基于故障树技术的涉外bo水电项目风险识别研究

基于故障树技术的涉外bo水电项目风险识别研究

随着全球经济的快速发展，所有国家都对能源的需求日益强烈。为适应现代经济的高速增长,各国都将能源的开发与利用列入到国家基础设施建设前列,是国家发展规划的重中之重。特别是水电能源,因其独有的战略重要性使其在众多可开发利用的能源中脱颖而出,因此合理开发水电资源业已成为缓解能源压力的有效途径之一。但是,目前能源开发单靠政府资金已然不能满足需要。注入外资或是引入国际承包商,已成为世界各国,特别是富资源的发展中国家解决能源开发资金瓶颈的有效方法之一。当前国际上水电开发项目中常见类型主要有3种:CONS+PD&B模式、EPC&T模式、BOT及其变通模式。其中BOT(build-operate-transfer)即建设-经营-转让及其变通模式已成为近年来发展中国家进行水电能源开发的新宠。1984年土耳其总理厄扎尔首先提出了BOT开发模式,这一开发模式一经提出立刻引起了世界的注意,特别是在发展中国家,BOT被认为是减少政府部门借款、推动本国吸引国外直接投资的有效途径,非常适合用于发展能源、交通等国家公共基础设施建设。BOT主要有3种具体形式:BOT,BOO和BOOT以及一些变通形式:BTO,DBFO,BLT,TOT,FBOOT,DBOM,DBOT,PPP,BT,TBT,BOOST,ROT,POT,OT,BROT,ROO,BRT,ROMT,SLT,MOT等,虽然提法和具体操作存在一些差异,但结构与BOT并没有实质差别,所以通常将上述所有方式统称为BOT。国际BOT水电项目是一项系统工程,不但工程量巨大、技术标准高,还关系到东道国政治、经济、法律法规、货币政策、国际关系、行业标准与规范、迥异的自然与社会环境、进出口、劳务等等方方面面的诸多因素,因此其高风险性已为业内人士所认同。作为投资人,如何有效规避项目风险,加强风险防范意识,最终获得较好的投资收益,是其关注的焦点问题。文章将以某涉外BOT水电项目(以下简称“T项目”)为研究项目,运用故障树技术对其进行风险控制问题的展开研究。1t项目风险识别1.1项目风险识别笔者在进行了大量资料调研后,结合项目自身特点,将项目的风险进行了三维分解(见图1)。并在风险的初步识别时以时间维作为划分标准对项目进行了首步风险单元划分,在对风险单元内进行风险识别时,采用将因素维与目标维结合的方法,对项目进行风险的初步识别。同时,通过运用专家打分法得出了项目的风险识别结果,T项目风险模型关系,详见图2。此外,由于本文主要讨论的是开发方的风险分析与研究,而BOT项目在立项阶段的风险主要由东道国政府承担,因此下述有关风险内容除特别声明外将不对立项阶段的项目风险展开讨论。1.2加大菌株风险因素分析和案例搜集力度为更加准确地识别T项目在执行过程中可能遇到的风险因素,笔者广泛搜集了BOT项目特别是水电项目的案例。并对项目在执行过程中所出现的各种风险因素进行了统计分析。由于BOT项目风险分布较为广泛,案例更是不胜枚举,因此为更为准确地进行风险因素识别,分两大层面进行了案例搜集,分别是:(1)类似BOT水电项目(1～51)——均为水电BOT项目,且国别与本项目东道国临近;(2)全球典型BOT项目(52～66)——作为第1层面案例的补充,选取的案例大多处于运营期后段,有的甚至已经转入移交期,从项目周期上对第1层面的案例进行补充。此外,BOT项目中并不多见完全失败、或是完全成功的例子,主要是比较失败或比较成功的案例。在进行案例搜集和风险因素识别时,力求突出主要风险因素,对于非主要原因在文中没有列举。数据分析统计直方图参见图3。从图3中可以看到,历史资料统计法分析结果为:应对自然环境风险、市场和收益风险、政治风险以及经济风险重点加以分析和控制。由于BOT水电项目历史资料的搜集范围具有一定的局限性,为进一步验证并修订历史资料统计分析法的识别结果,笔者又采用专家调查法对T项目的风险因素进行了补充印证识别。综合校验结果为:T项目开发过程面临的众多潜在风险中,市场和收益风险发生的可能性和发生的危害程度都比较大,因此应引起开发方的高度重视,需要特别关注。