，i ti sh a r dt og e t t h ea c c u r a t ei n f o r m a t i o no ft h ep r o j e c t sr i s ks t a t u si fr e g a r d i n gt h ep r o j e c t 勰aw h o l eo n l y s o ，c o n s i d e r i n gt h i sp r o b l e m , i t sg o i n gt od i v i d et h e r i s ka s s e s s m e n tu n i to fl a r g e - s c a l e p r o j e c t n o w , t h ee x i s t e dp r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fr i s ka s s e s s m e n tu n i td i v i s i o na r en o ts u i t a b l e f o rl a r g e s c a l ep r o j e c t , t h e ya r ed i f f i c u l tt op u ti n t op r a c t i c e i nt h i sp a p e r , t h el a r g e - s c a l ei s a n a l y s e df r o mt h es y s t e ma s p e c t ，a n dc o n f i r m e d i tb e l o n g st o c o m p l e xs y s t e m t h e n c o n s i d e r i n gt h et o t a ll i f ec y c l e ，f r o mt h et i m ea n ds p a c e ，t w o d i m e n s i o n , d e t e r m i n e ds e v e r a l s e c t i o n p l a n e i n t e r p r e t i v es t r u c t u r a lm o d e l i n gi sa p p l i e dt od i v i d et h ea s s e s s m e n tu n i ti n i t a n dt h ea s s e s s m e n tu n i td i v i s i o nf l o wc h a r to fl a r g e s c a l ep r o j e c ti sf o r m e d t h i sh e l p f u l m e t h o di su s e f u lo fe v a l u a t i n gt h ep r o j e c td u r i n gt h ep r o c e s so fc o n s t r u c t i o n , i n s t e a do ff o c u s o nt h ep r o j e c ta f t e rc o n s t r u c t i o no n l y a tl a s t ，t h i sa s s e s s m e n tu n i td i v i s i o nm e t h o di sa p p l i e dt oas t e a m - p o w e rp l a n td u r i n gt h e c o n s t r u c t i o n k e y w o r d ：l a r g e s c a l ep r o j e c t , r i s ka s s e s s m e n t , u n i td i v i s i o n ，i n t e r p r e t i v es t r u c t u r a lm o d e l i n g ( i s 岣 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完 成的。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品或成果，也不包含本人为获得其他学位而使 用过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人或集体均已在论文中进 行了说明并表示谢意。本声明的法律后果由本人承担。 论文作者签名：奄火 a 1 年3 月乒日 版权授权说明 本人授权学校“有权保留送交学位论文的原件，允许学位论文被 查阅和借阅，学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以影印、 缩印或其他复制手段保存学位论文”；愿意将本人学位论文电子版提交 给研究生部指定授权单位收录和使用。学校必须严格按照授权对论文 进行处理，不得超越授权对毕业论文进行任意处置。 