基于层次分析法的建设工程项目风险评估.docx

层次分析法在建筑工程项目风险评估中的应用姓名胡召钊学号2014230院系土木工程学院专业土木工程建造与管理1摘要当前，随着我国国民经济的迅猛发展，我国的建筑工程建设呈现出迅速增长的趋势。同时建筑工程项目具有投资大、建设时间长等特点，在建设过程中遇到的不可预见因素很多，使得建筑工程项目建设过程中参与方可能面临很对风险，如果对此不加以预防，将会给业主、承包商等各参与方带来严重的后果。基于以上原因，在建筑工程项目中提前发现风险、发出预警信号迫在眉睫。本文的研究就是在此背景下提出的。本文从建筑工程项目风险的基础知识入手，简要论述了建筑工程风险管理的相关理论知识；分析建筑工程项目风险因素；并系统的探讨了层次分析法的数学模型、指标值的确定、判断矩阵及一致性检验的方法和步骤；根据建筑工程项目风险的设置，建立了建筑工程风险预警的层次分析法模型，对建筑工程风险进行了分析、评估。总之，本文研究的主旨在于为建筑工程项目风险预警提供一种行之有效的分析方法，为建筑工程风险管理提供一定的科学依据，从而使建筑市场稳定发展。关键词：建筑工程风险评估层次分析法2AbstractAtpresent,withtherapiddevelopmentofournationaleconomy,constructionofthebuildingofourcountryshowsthetrendofrapidgrowth.Atthesametimetheconstructionprojecthasthecharacteristicsoflargeinvestment,longconstructiontime,encounteredintheconstructionprocessofmanyunpredictablefactors,participantsmayfacealotofriskstomaketheprojectconstructionprocess,ifthisisnottoprevent,itwillbringseriousconsequencestotheowners,contractorsandotherparticipants.Basedontheabovereasons,thatrisk,earlywarningsignalsofimminentadvanceinconstructionprojects.Thisresearchisunderthebackgroundofthe.Inthispaper,fromthebasicknowledgeofarchitecturalengineeringprojectrisktostart,brieflydiscussestherelatedtheoreticalknowledgeofriskmanagementofconstructionengineering;analysisofarchitecturalengineeringprojectriskfactors;andsystematicallydiscussedtheAHPmathematicalmodel,theindexvaluesaredetermined,themethodandstepsandjudgmentmatrixconsistencytest;accordingtothearchitecturalengineeringprojectriskset,setuptheriskearlywarninginconstructionengineeringAHPmodel,fortheconstructionofriskareanalyzed,evaluation.Inaword,thepurposeofthisresearchistoprovideearlywarningofriskaneffectiveanalysismethodforconstructionproject,provideascientificbasisfortheriskmanagementofarchitecturalengineering,sothatthedevelopmentoftheconstructionmarketstability.Keywords:constructionprojectriskassessmentanalytichierarchyprocess31建筑工程项目风险识别1.1建筑工程中存在的风险建筑工程风险一级风险可分为三类，它们是：施工管理风险（设计、施工、设备安装、材料、人力、能源价格、合同等）；自然风险（地震、洪水、地基沉陷、塌方等）；经济法律风险（资金、利率、通货膨胀、法律法规等）。现选取对建筑工程项目影响较大的材料风险、通货膨胀风险、资金风险、施工风险、人力风险，进行分析。1.1.1材料风险材料风险权重最大，若材料价格管理不善，会增加施工成本，甚至可能导致成本超支，所以要加强市场调研和市场的开拓工作，正确预测和掌握最新的材料价格变动情况，合理确定采购和库存量。1.1.2通货膨胀风险这类风险是不可避免的，应拓宽信息的来源渠道，加强有关信息的搜集整理和分析工作，准确预测和及时了解最新宏观经济动向。若有必要可放弃项目或调整投资方向。1.1.3资金风险科学的分析融资渠道以选择安全的融资渠道，减小资金成本风险，提高财务人员对资金的管理能力，加强对施工过程中进度工程款的严格审核。1.1.4施工风险做好方案实施前的技术经济论证，做好技术交底工作，加强施工质量安全教育，加强施工质量管理，严格按施工工艺及技术施工。对于已出现的施工问题要及时查明原因，及时采取措施来进行补救，将损失降到最低。1.1.5人力风险要建立健全项目管理组织结构和制度，加强项目人员之间的沟通，让他们及时了解项目相关信息；要加强项目管理人员之间的协调工作，减少施工中的分歧；做好安全防范工作，防止人员出现意外伤亡。