（环境工程专业论文）山区隧道工程施工环境风险指标体系的建立与应用.pdf

西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 页 摘要 国内的多座山区隧道，如中梁山隧道、大巴山隧道、大瑶山隧道等在建设施工期间均 对环境产生较大影响，比如地表水源枯竭、水土流失等生态环境破环问题；隧道施工长期、 大量排水带来的环境问题等。相比隧道建设的安全风险，隧道建设施工环境风险则不够重 视。同时山区隧道建设施工环境风险中很重要的一项是生态环境影响风险，生态环境的破 坏与十七大报告中提出的“生态文明”政策不相符。因此，对山区隧道建设施工过程中的 环境风险问题进行分析具有重大意义。 论文分析了风险评估理论和方法，包括风险内涵、风险辨识、风险估计、风险评价。 在风险评估理论与方法的基础上，并根据风险指标体系的建立原则建立了山区隧道施工环 境风险指标体系。 本文结合兰渝铁路紫竹园隧道，使用模糊层次综合评价法进行山区隧道施工环境风险 评价。最后得出的风险评价结果为“风险大 。分析结果显示在施工期间，风险较高的指 标有理化影响风险c 1 ( 权重为0 1 8 8 ) 、洞外粉尘风险c 4 ( 权重为o 0 7 9 1 ) 、洞内粉尘风 险c 6 ( 权重为0 0 7 6 4 ) 、水土流失风险c 1 8 ( 权重为0 2 0 0 6 ) 和地表水源枯竭风险c 1 9 ( 权 重为o 1 0 7 ) ，引起的原因主要有施工废水、弃碴、涌水和爆破等，对此提出相应的控制措 施。 关键词：山区隧道；环境风险指标体系；风险评价 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 | 页 a b s t r a c t m a n yb i gt u n n e l si nc h i n a ，s u c ha sl i a n g s h a nt u n n e l ，d a b a s h a nt u n n e l ，a n dd ay a o s h a n t u n n e l ，h a v eg r e a ti n f l u e n c eo nt h ee n v i r o n m e n td u r i n gt h e i rc o n s t r u c t i o n ，b r i n g i n gv a r i o u s e n v i r o n m e n t a ld a m a g el i k ed r y i n gu pt h es u r f a c ew a t e ra n dt h eg r o u n d sc o l l a p s e m e a n w h i l e ， a st h ep e r i o do ft u n n e lc o n s t r u c t i o nl a s t s ，l a r g e d r a i n a g ew i l la l s or a i s ep r o b l e m s h o w e v e r ， c o m p a r e dw i t ht h e r i s ko fc o n s t r u c t i o n s e c u r i t y ，t h ee n v i r o n m e n t a ld a n g e ro ft u n n e l c o n s t r u c t i o nh a sb e e np a i dl e s sa t t e n t i o n ，t h em o s ti m p o r t a n to n eo fw h i c hi st h ee n v i r o n m e n t a l r i s ko f e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t t h es e v e n t e e n t hm a j o rr e p o r to ft h ep a r t yp o i n t so u tc l e a r l yt h a t t od e s t r o ye c o l o g i c a le n v i r o n m e n td o e sn o ta c c o r dw i t ht h ep o l i c yo f “e c o l o g i c a lc i v i l i z a t i o n ” t h u s ，t h ea n a l y s i so fe n v i r o n m e n t a lr i s k sa n dt h ec o u n t e r m e a s u r e s d u r i n gt h e t u n n e l c o n s t r u c t i o no fm o u n t a i na r e a si so f h u g es i g n i f i c a n c e t h ep a p e rf i r s td i s c u s s e st h et h e o r ya n dm e t h o do ft h er i s k e v a l u a t i o n ，i n c l u d i n gr i s k c o n n o t a t i o n ，r i s ki d e n t i f i c a t i o n ，r i s ke s t i m a t i o na n dr i s ka s s e s s m e n t 。