授权人：孳曰久 叼年月争扩日 沈阳航空工业学院硕士论文 第1 章绪论 随着社会的不断发展进步，使得人们对空间的需求不断扩张，可供人类开发利用的 空间逐渐减少。同时，对工程项目的功能及美观等各方面要求的不断提高，导致工程建 设项目正在向更高、更大、复合功能更完善的方向发展，直接造成现有工程系统的规模 越来越庞大，系统结构越来越复杂。社会需求及国家的建设方针等多方面原因导致大型 工程项目的建设呈明显增长之势，在工程项目中所占的比重及重要程度均在逐年提高。 从长江三峡水利枢纽工程到青岛跨海大桥，到各地正如火如荼修建的地铁工程，各 类型的大型工程项目都正在全国各地开展着。大型工程项目的规模庞大、建设期间长、 涉及风险因素众多、投资额巨大，一旦发生事故会造成严重的经济损失，造成项目费用 超支和工期延误等，社会影响重大且深远。 1 1 大型工程项目的定义及特点 大型工程建设项目一般是指投资额大、周期长、内部结构复杂、涉及因素众多的工 程。本文提到的大型工程项目主要指基于地面建设的工程，包括建筑工程、安装工程和 能源开发工程，但不包括航天工程、管理工程、电子工程等。例如：核电站、发电厂、 地铁等公共设施的建设都符合本文所提到的大型工程项目的定义。国家建设部对大型工 程项目的具体范围进行了相关的规定，见附录i 。 大型工程项目与其它工程项目相比，其特点突出，主要具有以下几个方面： ( 1 ) 大型工程项目规模庞大，属于复杂系统范畴。一方面体现在包含的子系统众 多，而子系统可能又包含子系统，系统表现出明显的层次结构，且各层次的子系统之间， 层次与层次之间又相互影响、相互作用；另一方面体现在投入的资源多，资金额度巨大， 常与国民经济运行有密切联系；也体现在其涉及众多的承包单位。由于其系统的复杂性， 因此不管是从时间、经济或技术上考虑，都不可能只由一家建筑施工单位完成工程的施 工工作，而是由多个建设单位共同合作、同时施工的。同时工程涉及的相关单位部门较 多，组织管理工作繁重，目标控制和协调活动困难等。 ( 2 ) 大型工程项目建设周期长，具体体现在工程建设项目从概念设计阶段到结束 一1 沈阳航空工业学院硕士论文 阶段，少则数月，多则数年乃至几十年。例如三峡工程从最初的设想、查勘、规划、论 证到正式开工经历了整整7 5 年的时间。 ( 3 ) 在大型工程项目的整个过程中风险因素的数量及种类繁多，使其在全寿命周 期内面临的风险多种多样。大量风险因素之间、风险因素与外界环境之间存在错综复杂 的关系以及多层次性，易发生灾难性事件，造成大量的人员伤亡、财产损失及环境破坏， 而许多大型工程项目属于大型公共设施范畴，一旦发生事故对政治、社会的影响也很严 重。 ( 4 ) 大型工程项目的风险由于外界因素和人为控制等原因，项目风险在质和量上 处于不断的变化中，每当项目进行到一个新的阶段时，都可能出现新的风险。例如：在 进行地铁建设的过程中，工程施工按标段进行，建设项目逐项竣工，因此某些标段可能 已竣工并投入生产使用，而其它部分却还在建设中，导致整体地铁工程存在建设与使用 共存的情况，投入运营标段的地铁会产生关于运营期的新的风险。 1 2 大型工程项目的风险特点及应对措施 在国际上，建筑业历来被认为是风险程度最高的行业之一f 1 1 。大型工程项目作为建 筑业中风险最为集中和突出的项目，无论是从设计期或是施工期的时间角度考虑，还是 从工程项目的业主或是承包商所遭受的损失角度考虑，大型工程项目在工程建设的实施 过程中，都会受到多种风险因素的影响与干扰，如：自然环境和条件的风险、经济风险、 技术风险、合同与法律的风险以及政治风险等。 在上述众多风险因素中，本文并不针对项目全寿命周期内可能存在的所有风险因素 进行研究，如设计风险、经济风险、社会政治风险等均不在本文的研究范围之内。而是 主要针对大型工程项目在建设期、试运行期，对项目安全状况有影响的事故损失风险进 行研究。在本文下面所提到风险的概念中，除非特别说明，均指事故损失风险。 在工程的实施过程中，大型工程项目的事故损失风险是由众多风险因素导致的，而 各个风险因素的发生概率和引起的后果的严重程度迥异，项目是否与预期的发展趋势一 致具有很大不确定性。而这些风险因素中的大多数又具有一定程度的不确定性，风险因 素间的影响关系错综复杂，风险因素对项目的影响往往从前期可行性研究阶段到项目竣 工验收阶段，乃至项目的运行及报废阶段等项目的全寿命周期。 2 沈阳航空工业学院硕士论文 在工程项目开始前，应尽可能对欲开展的大型工程项目的风险状况进行充分的把 握。而大型工程项目由于其总体数量有限，类似项目较少，许多事故损失风险因素如结 构坍塌等多为小概率大损失事件，造成了大型工程项目风险评估中历史损失数据的严重 缺乏，到目前为止，依然不可能建立有效的数据库系统。因此，应用概率统计理论对风 险的损失概率和损失幅度进行评估存在很大的困难。同时，每一个大型工程项目都具有 特有的自身特点，如建设施工所选择的地理位置、气候条件等自然因素对具体工程的制 约；或施工工艺的难度差异等。只有充分考虑具体项目的个性特点，才能保证对风险具 有准确的把握。同时经验证明，对项目进行准确的风险分析，确定项目进行中所有可能 存在的事故损失风险因素，据此采取各种相应的风险规避措施，该项目一般都达到了较 好的预期效果。