由于人力因素是工程项目中最灵活的因素，其发生风险的频率较高，影响较大，所以可采取风险减轻的策略来应付。42层次分析法评估建筑工程项目风险2.1层次分析法2.1.1层次分析法原理（1）美国风险管理专家A.L.Saaty在20世纪70年代提出了层次分析法风险评价模型。通过将复杂的风险问题分解为若干层次和若干要素，并在同一层次的各要素之间简单地进行比较、判断和计算，从而对诸多风险进行归纳、评价和风险发生概率的排序，并做一致性检验。层次分析法是对一些较为复杂、模糊的问题作出决策的简易方法，层次分析法特别适用于那些难于完全定量分析的问题，是一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法29-31。（2）层次分析法的步骤：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。层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。具体步骤见下图2.1建立层次分析法风险评价模型构成各层次间两两判断矩阵求各判断矩阵每行所有元素的几何平均值5将几何平均值归一化，计算各层次间的相对权重计算判断矩阵的最大特征值计算CI，进行一致性检验各层次评价相对权重总排序图2.1层次分析法步骤(3)递进层次结构的建立与特点：应用AHP分析决策问题时，首先要把问题条理化、层次化，构造出一个有层次的结构模型。在这个模型下，复杂问题被分解为元素的组成部分。这些元素又按其属性及关系形成若干层次。上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。这些层次可以分为三类：1）最高层：这一层次中只有一个元素，一般它是分析问题的预定目标或理想结果，因此也成为目标层。2）中间层：这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干层次组成，包括所需考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。3）最底层：这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、6决策方案等，因此也称为措施层或方案层。用层次分析法评价工程项目风险，首先是确定评价的目标，再明确方案评价的准则和各指标，然后把目标、评价准则连同各方案构成一个层次结构的模型(4)构造判断矩阵：层次结构结构反映了因素之间的关系，但准则层中的各准则在目标衡量中所占的比重并不一定相同，在决策者的心中，它们各占有一定的比例。在确定影响某因素的诸因子在该因素中所占的比重时，遇到的主要困难是这些比重常常不易定量化。此外，当影响某因素的因子较多时，直接考虑各因子对该因素有多大程度的影响时，常常会考虑不周全、顾此失彼而使决策者提出与他实际认为的重要性程度不一致的数据，甚至有可能提出一组隐含矛盾的数据。为看清这一点，可作如下假设：将一块重为1千克的石块砸成n小块，你可以精确称出它们的重量，设为w1,.,wn,现在，请人估计这n小块的重量占总重量的比例（不能让他知道各小石块的重量），此人不仅很难给出精确的比值，而且完全可能因顾此失彼而提供彼此矛盾的数据。设现在要比较n个因子X=(x1,.,xn)对某因素Z的影响大小，怎样比较才能提供可信的数据呢？Saaty等人建议可以采用对因子进行两两比较建立成对比矩阵的办法。即每次取两个因子xi与xj,以aij表示xi与xj对Z的影响大小之比，全部比较结果用矩阵7分值aij定义1因素ui与因素uj同样重要3因素ui比因素uj略重要5因素ui比因素uj稍重要7因素ui比因素uj重要得多9因素ui比因素uj重要得很多2,4,6,8ui与uj两因素比较结果处于以上结果的中间倒数ui与uj两因素比较结果是与两因素重要性比较结果的倒数A=(aij)nn表示，称A为Z-X之间的成对比判断矩阵。容易看出，若xi与xj对Z的影响之比为aij,则xi与xj对Z的影响之比为aji=定义1若矩阵A=(aij)nn满足1aij。(1)aij0,(2)aji=1aij(i,j=1,2,.n)。则称之为正互反矩阵。如何确定矩阵的值，Saaty等建议引用数字19及其倒数作为标度。下表列出了19标度的含义：表2.1判断矩阵一致矩阵最大特征根近似求解方法简介a(1)将A的每一列规一化得wij=aijmi=1ij;(2)对wij求和得到特征向量Aw;（3）对Aw进行规一化处理得到权向量；8Y1-X层次判断矩阵风险因素X1X2X3X4X5X113641/4X21/31521/6X31/61/511/31/9N1234567891011RI000.580.9021.411.451.481.49(4)按lmax=1mwinj=1AwI求得最大特征值；(5)利用公式CI=lmax-n计算一致性指标CI;n-1(6)查找相应的平均随机一致性指标RI,利用公式CR=(7)判断矩阵的一致性。表2.2RI取值表CIRI计算一致性比例；2.1.2层次分析法评估风险采用层次分析法确定主要的风险因素，令Z为建筑工程项目风险、Y1为施工管理风险、Y2为自然风险、Y3为经济法律风险、X1为材料风险、X2为资金风险风险、X3为资金风险、X4为施工风险、X5为人力风险。建立层次分析模型，见图4.2Z建筑工程项目风险Y1施工管理风Y2自然风险Y3经济法律风险险X1材料风险X2资金风险X3通货膨胀风险X4施工风险X5人力风险图2.2层次分析模型图经过专家的经验评估，打分，汇总为下列Y1-X层次两两判断矩阵。9X41/41/2311/7X546971其中，概率最大的为人力风险，最小的为通货膨胀风险。计算Y-X层次判断矩阵Y权重、排序，并作一致性检验。