b a s e do nw h i c hw e e s t a b l i s ht h ee n v i r o n m e n t a lr i s ki n d e xs y s t e mo fm o u n t a i nt u n n e lc o n s t r u c t i o na c c o r d i n gt ot h e e s t a b l i s h i n gp r i n c i p l e so fr i s ki n d e xs y s t e m w i t ht h es i x t ht e n d e ro fl a n - y ur a i l w a y , z i z h u y u a nt u n n e l ，a st h eo b j e c t ，w ec o n d u c tt h e e n v i r o n m e n t a lr i s ke v a l u a t i o no ft h ec o n s t r u c t i o nt h r o u g ht h ea h p f u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o na n dd r a wac o n c l u s i o nt h a tt h er i s ka s s e s s m e n tt u r n so u tt ob e ”h i g hr i s k ”t h er e s u l t s h o w st h a td u r i n gc o n s t r u c t i o nt h ei n d i c a t o r so fh i g hr i s k c o v e rt h ep h y s i c a la n dc h e m i c a l i n f l u e n c er i s kc 1 ( w e i g h to 18 8 ) ，d u s tr i s ko u t s i d et h et u n n e lc 4 ( w e i g h t0 0 7 91 ) d u s tr i s k i n s i d et h et u n n e lc 6 ( w e i g h t0 0 7 6 4 ) ，r i s ko fs o i le r o s i o nc 18 ( w e i g h t0 2 0 0 6 】a n dr i s ko f s u r f a c ew a t e r d e p l e t i o nc 18f w e i g h t0 10 7 ) a c c o r d i n gt ot h es t u d y , t h ee n v i r o n m e n t a ld a m a g e a n dr i s km a i n l yr e s u l tf r o mt h ew a s t ew a t e r , d i s c a r db a l l a s t ，g u s h i n gw a t e ra n d b l a s t i n ga n ds o o n a i m i n ga tt h ea b o v ep r o b l e m s ，w eh a v ep r o p o s e dt h ec o r r e s p o n d i n gc o n t r o lm e a s u r e si nt h i s r e s e a r c h k e yw o r d s ：m o u n t a i nt u n n e l ；e n v i r o n m e n t a lr i s k si n d e xs y s t e m ；r i s ka s s e s s m e n t 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 页 第1 章绪论 1 1 论文研究的意义 隧道工程的建设促进国民经济的发展，同时也以各种各样的形式对环境造成污染和破 坏，随着出现了特长、大断面隧道，这种情况变得越加严重。随着全球经济一体化和我国 加入世界贸易组织后，对环境保护越来越受到政府与社会的重视。在国内，对工程建设项 目的环境保护也提出了更高要求。环境保护日益成为施工企业单位管理的基本内容与日常 工作，隧道工程作为交通建设项目中常见的大型工程，在其施工过程中不可避免地对环境 产生影响，所以期间对环境进行保护就显得尤为重要。 山区隧道施工过程中对环境的影响和危害包括：水污染、气污染、声污染、固体物污 染、地下水位生态环境影响、水土流失、生物与生态敏感区影响等。山区隧道建设工程浩 大，由于工程占地、施工排水、大量弃土、弃碴等原因，在建设施工阶段不可避免会对周 边环境产生影响。