1 。 针对特定工程项目的具体特点，运用风险评价的方法和原理对大型工程项目进行风 险评价、风险管理是识别大型工程项目风险因素、将风险状况控制在可接受范围内的有 效手段。因此，风险评价的准确程度对准确反映项目风险状况起着至关重要的作用。然 而大型工程项日的复杂特性，如果直接进行整体评价，工作量庞大，不易于反映局部的 特殊性，难以达到良好的效果。同时对具体建设单位的安全管理工作指导性不强。 评价单元的划分是一种根据评价的需要，将被评价的对象划分为若干个相对独立的 部分的一种方法。大型工程项目的各子系统之间具有相互独立性，只有将评价单元的思 想应用于大型工程项目，从相互独立的角度对其进行风险评价单元的划分，才有利于解 决大型工程项目风险评价所存在的种种问题。 1 3 国内外研究现状 从国内外期刊文献的研究情况来看，目前针对大型工程项目的风险进行研究的文章 很多，大型工程项目及大型工程项目的风险已成为一个研究的热门话题，其目前的研究 现状主要呈现以下的特点： ( 1 ) 研究针对的风险的范围广泛，包括政治风险、决策风险、投资风险、进度一 费用风险、时间一费用等各个方面。主要侧重于风险辨识的方法论述以及如何应用风险 管理方法对这些风险进行规避。此类文章的研究特点是综述性较强，论述进行大型工程 项1 7 t 风险研究的重要性，侧重于管理的方面。但对于大型工程项目建设过程中的相关事 一3 沈阳航空工业学院硕十论文 故风险的研究较少。 ( 2 ) 研究侧重于某一具体的大型工程项目的风险管理和风险评价。如杭州湾跨海 大桥项目施工期风险分析、岭澳核电站建设工程项目管理研究等。此类研究主要从某一 具体项目的风险分析入手，明确项目的风险，并论述如何进行风险规避等。国外一些国 家目前已经形成了对某种大型工程项目进行风险评价的模型。例如针对水库大坝加拿大 b ch y d r o ( 不列颠哥伦比亚省水电公司) 于1 9 9 1 年把风险分析方法引入大坝安全评估 中。但在现有的大型工程项目风险评价的研究中，对于如何提高评价的准确程度所进行 的研究较少，尤其是大型工程项习风险评价单元的划分研究更少。 ( 3 ) 在现阶段针对评价单元进行的研究很少，关于评价单元的研究还停留在比较 初级的概念阶段。例如：美国道化学公司的火灾爆炸危险指数法侧重于如何选取有代表 性的、关键的评价单元，并主要应用于化学工业中。因此，适用的范围具有一定的局限 性。 评价单元及评价单元的划分的发展状况是由其发挥的作用决定的。因为评价单元是 为了安全评价需要，根据评价对象各部分的功能、含有的物质、存在的危险和有害因素、 危险性和危害性等，将评价对象划分为相对独立、相互联系的若干部分( 子系统、单元) 。 通过对评价单元分别进行评价，再综合为整个系统的评价，以达到较好的安全评价效果。 评价单元的划分也是为了评价目标和评价方法服务的。为了便于评价工作的进行， 有利于提高评价工作的准确性。但在这方面，至今也尚无一个实用性较强的“规则” 来指导评价单元的划分。划分的原则主要是从以下几个方面进行的：按生产工艺功能、 生产装置设备相对空问位置、危险有害因素类别及事故范围划分评价单元，使评价单元 相对独立，具有明显的特征界限，而这些原则应用于大型工程项目的评价单元划分，具 有一定的局限性、科学性不强，本文将针对这类问题，主要进行大型工程项目风险评价 单元的划分研究。 1 4 本文提出的解决方案 在现阶段对大型工程项目进行的风险评价是根据系统安全的思想，风险评价和风险 管理要达到系统总体安全效果最佳，即达到系统的总体危险风险最小化，而非仅仅消除 系统局部的风险。目前大型工程项目的风险评价方法也主要是依据此思想，从项目的总 4 沈阳航空工业学院硕士论文 体入手，分析辨识风险因素，建立指标体系，应用数学方法，对项目的风险实现总体的 把握。 然而，由于大型工程项目包含的子系统繁杂，仅从整体角度对大型工程项目进行风 险评价有一定的局限性。主要体现在两个方面： ( 1 ) 对大型工程项目的整体进行风险辨识、分析难以做到面面俱到，无法保证对 每一个子系统的风险因素进行准确把握，会降低评价的准确度，而且也不易选取到对整 体评价适合的评价方法，可能降低整体的评价效果。同时，对大型工程项目进行整体评 价，有可能导致项目总体带有某个最危险作业单元的特性、夸大项目的风险程度的情况 发生。 ( 2 ) 大型工程项目在建设施工过程中，处于一个不断的动态的变化过程，不断的 有施工项目结束，又有新的施工内容开始。目前对大型工程项目进行的整体评价，对这 一动态特性的关注较少，没有很好的体现这一动态特征。 在进行大型工程项目风险评价工作之前，应根据系统的划分原则和手段，结合工程 的特点，对大型工程项目进行风险评价单元的划分。在进行这项工作时，需看到系统的 两方面的特性：相互独立性和相互关联性。在进行划分时，要从系统的各个子系统之间 的相互独立性入手，使划分出来的评价单元间尽可能的相互独立；同时，又要考虑各子 系统之间的相互关联性，因为如果仅针对评价单元进行评价，是有违系统安全思想的。 