先算出矩阵中每行元素的几何平均值：v1=5136414=1.783v2=51315216=0.889v3=5161511319=0.262v4=514123117=0.557v5=546971=4.324把wi规一化，并计算出权重vi:vvw1w2=v15i=1v25i=1ii=1.7837.8150.8897.815=22.82%=11.38%vvw3w4=v35i=1v45i=1ii=0.2627.8150.5577.815=3.35%=7.13%10vw5=v55i=1i=4.3247.815=55.329%解Y1的最大特征值:lmax=ni=1(Yw)inwi11141111.38%7.13%3Y=1644311512665139421317161971，22.82%w=3.35%55.33%11Yw=11111.38%0.5597.13%0.36155.33%2.9536443115126651394213171422.82%1.19613.35%=0.1871lmax=根据公式ni=1(Yw)inwi，可得lmax=+=5.1611.190.550.180.362.9550.22820.11380.03350.07130.5533lmax-n计算CI，并进行一致性检验:CI=n-15.16-55-1=0.04由RI取值表可知，当n=5时，RI=1.12，此时CIRI=0.041.12=0.0360.111风险因素X1X2X3X4X5X114861/6X21/41531/5X31/81/511/41/6X41/61/3411/7X565671由结论可知，此判断矩阵的一致性达到了要求。w=(0.2282,0.1138,0.0335,0.0713,0.5533)同理，建立Y2-X判断矩阵计算矩阵中每行元素的几何平均值：v1=5148616=2v2=51415315=0.944v3=5181511416=0.253v4=516134117=0.502v5=565671=4.169把wi规一化，并计算出权重viviviw1w2=v15i=1v25i=1=27.8680.9447.868=25.42%=12%12viviw3w4=v35i=1v45i=1=0.2537.8680.5027.868=3.22%=6.4%viw5=v55i=1=4.1697.868=52.96%11161112%6.4%4Y=186641153585146631417151671,25.42%w=3.22%52.96%11Yw=1110.64566.4%0.67152.96%3.34866411535851466314171625.42%1.4612%13.22%=0.1971lmax=根据公式ni=1(Yw)inwi，可得0.2542+0.12+0.0322+0.064+0.5296=5.354lmax=11.460.640.190.673.35lmax-n5.354-5计算CI，并进行一致性检验：CI=n-15-113=0.089风险因素X1X2X3X4X5X111/3265X231475X31/21/4143X41/61/71/411/3X51/51/51/331由RI取值表可知，当n=5时，RI=1.12，CIRI=0.0891.12=0.0790.1,判断矩阵达到一致性要求w=(0.2542,0.12,0.0322,0.064,0.5296)同理，建立Y3-X判断矩阵计算矩阵中每行元素的几何平均值v1=5113265=1.821v2=531475=3.347v3=51214143=1.085v4=5161714113=0.288v5=515151331=0.525规一化，并计算权重vw1=vi5i=1i=1.8217.066=25.77%14vvvvw2w3w4w5=v25i=1v35i=1v45i=1v55i=1iiii=3.3477.0661.0857.0660.2887.0660.5257.066=47.37%=15.36%=4.08%=7.43%解Y1的最大特征值:lmax=ni=1(Yw)inwi11Y=21555347.37%4.08%316131141715241141367413311,w=25.77%15.36%7.43%11Yw=215552.5247.37%315.36%=0.7914.08%331613114171524114136741325.77%1.347.43%0.3910.21lmax=根据公式ni=1(Yw)inwi，可得15风险因素Y1Y2Y3Y111/21/4Y2212/3Y343/210.2577+0.4737+0.1536+0.0408+0.0743=5.212lmax=11.342.520.790.210.395lmax-n5.212-5计算CI，并进行一致性检验CI=n-15-1=0.053由RI取值表可知，当n=5时，RI=1.12，此时CIRI=0.0531.12=0.0470.1w=(0.2577,0.4737,0.1536,0.0408.0.0743)建立Z-Y判断矩阵v1=311214=0.5v2=32123=1.101v3=34321=1.817vvw1w2=v13i=1v25i=1ii=0.53.4181.1013.418=0.146=0.32216Y层X层Y1施工管理风险0.146Y2自然风险0.322Y3经济法律风险0.532X层总排序权值X1材料风险0.2280.2540.2580.252X2资金风险0.1140.1200.4740.307X3通货膨胀风险0.0340.0320.1540.097X4施工风险0.0710.0640.0410.053X5人力风险0.5530.5300.0740.291vw3=v35i=1i=1.8173.418=0.5321420.322=0.96930.5321.5991Zw=212132140.1460.440根据公式lmax=ni=1(Yw)inwi，可得0.146+0.322+0.532=3.009lmax=10.4400