国内多座大隧道，如中梁山隧道、大巴山隧道、大瑶山隧道等在建设施 工期间均对环境产生较大影响，比如地表水源枯竭、水土流失等生态环境破环问题；隧道 施工长期、大量排水带来的环境问题。因此，对山区隧道建设过程中的施工环境问题及其 控制措施分析显得尤为重要。 山区隧道建设工程发生各类风险的概率相比其他工程较高，且风险一旦发生，造成的 风险损失较大。开展隧道风险评估分析，有利于决策更加科学，有利于降低工程事故的发 生概率，有助于提高业主、设计单位与施工单位风险管理意识与风险管理能力，从而达到 控制风险、减少风险损失的目的。隧道风险评估分析是一项复杂的系统工程，其主要目的 是通过一定的手段与技术方法，量化隧道工程在设计阶段、施工阶段和运营管理期间对有 可能造成的人身伤害、财产损失、环境破坏、工程经济损失和工期延误等潜在不利事件的 发生概率和后果来明确风险程度。 山区隧道建设施工风险主要包括单一施工风险( 安全风险等) 和隧道施工对周边环境 影响风险。相对于前者较成熟的研究，隧道施工环境风险则不够重视。山区隧道建设施工 环境风险中很重要一项是生态环境影响风险，这是山区隧道建设不可避免的风险，破坏生 态环境不符合十七大报告中提出的“生态文明”政策。因而，在借鉴隧道施工自身风险研 究成果的基础上，以山区隧道施工环境风险为研究内容进行详细的风险辨识、风险评价、 并针对评价结果提出一些合理的控制措施，为工程实践提供一些参考，以使山区隧道工程 西南交通大学硕士研究生毕业论文 第2 页 的施工不仅能够保证隧道自身的安全还能够将对周边环境的影响控制在可接受的范围之 内。 1 2 国内外研究概况 隧道工程风险评估分析的代表人物是美国的e i n s t e i n h h 。e i n s t e i n h h 曾撰写 多篇很有价值的文献，他的主要贡献是指出了隧道工程风险评估分析的特点和应遵循的理 念，文献诸如( ( d e c i s i o na i d si nt u n n e l i n g ) ) ( e i n s t e i n ，19 9 8 ) 【1j 、( ( r i s ka n dr i s ka n a l y s i si nr o c k e n g i n e e r i n g ) ) ( e i n s t e i n ，1 9 9 6 ) 口1 、( ( g e o l o g i cm o d e lf o rt u n n e lc o s tm o d e l ) ) ( e i n s t e i n ，1 9 7 4 ) p j 。随后在e i n s t e i n h h 研究的基础上，英国剑桥大学的s a l a z a r g f 在1 9 8 3 年博士论 文隧道设计和建设中的不确定性以及经济评估的实用性研究中，将工程造价与不确定 性的影响联系起来；并指出隧道风险评估分析降低软土隧道的造价中的作用。在2 0 0 0 年， j r e i l l y 提出了“隧道工程的建设过程就是全面的风险管理和风险分担的过程”，并将地下 隧道建设工程中的风险主要分为以下类别：造成财产及经济损失的风险、人员受伤或死亡 的风险；造成工程项目造价增加风险：工期延误的风险；不可满足设计、使用要求风险。 此外，国外学者在对隧道建设工程风险评估分析的应用方面也有一定的研究工 作：a j m s n e l 和d r s v a n h a s s e l t 在考虑工期、投资及工程质量因素的前提下研究阿姆斯 特丹南北地铁线路设计、线路施工中的风险管理的问题，并提出了i p b “风险管理模式 ( i n v e n t o r yo f c r i t i c a la s p e c t s ，p r e v e n t i v em e a s u r e s ，b a c k u pm e a s u r e s ) ；r s t u z k 等人将风险评 估分析的技术应用到斯德哥尔摩的环形公路隧道上，并且得出了一些规律性结论( r s t u z k 等，1 9 9 6 ) h j 。b n i l s e n 等人的论文深入研究复杂的地层地区的海底隧道风险饵n i l s e n 等，1 9 9 2 ) 5 1 。国际隧道协会委员h e i n z d 在其发表的论文d p ( h e i n z d ， 1 9 9 6 ) 【6 1 对穿 越阿尔卑斯山的隧道和穿越海峡的隧道的时候如何进行风险评估分析进行了深入的探讨。 此外，日本对隧道建设工程的事故统计方面做出大量而细致的工作( 佐藤久等，1 9 9 8 ) 。国 际隧道协会在2 0 0 2 年1 0 月由s o r e n d ee s k e s e n 和p e r t e n g b o r g 等人撰写t ( ( g u i d e l i n e sf o r t u n n e l l i n gr i s km a n a g e m e n t ) ) j ，论文为隧道建设工程的风险管理提供一整套参照方法和 标准。在2 0 0 4 年国际隧协会还专门设置了风险、费用与安全的专题，j r e i l l y 和j b r o w n 提交了题目为( ( m a n a g e m e n ta n dc o n t r o lo fc o s ta n dr i s kf o rt u n n e l i n ga n di n f r a s t r u c t u r e p r o j e c t s ) ) 【8 】的论文【1 2 】。 