这样做的原因由于大型工程项目的系统过于庞大，整体评价的效果欠佳，才需要对其进 行评价单元的划分，以对系统的整体风险状况有更准确的认识。因此，在对各评价单元 进行评价后，还需将其整合，以确定大型工程项目整体的风险状况。在进行整合时，要 特别注意子系统间的接口问题，注意子系统间的相互影响，才能达到较好的整合效果， 此时就是从子系统问的相互关联性入手。 划分评价单元，可以使风险评价工作人员在进行风险评价时，针对各评价单元的特 点，选择恰当的评价方法进行评价。而在现阶段开展的评价工作中，评价单元的划分主 要由风险评价的工作人员根据被评价对象的功能、位置和风险因素类别等进行，因此， 进行评价的工作人员的主观意识在评价单元的划分结果中发挥了主导作用。这样的操作 方法主要导致两方面的不足，一方面，不同的评价人员可能对同一工程项目的评价单元 划分得出不同的划分结果，且不一定是最合理的划分方法。另一方面，现有的评价单元 一5 一 沈阳航空工业学院硕士论文 的划分的实施方法，无法满足工程的动态变化特点。 因此，开展评价单元的划分研究是十分必要的，它不但对更有效的进行风险评价工 作有重要意义，同时也可以带来诸多方面的好处： ( 1 ) 可以获得更多可借鉴的数据资源。大型工程项目总体数量有限，同类工程风 险频率、毁损率、毁损程度等各种损失资料十分缺乏。而划分了评价单元之后，易于得 到某些评价单元的风险概率及损失率方面的数据。例如，燃油火力发电企业的燃油储罐 区，可以借鉴具有相同储存容量、类似环境条件的储罐的事故资料。 ( 2 ) 提高评价的准确性。虽然系统的子系统之间具有相关性，但对于相互关联程 度较小的子系统，可以近似的看作相互独立的子系统。依据这样的想法，可以将一个复 杂大系统划分为若干个相互独立的子系统，使每个子系统中所包含的风险因素将相对较 少，因素间的相互影响程度也相对降低。可以简化每一个子系统的评价工作，降低评价 工作量，避免遗漏，易于进行充分彻底的危险辨识，遗漏风险因素的可能性较小。通过 比较准确地评估每一个子系统的风险等级，为进一步准确的评估系统总体的风险状况奠 定了基础，提高了评价的准确性。 ( 3 ) 进行风险单元的划分，可以有效地关注建设过程中的风险状况和动态。现有 的评价思想难以有效针对项目建设过程中的风险，尤其一些工程在建设期间的风险比较 突出，常常超过项目建成后运行的风险。例如：水坝项目的建造期间，由于其主体结构 尚未完成，其对于自然灾害的抵抗能力远比完成后的水坝低。同时水坝第一次蓄水及发 电的试车风险，也远高于水坝营运期的风险【4 1 。通过评价单元的划分，易于辨识出建设 过程中风险较高的评价单元并进行重点的风险控制。 ( 4 ) 为安全管理工作提供工作重心。便于在施工、运行和日常安全管理中向有关 人员提供针对性较强的安全信息及相应的安全对策措施，从而为制定防范和管理决策提 供科学依据。划分评价单元，可以通过确定每一个评价单元的风险水平，识别出最危险 单元的危险性，在选取风险控制措施、降低风险水平也更为有效。避免了在直接的整体 评价中，以最危险单元的危险性表征整个系统的危险性的情况，夸大了系统整体的风险 性，投入了过多的安全投资，却没有得到相应的安全收益。 ( 5 ) 为工程保险的核保、分保工作提供理论依据和技术支持。通过风险评价单元 的划分可以显现出每个指标因素在项目周期的风险大小和工程不同阶段的风险大小。有 6 沈刚航空工业学院硕士论文 利于保险人在承保过程中审核投保人的资格，审核投保标的风险状况，并根据风险大小 确定合理的保险费率。 另一方面，由于9 1 1 事件的发生，国际再保市场的工程保险费率一路飚升，甚至 达到国内保险费率的十几倍，高额的保费使得大型工程项目难以进行再保险【5 】。国内一 般采取几家保险公司共保的做法进行风险的分散。然而每一个保险公司应承担的份额， 每一份额的费率厘定缺少客观的依据。进行合理的风险评价单元的划分，对每一个风险 单元进行风险评价，确定其不同的风险等级，并可依据风险等级制定不同的费率水平， 可以为保险公司进行共保提供现实依据。 评价单元的划分可以为核保、分保工作提供帮助，但它并不是可以直接移植的。因 为应用的目的不同，评价单元的划分方法可能会有所不同。例如：从核保、分保的角度 与从风险评价角度考虑划分评价单元的最大不同是：核保、分保是基于保险条款基础上 进行的工作，保险条款对于所承保的风险是有特定条件限制的，而风险评价是针对项目 全寿命周期内所有可能的事故损失风险的。这一点会在第二章中进行进一步的论述。 一7 沈阳航空工业学院硕士论文 2 1 风险的定义和特点 第2 章风险与风险评价 2 1 1 风险的定义 风险是一个普遍存在的概念。通常，表征风险特征的变量有二个：发生的概率和损 失的强度。两者的乘积便是期望损失，用来表示风险的大小。但也有学者认为，概率和 强度并不足以表征风险的全部特征，其乘积的结果掩盖了许多风险的重要信息，如可预 测性、任意性、可认知性等，存在着偏差和错误导向嘲。 国内关于风险的定义主要使用的是：风险是用危险可能性和危险严重性表示的事物 发生的可能性和影响【7 】。一般来讲：风险是一种客观存在的现象。风险是危险、危害事 故发生的可能性与危险、危害事故所造成损失的严重程度的综合度量。