2t项目风险分析2.1市场和收益风险故障树根据故障树绘制的基本思路及原则,绘制出的T项目市场和收益风险故障树如图4所示,该故障树共包括:21个中间事件、40个基本事件、1个省略事件、19个逻辑或门和3个逻辑与门,详见表1,2。2.2市场风险风险树的定性分析首先对所建立的市场和收益风险故障树进行定性分析,包括3部分内容,分别为:故障树的最小割集分析、最小径集分析和结构重要度分析。(1)最小割集,待配点第5本应用“行列法”对最小割集求解,通过对图4所绘故障树结构分析及其布尔代数运算,求得故障树的最小割集。对最小割集求解结果的分析表明:本故障树共有81个最小割集,说明造成顶上事件发生的事故模式有81种,在这81条途径中有15条途径是单底事件,61条途径是2个底事件同时发生才会引起,5条途径是3个底事件同时发生才会引起,因此顶上事件发生的危险性较大。(2)顶系统故障稳定性分析求解故障树的最小径集采用了求对偶树最小割集的方法,通过利用对偶系统的性质对最小径集进行求解,得出最小径集。本故障树的最小径集可以看出,共有6个,这说明顶上事件不发生的途径共有6条,可以拟定6种处理方案来保证顶上事件不发生。从上述6个最小径集中可以看出,基本事件最少的是第2径集P2,仅包含22个基本事件,所以应视为控制顶上事件的优先考虑途径。(3)中间事件结合底事件的风险此故障树由40个底事件构成,通过分析底事件结构重要度,以找出在系统中所处地位较重要的底事件。通过对底事件结构重要度分布结果的分析,可以得出底事件X25,X26,X27的结构重要度值相等,且最大,因此这些底事件在系统中所处的地位最重要,对顶上事件发生的影响也最大;底事件X24,X28的结构重要度较大,这些底事件在系统中所处的地位也比较重要,对顶上事件发生的影响也较大。其中X25,X26,X27与X24,X28在故障树中所处的位置是中间事件M17以“或门”连接的底事件。这说明在项目执行过程中,对M17这个环节要加强风险预警与管理,最大程度规避风险的发生。底事件X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X31,X32,X33,X34,X35,X36,X37,X38,X39,X40的结构重要度值相等且最小,说明这些底事件在系统中所处的地位对顶上事件的影响最小,其中X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10都是中间事件M1的“或门”底事件;而X31,X32,X33,X34,X35,X36,X37,X38,X39、X40都是中间事件M4的“或门”底事件。这说明在项目执行过程中,对中间事件M1与M4,特别是上述20个底事件也要做好风险预警与管理工作,以实现这些底事件从所处的地位方面对顶上事件的影响最小。2.3市场与收入风险的风险分类(1)出底事件发生的概率基于所收集的案例来估算各底事件发生的概率,首先将案例中出现的市场和收益风险分解到底事件层次上,然后进行统计,由此计算出底事件发生的概率。根据计算结果可以得出:在这40个底事件中,发生的概率较大的是PX26=0.1124,PX25=0.1085,最小的是PX1=PX2=PX5=PX6=PX7=PX11=PX12=PX13=PX23=PX30=PX31=PX33=0.0013。(2)各层之间事件的概率应用“上行法”对故障树顶上事件发生的概率进行计算,顶上事件发生的概率是:P(T)=0.262。对中间事件及顶上事件概率的计算结果可以得出,对顶上事件影响最大的第1层中间事件是M4(“源材料供应和价格变化风险”发生概率为0.1249)、M3(“项目收益下降”发生概率为0.0721),对M4影响最大的第2层中间事件是M21(“源材料价格发生变化”发生概率为0.1248),对M21影响最大的底事件是X36。而对M3影响最大的第2层中间事件是M10(“电费收益降低”发生概率为0.2200),对M10影响最大的是第3层中间事件M15(“经济风险导致电费收益降低”发生概率为0.1573),对M15影响最大的底事件是X19。