我国隧道建设工程的风险评估分析研究还处于发展阶段，因此，风险评估分析在隧道 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 页 建设工程中的应用研究还是比较少，但是，随着我国轨道交通的大力发展，以及在大力发 展西部地区中所遇到的隧道建设问题，使得隧道工程风险分析领域受到了前所未有的关 注，因而在近几年内各大设计院、保险公司以及高校都开始了相关研究。 1 9 9 2 年同济大学的丁士昭教授对我国上海地铁一号线建设工程、广州地铁首期建设 工程等地铁建设中的风险和保险模式进行了一定的研究。2 0 0 0 年上海隧道设计研究院的 范益群【9 】以可靠性理论为基础，提出“地下结构的抗风险设计”概念，计算出隧道、基坑 等地下结构风险发生概率、定性地评价风险可能造成的损失，并提出了改进的层次分析法。 在2 0 0 0 年香港l m c f e a t s m i t h 提出了“亚洲复杂地质条件下隧道工程的风险评估模式” u o j 。根据其发生频率高低将风险分为五个等级，根据风险发生产生的影响后果也将风险 划分为五个级别。台湾的沈劲利于2 0 0 3 应用多属性的效用理论( m u l t i p l ea t t r i b u t e su t i l i t y t h e o r y ) j i l l , 他从工程施工单位角度，对隧道建设工程项目风险管理决策程序做出了深入 完整的探讨。铁路隧道建设方面，铁道部、铁二院、西南交通大学等单位在2 0 0 7 年初开 始着手编制铁路隧道风险评估指南，并于2 0 0 7 年年底将其升级为铁路隧道风险管理 暂行规定。这填补了我国的铁路隧道领域甚至是地下建设工程领域内的一项空白，使我 国的风险评估分析和风险管理在工程建设中得以实践应用。然而总体来说，目前关于隧道 建设工程项目的风险研究还不够完善，停留在定性分析阶段，而环境风险分析更是薄弱， 仍然需要做大量的工作。 1 3 本文的研究内容 本文结合兰渝铁路紫竹园隧道对山区隧道施工环境风险评价进行深入研究，研究内容 主要有： 1 ) 从风险评估的各个环节入手研究分析了风险评估的理论和方法，为山区隧道施工 环境风险指标体系的建立和兰渝铁路紫竹园隧道施工环境的风险评价提供理论依据。 2 ) 建立山区隧道工程施工环境风险指标体系。 3 ) 结合兰渝铁路紫竹园隧道实例，综合利用层次分析法和模糊综合评价法对山区隧 道工程进行施工环境风险评价。最后评判综合影响程度，并提出相应风险控制措施。 1 4 论文的研究方法和技术路线 1 4 1 研究方法 西南交通大学硕士研究生毕业论文第4 页 1 ) 在理论学习和资料搜集的基础上，并结合实地考察，对隧道环境影响进行分析。 2 ) 以隧道环境影响的理论研究为基础，用系统分析法，结合环境学、管理学等研究 方法确立风险指标体系。 3 ) 根据指标体系数据的需要，收集相关统计资料、文献资料等，类比并进行考证。 4 ) 采用模糊层次综合评价方法进行风险评价，结合实例分析。 1 4 2 技术路线 图卜1 论文的研究技术路线 西南交通大学硕士研究生毕业论文第5 页 第2 章风险评估理论 风险评估是一个庞大、复杂工程。风险评估是分析、量测风险，并确定出风险大小， 从而为下一步的风险控制提供了用于指导操作的信息。其内容主要包括了风险辨识、风险 估计、风险评价等几方面。风险评估的主要步骤：对项目进行风险辨识，根据风险辨识 的结果，进行了分析归类并编制风险辨识报告；根据风险辨识的结果，进行风险估计， 获得基本的、所需的可用的信息、数据，然后选择用适当数学方法将信息进行量化；选 择适当的模型和分析方法，对得到的数据进行处理、分析；根据一定评判标准来判断风 险大小。本章详细介绍、分析风险评估的基本原理和方法【l 3 | 。 2 1 风险的内涵 2 1 1 风险的概念 w i l l i a m s 定义风险：在给定的情况下、特定时间内，可能发生结果间的差异。1 9 0 1 年， w i l l e t t 在博士论文( ( t h ee c o n o m i ct h e o r yo fr i s ka n di n s u r a n c e ) ) 中，认为风险是不愿的事 件发生不确定性间的客观体现。而罗祖德认为风险是某种损失不确定性。e m m e t t 认为风 险为灾害损失事件发生的可能性。日本的学者s a b u r oi k e d a 把风险定义为由于自然或人为 的行为而造成的不利事件发生可能性，并且强调风险是由两部分组成的：不利事件造成的 后果、不利事件发生的概率。万艳华对风险定义：风险指在一定的时空条件下而发生的非 期望事件，并强调风险的关键内涵是不确定性的，其包括由于人们认识水平的局限、客观 存在的不确定性而造成的其不确定。综合上述风险的定义，归纳风险的定义o 风险指在一 定的条件下、一定的时期内某项行动可能发生的各种不利结果的变动程度。用数学手段描 述为：r = pxc 其中p 为某项行动中潜在的风险的事态发生的概率，c 是其造成的损失【1 4 , 1 5 】。 