风险大小可以用 风险率( r ) 来衡量。风险率等于事故发生的概率( p ) 与事故损失严重程度( s ) 的乘 积。但由于概率值难以取得，常用事故频率代替事故概率，因此得到式( 2 1 ) ： 风险率= 器黯蒜篆= 器籍 眨- ， 2 1 2 风险的特点 风险具有不确定性、危害性、可控性和可变性四个方面的特性。但根据现有的风险 定义及现阶段所进行的风险辨识大多都只考察风险的不确定性和危害性，而忽视了风险 的可控性和可变性。而缺乏其中的任何一种特征的描述都有可能使风险管理缺乏效率， 甚至产生错误的应对策略闸。 可控性表明风险具有一定的规律，人们可通过总结规律达到控制风险的最终目标a 没有对风险可控性的描述，人们就难以对风险有清醒的认识，对风险无所作为。可变性 描述的是风险的动态特性，是风险的本质属性之一。随着时间的推移，风险事件赖以发 生的环境发生了改变，风险事件发生概率自然也会产生相应的变化。 除此之外，风险具有以下几个方面的特性【9 】： ( 1 ) 风险存在的客观性。各种自然灾害、意外事故等风险都是不以人的主观意志 为转移的，其产生的原因是客观存在的，由事物本身的内部因素等客观条件决定的。人 一8 一 沈阳航空工业学院硕士论文 们只能在一定的时间和空间内改变风险存在和发生的条件，降低风险发生的概率和损失 幅度，但风险是不可能彻底消除的，它是客观存在的。 ( 2 ) 风险的普遍性。一方面表现在风险贯穿于任何项目的全寿命周期，在全寿命 周期的任何阶段，都有风险存在；另一方面表现在风险客观的存在于社会、企业组织、 个人日常生活或决策中的方方面面，风险无处不在，无时不在。 ( 3 ) 风险的不确定性。不确定性是风险产生的前提条件，是风险最重要的外在表 现形式。风险的不确定性主要表现在三个方面：空间上、时间上和结果上的不确定性。 ( 4 ) 某一具体风险导致事故的偶然性和大量风险导致事故发生的必然性。任何一 种具体风险的发生都是诸多风险因素和其他因素共同作用的结果，是一种随机现象。个 别风险事故的发生是偶然的、杂乱无章的，但对大量风险事故资料的观察和统计分析， 发现其呈现出明显的运动规律，这就使人们有可能用概率统计方法及其他现代风险分析 方法去计算风险发生的概率和损失程度，同时也导致风险管理的迅猛发展。 ( 5 ) 可度量性。风险具有不确定性，风险强调未来结果发生的可能性，风险表现 为可测定发生可能性程度的不确定性，风险可以根据以往类似事件的统计资料，运用一 定的技术方法，对各种结果发生的几率做出主观估计和判断。如果风险程度不能加以度 量，便失去了风险管理的意义。 1 2 风险与保险 在当今社会中，保险是众多规避风险的风险管理手段中应用最多、最广泛的一种。 然而，并不是所有的风险都可以通过保险的手段进行规避，将风险中符合保险人承保条 件的特定风险叫可保风险。一般理想的可保风险应具有以下条件1 1 0 l ： ( 1 ) 风险必须是纯粹的风险。即风险一旦发生，便成为风险事故，只有损失机会 而无获利的可能。 ( 2 ) 风险必须具有不确定性。即风险是否发生是不确定的；风险发生的时间是不 确定的，风险发生的原因和结果是不确定的。 ( 3 ) 风险必须使大量标的均有遭受损失的可能。这一条件要求大量的性质相近、 价值相近的风险单位面l 临同样的风险。 ( 4 ) 风险必须有导致重大损失的可能。这一条件的含义是，风险一旦发生，由其 一9 一 沈阳航空工业学院硕士论文 导致的损失是被保险人难以承担的。 ( 5 ) 风险不能使大多数的保险对象同时遭受损失。这一条件要求损失的发生具有 分散性，因此保险人在承保时应力求将风险单位分散。 ( 6 ) 风险必须具有现实的可测性。保险的经营要求制定准确的费率，费率的计算 依据是风险发生的概率及其所导致标的损失的概率，因此风险必须具有可测性。 ( 7 ) 风险必须是大量同质风险的集合与分散。同质风险是指风险单位在种类、品 质、性能、价值等方面大体相近。如果风险不为同质风险，风险损失发生的概率就不相 同。风险就无法进行统一集合与分散。但随着社会的发展及保险行业的不断发展进步， 目前保险公司对于一些非同质风险也进行了承保，如：卫星发射的风险等。 大型工程项目全寿命周期内所面临的所有事故损失风险中，只有符合上述这些特定 条件的可保风险才可能成为保险公司予以承保的风险，即并不是所有的事故损失风险都 可以通过保险的手段进行规避。故保险虽为最常用的风险规避方法，但其仅是众多风险 管理手段中的一种，而且不一定是最有效、最适用、最经济的风险规避方法。 尤其对于处于建设期的大型工程项目，作业人员较多，经常出现交叉作业的情况， 可能导致事故损失的风险因素较多，并随着工期进度的不断变化而变化，保险并不能将 所有的风险因素有效规避，这不但会导致投保的业主得不到有效的保障，也会导致保费 的浪费。 通过风险评价单元的划分可以使业主充分认识到大型工程项目在建设过程中所有 可能的事故损失及自然灾害风险，并根据风险的特点选择风险规避方法。例如，对于属 于保险承保范围的风险可以通过保险手段予以规避；对于不属于保险承保范围的风险， 同时事故的最大可能损失是业主可以接受的，业主可以选择对风险自留等。 