因此,要特别注意以“或门”连接的,同时发生概率比较高的事件,对底事件X36(基础材料涨价导致源材料涨价)、X19(汇率风险导致电费收益下降)发生的概率进行控制,也可以降低顶上事件发生的概率。(3)底事件以“或门”与顶事件连接时,各有其分根据底事件的概率重要度的分析结果不难得出,底事件X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X36,X37,X38,X39以及X40的概率重要度相等并且最大,当上述13个底事件发生时对顶上事件的影响最大;同时这些底事件均是以“或门”与顶上事件连接,其底事件发生概率的变化,对顶上事件的影响很大,因此在项目执行过程中应对上述环节认真做好风险预警,以确保顶上事件发生的可能性最小。其次底事件X1的概率重要度也较大,同时该事件也是以“或门”与顶上事件连接,因此对这个底事件也要认真关注,做好风险防范措施。而对于“与门”连接的底事件却恰恰相反,底事件的概率越高,其概率重要度却越低,因此对于发生概率最小的“与门”连接底事件上应重点关注,可以有效防止顶上事件的发生。(4)底事件概率降低通过对底事件的危险重要度计算结果的分析,可以得出X36,X19,X20,X26,X25,X27,X40等底事件的危险重要度较大,这类底事件概率的变化,对顶上事件发生的影响很大,这说明此类底事件较易改善,容易降低发生概率。此外,以“或门”连接的底事件之间,底事件的概率越高,其危险重要度也越高,因此应将风险控制的重点落在最易发生的底事件上,以有效降低其发生概率。首先降低底事件X36,X19,X20,X26,X25,X27,X40的发生概率,就可以使顶上事件发生T0的发生概率大大降低。其次是降低底事件X37,X38,X8,X9,X39,X24,X17,X18等的发生概率,可以改善系统的稳定性。2.4对顶事件的重点关注,控制最大的概率笔者参考《可靠性实用指南》一书中对底事件3个重要度的排序方法,采用平均值法对底事件进行综合分析。通过对底事件的重要度排序,可以得到如下几点结论:(1)根据底事件的重要度综合排序结果可以得出对顶上事件影响最大的底事件依次是:X19,X20,X26,X25,X27,X36,X17,X40,X18,X8,X37,X38,X16,X24,即底事件X19(汇率风险导致电费收益下降)的重要度最大,X19对顶上事件的影响最大,在项目实施过程中应重点对这个环节认真做好防范。其次X20(通货膨胀导致电费收益下降)、底事件X26(管理成本)、X25(运营成本)、X27(施工成本)、X36(基础材料涨价导致原材料涨价)的重要度也比较大,对这些事件要进行重点监控,采取必要的措施来降低其发生的概率。对底事件X17(经济原因导致支付困难)、X40(原材料自身调价)、X18(违约导致支付困难)、X8(目标购电国经济危机导致购电量减少)、X37(通货膨胀导致原材料涨价)、X38(汇率风险导致原材料涨价)、X16(电费收取困难)、X24(水文风险导致项目成本增加)的重要度虽然不是很高,但是对顶上事件的发生也有较大的影响,因此也要认真关注,制定相应的控制措施,有效降低其发生的概率。(2)此外对于“与门”连接的底事件之间,应将控制重点放在发生概率最小的那个事件上,这样能够有效改善系统可靠性方案的实施。以“或门”连接的底事件之间,应将控制重点放在发生概率最大的那个事件上,以降低顶上事件的发生概率。(3)在项目实施工程中要确保M10和M17,X14和X15,M19和M20它们之间的“与门”关系,对顶上事件的贡献要相互牵制。3杜绝引发风险的基本事件发生对于国际水电项目而言,制定风险控制措施的基本原则是:(1)制定控制措施,从根本上杜绝引发风险的基本事件的发生;(2)通过制定措施,当引发风险的基本事件发生时,可有效减灭该风险对项目造成的不利影响;(3)制定风险控制措施,作为项目风险应急预案,当引发风险的基本事件发生时,可有效降低该风险对项目造成的不利影