2 1 2 风险的特性 1 ) 普遍性、客观性，任何时候不管人们是否是意识到了风险，如果造成风险各个因 素出现了，也就会出现风险，风险是不以人意志为转移而客观实在的，是不能拒绝和否定 的。风险的普遍性、客观性表明它无时不刻都存在【1 5 】，风险是在人类社会实践的活动中 普遍存在一种现象。我们要做的就是充分认识风险，不断地提高对风险规律性认识能力， 并对风险采取相应的管理措施，以便尽可能降低、化解风险。 2 ) 不确定性，由于受到各种条件的限制，人们无法充分认识客观事物及事物未来的 西南交通大学硕士研究生毕业论文第6 页 发展变化，不可能准确地预测风险的发生情况，即可以确定风险的存在，但风险的发生是 不确定的【1 6 】。风险的不确定性表现如下：风险事件是否发生、什么时候发生、发生之后 可能会造成什么样的后果等。 3 ) 潜在性，虽然风险是客观存在的，但风险的不确定性决定了风险的一种特定出现 只能是一种可能，这一种可能要变成现实还有一段的距离，还有赖于其它相关的条件，这 种特性就称为是风险的潜在性。潜在性使人类可以利用科学的方法，正确地鉴别风险，可 以改变风险发生的环境条件，进而减小风险，控制风险的不好的结果【1 6 , 1 8 】。 4 ) 危害性，风险的危害性是指风险所引致的潜在损失对行为主体所造成的威胁，这 种威胁致使行为人焦虑、恐惧，从而导致行为人行动选择的非理性和资源配置的低效性 【17 】 0 5 ) 隶属性，所谓风险的隶属性，就是说所以的风险皆有其明确的行为主体，并且风 险必被置于某一目标明确的行动中，即所以的风险皆是指包含在行为人所采取行动过程中 的风险。 6 ) 可测量性，风险是不确定的，但风险肯定是对客观事物的变化并非完全不知道， 人们可以分析和处理在过去发生的_ 系列类似事件的统计信息，和频率的风险的发生，并 造成损失程度的统计分析和主观判断的风险，从而预测，衡量可能发生的风斟1 8 】。 2 2 风险辨识 风险辨识是风险评估的第一步，也是风险评估的基础。由于风险有存在的客观性、潜 在性、不确定性等，在大多数情况风险存在但不是显而易见的，风险往往隐藏在整个承险 体的每个环节，而且被各种假象所掩盖，因而，风险辨识要注意方法和针对性的手段【4 】。 2 2 1 风险辨识的内涵 风险辨识就是要从系统的观点出发，将复杂的整体事件分解为比较简单的且易被人识 别的基本单元【1 9 1 。风险辨识是一项复杂的任务，需要做大量、细致的工作，在风险辨识 阶段需要考虑的问题有： 哪些风险因素应当被纳入研究范围； 这些风险因素产生的根源、产生的原因； 风险的后果有哪些。 2 2 2 风险辨识的过程 西南交通大学硕士研究生毕业论文第7 页 风险辨识过程主要包括资料的收集、分析其不确定性、确定风险事件、编制风险辨识 报告等。 2 2 3 风险辨识的常用方法 常用的风险辨识方法有专家调查法、幕景分析法、故障树分析法等。 1 ) 专家调查法 专家调查法是风险辨识的主要方法，所取信息主要来源于专家，各个领域的专家运用 其丰富的实践经验、专业方面的理论知识找出各种潜在的风险，并对风险后果进行分析、 估计。调查法的优点在缺少足够的原始资料、统计数据的情况下，也可以做出定量的评估 分析；它的缺点表现为容易受心理因素影响。调查法主要包括智暴法、个人判断法和专家 德尔菲法等十余种方法，而其中德尔菲法应用较广【2 们。 2 ) 幕景分析法 幕景分析法是一种能够具体分析引起风险的关键因素及其影响的方法。一个幕景就是 一个用来对事件未来的状态的描述，它使用曲线或图标的形式来描述当在影响项目的某种 因素有各种变化时，整个项目的变化及其后果，来供人们比较研究。当各个目标相互冲突 排斥时，幕景分析方法就显得特别有用，但幕景分析法也有明显的局限性，即所谓的“隧 道眼光”现象，就如像在隧道中来观察外界事务，而看不到全面的情况。这是因为所有的 幕景分析都是围绕着分析者现实的价值观、目前的考虑、信息的水平进行的，从而容易产 生偏差【2 1 1 。 3 ) 故障树分析法( f t a 法) f t a 法是在1 9 6 1 年美国贝尔实验室对导弹发射系统进行安全分析的时候，由瓦特森 提出的，因为此方法优点很多，之后f t a 法被广泛地应用于工业及其他复杂大型系统之 中。故障树分析法是利用图解的形式，将大的故障分解成为小的故障，同时分析引起故障 的原因，图形式像树枝一样越分越多，故被称故障树。故障树分析法经常被用于直接经验 较少的风险辨识，f t a 法的主要优点是能够比较全面地分析所有故障的原因，其中包括人 为的因素，且比较形象、直观；f t a 法的不足之处在于，当被应用于大系统时，容易产生 遗漏、误差。 故障树分析法的一般步骤： 定义建设工程项目的目标，此时应当充分的考虑影响项目目标的各种风险因素； 西南交通大学硕士研究生毕业论文第8 页 做出风险效果图； 全面分析考虑各种风险因素间的关系，研究对工程项目的风险所应当采取的对策 或行动方案【2 2 1 。 4 ) 分解结构法( w b s ) 为了减少项目的结构的不确定，风险辨识要识别项目每个组成部分的特性、各个部分 间的联系，以及项目在同环境下的相互作用。对项目的工作进行分解结构就能够很好的完 成这个任务，分解结构的原则就是将一个复杂的大体系简化为若干个小体系，将复杂的事 件转化为简单且容易辨别的事件。项目结构分解不仅可用于风险辨识上，在项目管理的其 他环节，比如进度管理、成本管理等同样要使用到工作分解结构方法，在风险辨识过程中 使用分解结构法并不会增加额外工作量【2 3 】。 