1 3 风险评价 在安全领域内，可以认为风险评价等同于安全评价。安全评价是以实现工程、系统 安全为目的，应用安全系统工程的原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素 进行识别与分析，判断工程、系统发生事故和职业病危害的可能性及严重程度，提出安 全对策建议，从而为工程、系统制定防范措施和管理措施提供科学依据。 安全评价作为一种现代科学技术运用于安全管理、投资、保险等领域，已经取得了 1 0 沈阳航空工业学院硕士论文 一定的成果。其中，系统安全的思想是进行评价的基础。系统安全是指在系统寿命周期 的所有阶段，以时间、成本和使用效能为约束条件，应用系统工程和管理的原理、准则 和技术，使系统获得可接受的安全性【1 1 】： ( 1 ) 提高系统的安全性是以时间、成本和效能为约束条件的。例如，降低汽车的 行驶速度能够增加安全性，但当速度降低到一定程度时，就不能满足乘车以节省时间的 需求；当增加安全方面的投资时，在最初阶段，投资的程度与安全性的改善程度成正比 例增长，但当安全水平达到一定程度时，继续追加安全方面的投资，安全性的改善则十 分缓慢，因此也应考虑投资与效益方面的问题。 ( 2 ) 系统安全要求在系统的构思、论证、设计、研制、生产、使用，乃至报废的 全寿命周期内都要进行危险识别、分析和控制。 ( 3 ) 系统安全注重早期的工作，尤其侧重于系统的构思、论证和设计阶段。在系 统设计的早期发现问题，易于进行更改工作，可以大量的节省投资的人力和物力等各方 面的投资，同时可以取得更好的效果。 ( 4 ) 危险的识别、分析和控制是系统安全的核心。由以上论述可以看出，依据系 统安全的思想和方法，应在工程项目的全寿命周期内进行风险评价，而且尽可能在项目 的早期就进行。 1 1 沈阳航空工业学院硕十论文 第3 章系统与系统的划分 3 1 系统及复杂系统的定义和特点 3 1 i 系统的基本概念及特点 系统是相互关联、相互制约、相互作用的若干部分( 元素) 组成的具有特定功能的 有机整体1 2 1 。系统科学的概念体系包括核心概念、基本概念、普通概念等。其中普通概 念包括元素、要素、关联性、关联度、关联数、空间结构、时间结构、功能结构【”】，如 图3 1 。 元素要素 关联性 普 通 概 念 图3 1 系统科学的树状概念体系 系统有大有小，千差万别，但所有系统都具有以下普通的基本特征： ( 1 ) 目的性：任何系统都具有目的性，要实现一定的目标( 功能) 。 ( 2 ) 集合性：指一个系统是由若干个可以相互区别的元素( 对象) 或各层次的要 素集合组成的一个有机联系的整体。 一1 2 沈阳航空工业学院硕士论文 ( 3 ) 相关性：即一个系统内部各要素( 或元素) 之问存在着相互影响、相互作用、 相互依赖的有机联系，通过综合协调，实现系统的整体功能。 ( 4 ) 层次性：在大多数系统中，存在着多阶层性。根据系统所含元素的数量及元 素相互作用的结构关系，可以将系统分解为一系列的子系统并形成一定的层次结构。按 层次性可以将一个系统划分到最小的单元，是系统的一个十分重要的特性。 c 5 ) 整体性：系统的整体性是指系统不是元素的简单之和，而是按照某种方式的 整合产生出整体具有而元素或元素总和所不具有的东西，如整体的功能等。 ( 6 ) 适应性：任何系统都是在一定的环境中产生，又在一定的环境中发展的。系 统对外部环境的变化有着一定的适应性。 3 1 2 系统的分类 关于系统的分类，有两种主要的分类方法【1 4 1 ： 1 、按系统的综合属性分类 ( 1 ) 按自然属性分为自然系统和社会系统 自然系统是自然形成的、单纯由自然物组成的系统，例如太阳系等。社会系统是指 由人介入自然系统并且发挥主导作用而形成的各种系统。 ( 2 ) 按物质属性分为实体系统和概念系统 实体系统是由物质实体组成的。人是具有主观能动性的物质实体。概念系统则是由 概念、原理等非物质实体所组成，是实体系统在人类头脑中的反映。 ( 3 ) 按运动属性分为静态系统和动态系统 静态系统是其状态参数不随时间显著改变的系统，没有输入与输出。反之，则为动 态系统。系统的静态与动态是相对划分的，严格的静态系统是几乎不存在的。 ( 4 ) 按系统与环境间的关系分为开放系统和封闭系统 与外界环境之间存在着物质的、能量的、信息的流动与交换的系统，称之为开放系 统。反之，则为封闭系统。实际上，严格的封闭系统也是几乎不存在的。 ( 5 ) 按反馈属性分为开环系统与闭环系统 在开放系统中，系统的输出反过来影响系统输入的现象，称为反馈。具有反馈的系 统为闭环系统。系统的反馈主要是信息反馈。 ( 6 ) 按专业对象系统 沈阳航空工业学院硕士论文 是指按研究的具体对象来区分的系统。如社会系统、工程系统等。 2 、钱学森院士的分类 钱学森院士提出如下分类：( 1 ) 按照系统规模可以分为小系统( 1 i t t l es y s t e m ) 、大 系统( 1 a r g es c a l es y s t e m ) 、巨系统( g i a n ts y s t e m ) ( 2 ) 按照系统结构的复杂程度可以分 为简单系统( s i m p l es y s t e m ) 和复杂系统( c o m p l e xs y s t e m ) 。 