基于WBS-RBS與AHP法的葠窩水庫除險加固工程項目風險研究

劉歡

（遼寧省水資源管理集團有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

據(jù)統(tǒng)計，目前我國50%以上大中型水庫、75%以上的小型水庫于20 世紀50—70 年代建成，存在設計不盡合理、建設標準較低、管理制度不完善、施工質量控制難等原因，急需對病險水庫實施除險加固[1，2]。葠窩水庫除險加固工程是“十三五”期間遼寧省大型工程，葠窩水庫通過除險加固恢復攔洪蓄洪、工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉等功能，為遼陽市人民生命財產(chǎn)安全提供有力保證。WBS-RBS 法是風險研究的常用方法，已被廣泛應用于各類工程的風險研究中，如港珠澳大橋[3]、鄭州新鄭國際機場[4]等。AHP 法是風險評價的有效方法，廣泛應用于醫(yī)療、工程、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)[5-9]。本文從系統(tǒng)思維出發(fā)，將WBS-RBS，AHP 及風險管理理論相結合，建立葠窩水庫的風險評價模型，可為大型混凝土重力壩水庫除險加固工程的風險管理提供技術支撐。

1 工程概況

葠窩水庫位于遼寧省遼陽市以東約40 km 處的太子河干流上，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、工業(yè)用水，并結合供水進行發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。水庫控制流域面積為6 175 km2，原設計100年一遇洪水設計，設計洪水位為101.8 m，1 000 年一遇校核洪水位為102.0 m，水庫總庫容為7.91 億m3，汛限水位為77.8 m，大壩為2 級建筑物[10，11]。

此次除險加固主要內(nèi)容：擋水壩段、溢流壩段、電站壩段仍保持原有布置和功能不變；擋水壩段在79.0 m 高程以上（電站壩段80.5 m 高程以上）采用瀝青混凝土面板進行防滲，厚度為0.2 m，瀝青混凝土面板外掛預制混凝土掛板；上游壩面79.0 m 高程至壩前淤泥以上范圍內(nèi)的縫寬大于0.5 mm 的裂縫采用水下處理工藝處理；大壩下游面澆筑1.5 m 厚混凝土壩面；溢流單孔寬度從原來的12.0 m 縮至10.0 m，溢流壩段上游79.0 m 高程以上加厚1.0 m，堰面加厚1.0～4.2 m。

2 WBS-RBS 風險識別

風險識別過程中，常用的方法有Delphi（專家調查法）、頭腦風暴法、風險核對表法、SWOT 分析法、WBS-RBS（工作-風險分解法）、敏感性分析法、現(xiàn)場調研考核法和故障樹分析法等[12，13]。根據(jù)葠窩水庫除險加固工程項目特點及需要，采用WBS-RBS 開展風險識別工作。

2.1 步驟

WBS-RBS 首先需要把項目的工作和風險逐一分解，然后再分別構建工作結構樹和風險結構樹，具體步驟：1）明確風險識別的對象、目標，確定識別范圍；2）建立工作結構分解WBS，依照工作流程、結構逐層分解成工作包，見圖1；3）建立風險結構分解RBS，見圖2；4）構建WBS-RBS 矩陣；5）判斷風險是否存在。

圖1 WBS 工作結構分解

圖2 RBS 風險結構分解

2.2 風險識別

通過風險研究，并結合工程實地調研，組織施工單位項目部各部門負責人及領導層人員對葠窩水庫除險加固工程項目的工作內(nèi)容逐級分解，形成項目工作分解結構WBS；依據(jù)風險管理計劃、項目目標控制、施工組織設計、設計圖紙等，對草侵窩水庫除險加固工程項目風險結構進行分解，形成項目風險分解結構RBS；構建形成葠窩水庫除險加固工程項目WBS-RBS 風險識別矩陣，由施工單位項目部相關管理人員和技術專家對矩陣風險因素開展判斷，得到初步的風險識別清單；組織葠窩水庫除險加固工程項目各參建方專家，運用Delphi 法對風險識別清單再判斷，增減、修改、完善項目風險因素，得到最終清單，見表1。

表1 葠窩水庫除險加固工程項目風險（目標層）清單

3 AHP 風險評價

項目風險評價是對識別出來的風險項進行定性定量的分析，評估風險發(fā)生的概率和對項目的影響程度，并進行等級排序。主要方法有專家打分法、決策樹法、層次分析法（AHP）、模糊綜合評價法、故障樹法、隨機模擬法、概率樹分析法、GERT和PERT法等。此次評價采用層次分析法（AHP）。