5 ) 尝试、经验和判断 此方法适用于采用新技术、新问题的情况，且没有先例参考的项目，进行判别的人往 往是具有非常丰富的资料、数据和经验的人，判别时需要找来各方面的人就风险辨识方面 的问题进行讨论，但这种方法可能会遗漏某些风斛2 3 1 。 6 ) 敏感性分析 敏感性分析，主要是研究项目在施工期内，当项目变量( 产量、成本、质量、价格等) 以及项目的环境和项目的假设发生变化时，项目性能的变化，以及项目辩护范围大小的变 化。敏感性分析就是要在项目变量中找出哪个变量变化对工程项目的性能影响最大。项目 管理人员通过敏感性分析可以辨别出风险隐藏在哪个项目变量中【2 4 1 。 2 3 风险估计 2 3 1 风险估计的内涵 风险估计是风险评估重要的一个中间环节，风险估计就是对已识别的风险源进行估 计，估计其潜在损失发生的可能性和风险损失的程度或规模大小，即估算风险损失发生可 能性和严重性，以便在风险评价时评判各种潜在风险损失的相对重要性【2 3 1 。 2 3 2 风险估计的步骤 1 ) 数据收集 数据收集是工程项目风险估计的第一步，“数据收集”是收集与条件相似的风险事件 的相关数据和资料。可是，工程项目往往具有独特性，很难找得到相似度很高的工程条件。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第9 页 因而，在可选用的历史数据、资料不充足或并不完善时，可采用专家调查等方法进行估计 分析。 2 ) 建立风险模型 依靠收集到的与风险事件相关的历史数据、资料为基础，对风险事件发生的概率、后 果给出明确的描述，即所谓的风险模型。风险模型可分为概率模型与损失模型：概率模型 主要是描述风险事件发生的概率和不确定因素间联系，损失模型是描述损失概率和不确定 因素间的关系。 3 ) 风险概率和后果的估计 数据收集完，建立风险模型后，可以采用适当的方法估计风险辨识中的各个风险事件 发生的概率和损失的后果。一般用概率来描述风险事件发生的可能性，用经济损失、施工 工期的延误来描述产生的后果【1 3 , 2 5 , 2 6 】。 2 3 3 风险估计的常用方法 风险事件发生概率的估计的方法一般有：历史资料法、主观概率法、贝叶斯后验概率 法和理论分布法。 1 ) 历史资料法 一 项目存在的基本条件若相同或相似的时候，工程项目管理人员则通过观察各个潜在的 风险事件，统计发生的次数，这就计算出每个可能风险事件发生的概率。资料法所得概率 是客观存在的，是不以人的主观意志而转移，因而这种概率被称之为客观概率。无所质疑， 这种方法是很客观和很精准的。但是，这种方法也有很多的局限性：以往工程项目管理人 员常会对这种风险事件缺少足够重视，很少来统计、归纳并分析。因而，后来的工程项目 管理人员则缺乏详实的历史资料，从而不能用资料法建立可信的概率分布。若即使有这样 统计数据、历史资料，同样会因为集合中的样本过少，而无法得到估计概率分布2 7 1 。 2 ) 主观概率法 主观概率方法就是在没有充足的历史资料的时候，工程项目管理者对潜在的风险事件 发生的可能性概率进行的一种主观估计。主观概率的大小常是凭借工程项目管理者的专业 知识和长期积累的经验来对工程项目过程及与其伴随的风险事件的掌握来进行估计。故有 人认为主观概率方法过于主观，因而准确性难以保证，所以不赞成使用此方法。但实际上， 进行主观估计分析的人一般都是这个领域的专家，他们自身具有很高的专业素质、丰富的 西南交通大学硕士研究生毕业论文第10 页 工程项目实践经验，加之是依据具体的工程项目条件而做出相应的估计判断。此外，主观 概率方法大都不是一个人或是一个团体做出的，它往往是相关的多方团体的多个人共同进 行估计判断。主观概率方法还可通过德尔菲法等技术方法来反复修改、完善。简言之，只 要能够发现风险，则就能避免风险。根据对历来资料的研究，主观概率方法是估计者根据 合理的判断，当时能够搜集到的有限信息及过去长期的经验来进行估计判断的结果，这种 估计判断准确性很高，因而可以将这种主观概率认为是客观概率的一种相似值【2 9 , 3 0 。 3 ) 贝叶斯后验概率法 因为贝叶斯后验概率法考虑项目风险管理的阶段性、动态性，所以它在风险管理中常 受特别重视。一般在一个项目开始之初时，管理人员常使用的概率都是贝叶斯先验概率。 随着项目的进行，有更多的资料出现，但其常包含有较大的不确定性，可以用贝叶斯法估 计，来完善、修改项目之初的先验概率，以减少不确定性【2 8 】。 4 ) 理论分布法 当没有历史资料，或历史资料不充分、不可信的时候，工程项目风险管理者可根据概 率统计上的某些概率分布来进行估计。或是对已有的历史数据进行补充、修正，进而建立 更加精确的风险概率分布。在概率分布统计中，我们最常用的概率分布是正态分布，在风 险估计中，正态分布可以很好地描述许多风险的概率分布，比如：财产损失、死亡人数等。 其他分布，如二项分布、阶梯长方形分布、等概率分布等也常用于不同的风险估计 2 9 , 3 0 】。 2 4 风险评价 2 4 1 风险评价的内涵 风险评价是指在风险辨识、风险估计的基础上，把风险发生的可能性、风险损失的严 重程度，并结合其他因素综合起来进行考虑，得到工程项目发生风险的危害程度，再和风 险评价标准进行比较，最终确定工程项目的风险等级【3 1 1 。