将两个标准结合起来，得到新的分类如下图3 2 ： 系统 简单系统j 大系统 r 小系统 l 巨系统 复杂系统 奋委萎 图3 2 系统的分类 其中复杂巨系统又包括一般复杂巨系统和特殊复杂巨系统( 社会系统) 。 简单系统是指组成系统的子系统( 元素) 数量比较少，而且子系统之间的关系也比 较简单的系统，如一台设备。对于简单系统，可通过叠加原理由子系统的状态得出系统 的状态，也可由系统的状态分解得出子系统的状态。简单巨系统是指组成系统的子系统 数量非常多，但子系统种类不多，且它们之间的关联比较简单的系统。简单巨系统不再 适用叠加原理，系统中不同层次的变化规律是不同的。复杂巨系统是指组成系统的子系 统数量很多，具有层次结构，它们之问的关系又极其复杂的系统，如生物系统、人脑系 统、社会系统等。 介绍上述两种主要的系统的分类标准，主要是为了确定大型工程项目的所属类别， 为进一步从系统的角度对大型工程项目进行分析提供基础。根据系统综合属性的六种分 类原则，大型工程项目分别属于自然系统和社会系统中的社会系统、实体系统和概念系 统中的实体系统、静态系统和动态系统中的动态系统、开放系统和封闭系统中的开放系 统、开环系统与闭环系统中的闭环系统、专业对象系统工程系统；根据钱学森院士的分 类标准，大型工程项目则属于复杂系统的范畴。 3 1 3 复杂系统的基本概念及特点 “复杂系统”这一术语于1 9 9 9 年4 月2 日正式出现在美国科学( s c i e n c e ) 杂志 1 4 沈阳航空工业学院硕士论文 出版的复杂系统专辑上，当时对复杂系统的定义是：通过对一个系统的分量部分( 子 系统) 的了解，不能对系统的性质做出完全的解释，这样的系统称为复杂系统。清华大 学王正中教授把复杂系统的特点概括为：复杂系统往往具有非结构化定义的特征，即很 难以一种数学形式来对它进行定义及定量分析。中国科技大学朱六章先生认为：复杂系 统通常具有系统结构的多层次性，子系统模型的多样性，相互关联的复杂性，目标的多 重性，信息的不确定性，以及由此确定的处理方法的多途径特征等i l 5 1 。 复杂系统的外部表现主要体现在系统的规模、系统的行为方面，见图3 3 。一是系 统规模大；二是系统行为复杂；三是系统不仅规模大而且行为复杂【1 6 1 。 复杂系统 系统规模大 系统行为复杂 系统规模大同时行为复杂 图3 3 复杂系统的外部表现 大型工程项目从各个方面都体现了复杂系统的特征。其规模之大及行为之复杂是很 显然的。另外，在项目的建设过程中，随着工程的逐渐完善，系统的组成趋于越来越复 杂，各子系统间的相互影响关系也进一步的趋向复杂化。例如，一个建设单元发生事故 会直接影响下一个单元的正常施工工期，也可能会增加下一个单元的施工难度。同时， 项目在建设过程中也处处体现了层次的特性，建设好的单元常常是进行下一步建设的基 础；建设中的大型工程项目与环境有密切的联系，与环境相互作用，并处于动态的发展 变化中。 3 2 系统的划分原则 3 2 1 系统划分的目的和意义 系统的任何联系都是按等级和层次进行的，而且井然有序，有条不紊。任何一个系 统都是更高一级系统的要素( 或称子系统) ，而任何一个系统的要素通常又是较低一级 的系统。因此，可以根据元素间的相关联的程度大小，将系统归纳出相对独立、层次不 同的子系统，子系统数量的多少可以根据系统的大小和需要而定，合理地将系统划分为 若干个子系统，这是进行系统分析的首要任务。特别是对复杂的巨系统，系统划分尤为 重要。无论多么大而复杂的系统，如果分解为适当的若干子系统，就常常可以利用以往 1 5 沈r 1 航空工业学院硕士论文 的经验和知识予以处理并简化问题。 系统进行子系统的划分的出发点为元素间的相关联的程度的大小。而大型工程项目 进行评价单元的划分的一个重要依据是评价单元之间的相互关联程度，把相互关联程度 较小的近似看作相互独立，进而确定评价单元。大型工程项目又属于复杂系统的范畴。 因此，从系统的角度对大型工程项目进行子系统的划分，是确定评价单元的基础。 3 2 2 系统划分的原则 系统的分解，依其目的和要求的不同，可主要按如下方法进行： ( 1 ) 按结构要素分。如船舶可根据结构特点分解为船体、发动机和装备索具等部 分。 ( 2 ) 按功能要求分。如在进行产品系统设计时，可根据各功能方面的要求( 如温 度、速度、范围等) 分解。 ( 3 ) 按时间序列分。如某一项目，在设计阶段进行的研制规划方案和开发顺序， 就是从时间方面或信息方面来分解系统的。 ( 4 ) 按空间可进行平面分解和多级分解。如图3 4 所示： 困图围困 图3 4 系统的分解 系统分解的概念十分重要，必须遵守下列原则： ( 1 ) 分解要便于以后综合。如子系统个数为n ，进行综合的方法就有2 n ( n - 1 ) 2 种。 如果分得太细，在进行综合时，就很难得到最佳的综合效果。反之，如n 小，综合虽然 简单，但对子系统本身的定量处理就变得较为困难。 ( 2 ) 选择子系统间相互关系薄弱处分解。如果子系统问完全没有关系，可将该子 系统作为独立单元，并进行个别处理。 1 6 沈阳航空工业学院硕士论文 ( 3 ) 保持子系统间相互关系和子系统与整体问的关系完整。这样的关系可用图的 形式给出。例如：将子系统用节点表示，有无相互关系以线( 称为连接枝) 来表示。如 图所示。若需要表示上下关系或因果关系时，则在线( 枝) 上加箭头，以表示其方向性。 这样，无论如何复杂的系统也能表示其全貌，如图3 5 ： g d g 5g 6 图3 5 子系统问的相互关联 3 3 系统划分的方法 系统的复杂程度不同，对系统划分的方法选择也不同。例如：对于一个简单系统， 可能仅使用观察和试凑的方法就可以完成子系统的划分；对于稍复杂的系统，可能依据 上述的划分原则，逐条进行操作，也可以达到比较满意的子系统划分。然而，对于复杂 系统，仅依据上述方法和原则，无法达到比较科学合理的子系统划分，需要借助更为有 效的方法。 3 3 1 系统的结构 2 0 世纪以来，结构主义观点盛行，普遍认为结构决定功能。一个典型的例子是金刚 石和石墨都是由碳原子组成的，但因构造方式不同，而在硬度、透明度、导电性及价值 上都存在巨大差异。在许多情况下，结构对系统的属性、功能、价值起着决定性的作用。 本文就要从系统的结构入手，通过对系统的结构分析，借助有效的系统结构模型方法， 对复杂系统进行子系统的划分。 结构是由系统元素间相对稳定的关联所形成的整体构架。系统结构具有两个方面的 基本特性： ( 1 ) 结构是元素间的特殊关联，是系统的内部关系问题。它指的是元素间的特殊 一1 7 一 沈阳航空工业学院硕士论文 联系，而不是所谓“内部关系的总和”或元素间一般的联系。 ( 2 ) 结构是系统的整体构架：结构是相对系统整体的属性、功能、价值而言的， 离开了系统整体就没有结构可言。整体构架是指元素结合成系统整体的形式或方式。 系统的结构不同，系统就有质的区别。在现代意义上的结构概念中，强调了系统中 各要素间的相互联系、相互作用，这也是可以从系统的结构角度进行系统划分的原因f 埘， 常见的一些系统结构实例如表3 1 ： 表3 1 常见的一些系统结构实例 3 3 2 系统的结构模型分析 应用一般的数学方法对复杂系统进行解析是难以满足要求的，而结构模型化可以解 决这类问题。结构模型，就是用有向连接图来描述系统各要素之间的关系，根据系统构 成要素之间的关系，将要素之间用箭头连接起来形成有向连接图，建立与此相应的结构 矩阵，形成结构关系与结构矩阵之间一一对应的关系，通过对矩阵的简单演算和变换， 把不清楚、条理不清、错综复杂的系统，变成简单的、易理解的和直观的递阶结构模型。 结构模型法可以通过使用图形和文字很好的描述一个复杂事件( 系统或研究领域) 。 它着重于一个模型组成部分的选择和清楚地表示出各组成部分问的相互作用，不是建立 严格的数学关系或精确地确定系统，而是确定变量之间是否有联结以及其联结的相对重 沈阳航空工业学院硕士论文 要性。 根据有关文献资料可知，目前已经开发了许多结构模型化技术，但任何一种技术， 都是由系统的要素着手的。在使用系统的结构模型进行大型工程项目的子系统划分时， 首先要选取系统的要素，这项工作需具体问题具体分析。因为针对解决的问题不同，系 统的定义是不同的，不同工程项目的构成要素也是不同的。 系统结构模型分析主要有以下几大步骤： ( 1 ) 系统要素的选取及其关系的确定 元素是系统中不可再分的“基元”。而元素因所处的地位或自身结构与属性不同而 对系统整体的作用或贡献各有不同，在某些时空范围内，总有一些与元素对整体性质和 结构起主要和关键作用，将其称为“要素”，即主要的元素。 ( 2 ) 建立要素之间的关系 决定要素间有无关系，在结构模型的程序中最为重要。必须明确“关系”的含义。 如：因果关系、优先关系、包含关系、影响关系、重要程度等。 ( 3 ) 系统结构的构成 在进行大型工程项目子系统的划分过程中，我们所讨论的关系主要是“影响关系”。 即子系统之间是否相互影响、是否相关。记系统的要素集为x ，关系集为r ，即： j = s ，最，最 ， ( 3 1 ) n 为要素数目 胄= 勺) ，f ，= 1 ，2 ，疗，2 ( s ，i ) ( 3 2 ) 或者 - s , e , s ，( s in s ，存在二元关系) 0 3 ) 则系统s 可表达为 s 皇( z ，月) ( 3 4 ) 因此，系统可以根据要素集合上的二元关系( j ，r ) 来定义。 在系统中，子系统间的相互影响是有方向性的。所以为了处理方便，均把r 看成是 方向性的关系集，如一墨船，则表示s 影响s j 。 一1 9 沈阳航空工业学院硕士论文 ( 4 ) 系统结构的图形表示 图是由节点和连接节点的枝所构成。在x 上的二元关系( x ，r ) 中，把x 的要素 表达成点，把要素间的关系( 墨，s ，) 表达成从点s 指向点s j 的具有方向的枝，则系 统构造可以用一个系统的有向连接图。 图形表示方法的最大优点在于直观、容易、明白地表示出系统的构造，并使系统的 信息传递路径一目了然。但是，对于复杂系统，系统的有向连接