3.1 步驟

AHP 是分析多目標、多層次、多準則風險管理的有效方法，其主要步驟如下。

1）建立層次結構模型

層次結構模型由目標層(A)、準則層(B)和指標層（評價數(shù)值）構成。本文采用最終工作分解結構層次作為層次機構的基礎模型。

2）構造判斷矩陣

層次分析法采用1-9 的比例標度及其倒數(shù)對每一層因素給出相對重要性判斷，建立判斷矩陣C，i(j)=1，2，3，……，n。

矩陣中，Ak是層次分析構建矩陣中的目標層；Bi是構建矩陣中的準則層縱向指標；Bj構建矩陣中的準則層橫向指標；Bij是對于Ak而言的Bi（縱向）對Bj（橫向）的相對重要性的數(shù)值表示，通常取為1，3，5，7，9 這5 個數(shù)值。Bij=1，表示Bi和Bj一樣重要；Bij=3，表示Bi比Bj稍微重要；Bij=5，表示Bi比Bj明顯重要；Bij=7，表示Bi比Bj強烈重要；Bij=9，表示Bi比Bj極端重要。顯然，任何判斷矩陣都滿足：

3）層次單排序

層次單排序可以歸結為計算判斷矩陣C的特征根和特征向量（歸一化處理），其計算公式：

式中：W為C的特征向量；λmax為C的最大特征根；為對應λmax的正規(guī)化特征向量。

為了簡化計算，采用和積法將判斷矩陣歸一化：

式中：為判斷矩陣歸一化后的數(shù)值；bij為判斷矩陣中第i行j列的評價數(shù)值；bkj為第j列的各評價數(shù)值。

每一列歸一化后的判斷矩陣按行相加：

對向量歸一化：

判斷矩陣的最大特征向量λmax：

為了驗證判斷矩陣是否存在嚴重的異質性問題，需進行檢驗一致性，計算一致性指標CI和一致性比例CR，其計算公式：

式中：RI為平均隨機一致性指標，1-9 階矩陣的平均隨機一致性指標取值見表2。

表2 1-9 階矩陣平均隨機一致性指標

當判斷矩陣具有完全一致性時，CI=0。當RI＜0.1 時，認為判斷矩陣具有一致性，否則就需要對判斷矩陣進行調整。

4）層次總排序

根據(jù)同一層次中的所有單排序結果，可以計算針對上一層次而言的本層次所有因素的重要性權值ai，即層次總排序。重要性權值ai可按專家打分法中的中位數(shù)確定。假設上一層次所有因素A1，A2，……，Ai，……，Am的總排序已完成，權值分別為a1，a2，……，ai，……，am，則與ai對應的本層次因素B1，B2，……，Bj，……Bn的單排序結果為，……，，……，。若Bj與Ai無關，則=0。B層次總排序見表3，其中，

表3 B 層次總排序

5）一致性檢驗

為了評價層次總排序的計算結果的一致性，需按單排序依次計算檢驗量，計算公式：

式中：CIi為與Ai對應的B層次中判斷矩陣的一致性指標；RIi為與Ai對應的B層次中判斷矩陣的平均隨機一致性指標。

將上述結果代入公式（8）計算出CR來判斷是否滿足要求。

3.2 風險識別

根據(jù)WBS-RBS 識別出的風險清單，構建層次分析的目標層、準則層、指標層，再邀請專家按層次分析理論進行重要性數(shù)值打分，并取打分結果的中位數(shù)，然后計算各因素指標結果，再通過一致性檢驗，最終得出風險評價權重表，見表4。

表4 單項指標權重值

對表4 中的總排序進行一致性檢驗，計算得：CI=0.08，RI=1.18，CR=0.07＜0.1，滿足要求。

3.3 結果分析

由表4可以看出，5個一級指標中B5和B4對項目風險影響較大，總占比達到了77%；B3對項目風險有一定影響；B1和B2對項目風險影響非常小，總占比只有10%。由此可見，施工單位的管理能力和技術實力是該項目能否完成預期目標控制的關鍵。24個二級指標中，前5 排名為C24，C12，C19，C20，C14，占總比的49%，在施工階段應給予重點關注。

4 結語

本文運用WBS-RBS 與AHP 法對葠窩水庫除險加固工程項目開展風險識別與評價，研究表明施工組織設計不合理對項目影響最大，施工組織設計是工程類項目施工的“大腦”，以施工組織設計為核心，才能高效開展工程施工建設，確保項目目標完成；勘察設計是項目的可行性研究、初設報告及施工圖設計的基礎，“基礎不牢，地動山搖”，避免勘察設計出現(xiàn)偏差，方能從項目立項的“根”上規(guī)避風險；項目管理人員的能力、現(xiàn)場人員的責任心也對項目具有較大影響，管理者作為指揮層的“帥”，需要全方位運籌帷幄項目的建設進展，現(xiàn)場施工人員則為實操層的“卒”，需要全方位執(zhí)行管理者的決策，保證齊心協(xié)力，實現(xiàn)工程的順利建設；施工單位開展工程施工最終目的是為企業(yè)生存取得經(jīng)濟收益，而收益很大程度依賴于成本的有效管理，因此，成本管理也不容忽視。