然后根据工程项目的风险等级， 决定是否需要采取风险控制措施，以及风险控制措施应对采取到什么程度。风险评价是风 险评估的又一个重要环节。 2 4 2 风险评价的目的 一般来说，风险评价有以下四个基本目 2 3 , 3 2 】： 1 ) 在风险评价阶段必须知道各个风险因素的次序。因此，风险评价的首要目的就是 对各个风险进行对比、估计，最后确定所有风险因素的排列顺序。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第11 页 2 ) 风险评价另外一个基本目的是从工程项目整体的角度，来分析各个风险因素间的 因果关系。各个风险因素之间明确的因果关系，是为制定风险管理的基础。 3 ) 风险因素间不是独立的、互不影响的，且在某种的条件下会互相转换的。风险评 价为此也要考虑每个风险因素间的转化条件。转换条件以下包括以下两方面：低风险因素 向高风险因素转化的条件，及从无到有，形成风险因素的条件；高风险因素向低风险因素 转化的条件，或将风险化解的条件。 4 ) 减少风险不确定性是风险评价第四个基本目的。主要指，对已识别风险因素，从 而进一步量化其发生概率、损失后果。如有必要，可以根据工程项目当前的发展形式，重 新分析风险发生概率和后果损失，以降低风险发生的概率和后果损失估计的不确定性。 2 4 3 风险评价的步骤 1 ) 确定风险评价准则 所谓风险评价准则，就是工程项目对每一类风险损失的承受能力，即是接受水平，这 个接受水平可是相对的也可是绝对的。风险评价认为风险不可避免的，但是风险可控制在 接受水平范围内。因而建立风险容许接受准则是风险评价关键问题，风险容许的上限、下 限还要确定，从而用这些评价准则便可用来判别风险因素哪个最重要，哪个需要加以重点 改进、防范，哪些是中等风险，需要对其采取一般的措施，哪些对工程项目的影响不大， 可以忽略的。通常情况下，判定工程项目成功的标准，早已事先确定了，这个成功的标准 有很多。对于那些不能用常规的方法进行定量描述的风险，国外学者试图通过影子价格来 进行定量描述，其中代表学者是r o w e 。为了达到进行风险比较的目的，r o w e 通过此方 法给出了风险后果评价方法。同时r o w e 也给出了各种风险损失后果直接的估计，并给出 了衍生的、描述性的估计。 2 ) 确定整体风险水平 风险辨识只是初步分析了同层间的风险因素，风险评价则是从项目整体上综合所以风 险因素后确定的。在确定整体风险水平之前，有必要确定各个基本风险因素间的联系，及 这些风险因素间的转换、相互作用的影响。工程项目所面临的风险发生的概率、风险后果 损失时，通常来说都呈现出一种规律性。发生的频率较高的风险，其损失后果一般不很严 重，可预见性是很高的，而损失大的因素出现几率较低，可预见性较低。所以，工程项目 所有的风险中只有小部分因素对工程项目整体会有较大影响，其损失也较大，会造成工程 西南交通大学硕士研究生毕业论文第12 页 项目严重的拖延、停顿。可是如果有一种风险，出现频率高，可预见高，而事故损失的后 果却很严重，那我们就应当考虑，是否有其它的风险没有考虑到，正是由于这个没有考虑 的风险因素与已知风险因素通过一定方式耦合而造成了这种现象。 3 ) 第三步：根据已确定的单个风险接受准则和整体接受准则，将已量化的风险因素 进行风险评估分析，进而判别风险因素是否在可接受水平之内。从而判别工程项目风险是 否需要停止或是继续进行。将每个风险因素与单个接受准则进行比较，将整体风险水平与 整体接受准则进行比较，结果有：风险可接受、风险不可接受、项目不可行。整体风险水 平若不超过整体接受准则，则风险认为“可接受”，项目可以实施。但是当其小于、等于 整体接受接受准则的时候，各个风险因素超过了所对应的单个风险接受准则的时候，则需 采取一定的措施，来降低风险。工程项目整体风险水平若超过整体接受准很多则，风险不 可接受，这时应当考虑项目的可行性。项目整体风险如果超过整体接受准则不多的时候， 还可以考虑采用新的方案，重新进行评估 2 3 , 3 3 。 2 4 4 风险评价的常用方法 1 ) 调查、专家打分法 调查、专家打分法是一种最简单常用且易于应用的风险评估法。它的具体实施步骤： 确定每个风险事件的权重，以表示其对整个工程项目风险的影响程度； 确定每个风险事件的等级值，比如可按很小、小、中、较大、很大五个等级分别 给予0 1 ，o 3 ，0 5 ，o 7 和0 9 的打分； 将每个风险事件的权重与等级矩阵相乘，得出该风险事件的得分，再将各个风险 因素的得分求和，求出整个工程项目风险过程的总分，分数越高说明其风险越大。为了规 范此方法，可根据专家的经验，对所评工程项目的了解程度、知识领域等，来对专家评分 的权威性确定一个权重。该法适用于项目决策的前期，这个时期往往是缺乏具体的数据材 料，主要根据专家经验和决策者的主观意向，得到的结论也是一个大致的程度值，只可作 为进行进一步分析参考的基础1 3 4 l 。 2 ) 蒙特卡罗模拟方法 该法是通过随机变量的统计试验来模拟求解物理、数学、工程技术的近似解的数学方 法。它的特点是利用数学方法在计算机来模拟实际概率的过程，接着加以统计、处理。模 拟法可以随机地模拟各种不同变量间的动态关系，因而在解决某些具有不确定性因素的复 西南交通大学硕士研究生毕业论文第13 页 杂问题时，此法被公认为是一种经济且效的方法【3 5 | 。 3 ) 人工神经网络法 在1 9 4 3 年，心理学家m e c u l l o c h w 和逻辑学家p i t t s w 提出人工神经网络第一个数学 模型( m 模型) ；当神经元在处于兴奋状态的时候，输出结果为l ，否则为0 。随后h e b b d 0 、 r u m e l h a r t 、h o p f i e l d j j 、r o s e n b l a t t f 、m c c l e l l a n d 、r e n s e b e 和s e j n o w s k i t j 等把此研究 大力发展人工神经的网络技术。现在已有数十种神经网络模型。神经网络是由大量的神经 元连接而构成的网络，用来模拟人脑的神经网络行为、结构。用神经元间的互联权矩阵可 存储长期的信息，具有学习、存储和利用知识的能力。连接权、阀值一般不能预先确定地， 它是由网络不断地对样本学习而得到的。因为神经网络在数据预测、数据分类方面的应用 效果显著，并且接受非线性数据、容许数据遗漏、容许噪声，因而，神经网络在国内外广 泛应用于各种风险的预测。神经网络技术是一个研究的热点，具有很多其它分析方法不可 比拟的优越性，有待利用最新的研究成果进一步进行风险评估【3 6 , 3 7 。 4 ) a h p 层次分析法 上世纪7 0 年代初美国运筹学家萨蒂提出了层次分析法。这一方法的特点，是在对复 杂问题的本质、内在关系以及影响因素等进行了深入分析后；构建出层次结构模型，接着 利用较少定量信息，数学化决策思维的过程。这为求解多准则、多目标且无结构特性复杂 问题，提供了一种简易决策方法。它先把总的目标分解成为多个的子目标，再按照各个目 标问的重要性进行分组，形成多层次结构。通过各个比较的方式来确定层次目标相对重要 性，同时用矩阵运算方法确定子目标对上一层目标相对重要性，从而最终确定出了子目标 对总目标重要性。a h p 法可按照以下三个步骤进行： 建立层次结构模型。 建立风险问题的层次结构模型是层次分析法中最重要一步。把复杂的问题分解成为很 多个小的元素，并按照元素的相互关系和隶属关系形成不同的层次，在同一个层次的元素 作为准则对下一个层次的元素起着支配的作用，同时它又受到上一层次元素的支配。最高 层次的元素只有一个，表示分析者最终所要达到的目标。最底的一层表示分析者要在具体 风险分析中用到的指标元素。 层次结构的建立是在评价者对问题全面深入认识分析的基础之上进行的。在对层的划 分和层次的支配关系的确定上若举棋不定，最好要重新分析问题。先初步分析问题，将问 西南交通大学硕士研究生毕业论文第14 页 题中包含的因素按照某些共有的特性将它们聚集成一组，并将它们间的共同特性看作为系 统中新的层次中的一些因素，这些因素本身也可按照另外一组的特性被组合，而形成另外 更高层次的因素，最终形成单一的最高因素，这可看作我们决策分析的最终目标。这样便 可构成层次分析结构模型。 构造判断矩阵。 对同一层次的风险要素以上一级的风险要素为准则进行两两进行比较分析，并依据 1 - 9 标度法确定其相对重要性，最后根据其结果建立量化的判断矩阵。一般的判断矩阵是 由多位经验丰富的相关专家填写调查问卷后形成的。在填写调查问卷前，专家必须全面深 入分析每个影响因素的地位、作用，纵览全局，做到心中有数。 计算判断矩阵的权重和检验其一致性。 所谓一致性检验是指相关检验专家在判断指标重要性的时候，各判断间是否协调一 致，当指标规模很大时，建立的判断矩阵常满足不了其一致性。可是，判断具有完全的一 致性非常重要的。因而，我们引入了判断最大特征值之外的其余特征根，来做为度量矩阵 是否偏离了一致性指标。其值越大，表明矩阵越偏离完全一致性；而c i 越接近0 ，则表 明其一致性越好。如果通过了一致性检验，特征向量即为指标权重；如果不通过，需构造 成对的比较阵，使其具有好的一致性。ahp 法不仅简化了系统分析、计算，还有助于保 持决策者思维过程的一致性。ahp 法是种十分有效的系统分析方法、科学决策方法 3 9 , 4 1 , 4 2 】。 5 ) 模糊综合评价法 事物的模糊性是指客观事物之间性质的差异在其过渡过程中表现出的不分明性，即是 用来判定事物属性的边界是不清楚的。在人脑中所有形成的概念是模糊的，因而由此形成 的推理、判断也是模糊的。通常是采用模糊数学来研究问题的不确定性、模糊性。模糊综 合评价是在对多种因素所影响到的现象、事物进行总评价过程中，而涉及到了模糊概念、 模糊因素的一种评价方法。理论体系是建立在模糊集合论理论的基础上的，但同时综合评 价自身具有严格的理论体系。模糊综合评价可满足多层次、多因素的评价要求。评价法是 基于模糊数学理论及隶属度最大原则对多因素系统的特征进行了总体评价的一种评价方 法。在对多个因素进行评价时，因为要同时综合考虑的因素较多，且各因素的重要程度又 不同，这就会增加问题的复杂性。此时若用单一的数学方法进行计算就会显得很困难。通 西南交通大学硕士研究生毕业论文第15 页 过模糊综合评价中提供的模糊数学方法，得出定量的综合评价分析结果，进而为正确的决 策提供依据。此方法具有系统性强、结果清晰的特点，能够较好地解决模糊的且难以量化 的问题，可解决各种非确定性问题。 模糊综合评价有以下6