长安大学经管学院 分类号:U49; F5 10710-2014523012
基于模糊层次分析法对平赞高速公路工程 风险分析的研究
摘要
本文针对山区高速公路工程项目可能出现的风 险因素进行研究，共分五章。
首先介绍高速公路工程风险的定义和特征，及 其评估方法。
接着详细介绍了层次分析法和模糊层次分析法 的原理、定义、计算及优点。
高速公路工程风险分析和评估仍处在学习和提 高阶段，并随效益突显而日臻完善。
1.3.1研究的主要内容
风险评估的定义、分类、方法等 研究层次分析法的原理、计算过程，并且在平
赞高速公路中进行计算和分析。 研究模糊层次分析法的优点，原理，计算过程，
并在平赞高速公路中进行运用。 针对平赞高速公路工程风险评估的结果，提出
C涉及政府多个部门，投资大，从规划到运营周 期长。
D 因此要对工程中可能出现的各种风险因素进 行权重分析，以便找出最不利的因素，提前采 取相应措施，避免或减少损失，保证工程的顺 利实施。
国外研究现状
1994年尼日利亚开始在其国内的高速公路建设 项目中使用风险分析方法
2011年Matthew Hallowell对美国高速公路工程 中的风险因素运用模糊层次分析法进一步研究 并整理，将各种因素逐渐量化进行计算。
用以上方法对平赞高速各种风险进行了评估、 计算和分析。
针对各种类型风险，提出了不同的应对措施。
第一章 绪论 1 研究的背景和意义 2 国内外的研究现状 3研究的内容和方法
1.1 研究的背景和意义
A平赞高速公路是太行山高速公路的中间一段， 北接西柏坡高速，沿太行山东麓向南至邢台界。
B沿线涉及五个县区，22个乡镇，85个村，地域 广泛，地质复杂，山高坡陡，交通闭塞。
风险评估是对事件发生之前可能会发生的各种 风险因素进行测评，量化风险因素可能会带来 的损失。
步骤：风险识别
风险分析
应对措施
2.2.2 风险因素的特点
客观存在性、风险多变性 风险多样性、风险相对性 风险相关性、风险无形性
2.4 山区高速公路工程风险评估的步骤
确定高速公路工程 风险因素的识别 进行风险因素评估 提出各项应对措施 过程风险监督检查
A B1 B2 B3 B4 B5 T
B1 B2 B3 B4 B5
进行两两比较，以便得出哪个因素的风险更 大，这些值用 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9来表示， 具体取值参考表3.5。
3.5 .1模糊层次分析法的标度值定义
标度值
含义
0.5
w w
4 n
w w
5 n
w6
w
n
1
w 1 w 2 w 3 w 4 w 5 w 6
,
3.4.3 建立A的判断矩阵
B1 B1 B1 B1 B1
B1
A
B2
B3
B1 B1
B4
B1
B5
B1
B2 B2
B2 B3
B2 B4
B2 B5
B2
B3 B2
B3 B3
B3 B4
B3 B5
B3
B4 B2
WA 0.6802 ,0.5214 ,0.2001,0.3997 ,0.2562 T
经验证，满足一致性要求，也就是求得的特征向 量值WA有效
建立B1外界环境的判断矩阵
C1
C1
C1
C1
C1 C2 C3 C4 1 2 4 5
B1
C2 C3
C1 C1
C4
C2 C2
C3 C2
C4
C2 C3
C3 C3
围 2.6 山区高速公路项目的主要风险因素分析
2.1 山区高速公路工程特点
1 工程环境复
杂
2 人员管理
困难
3 安全隐患多
2.2. 1山区高速公路项目风险的定义
山区高速公路工程项目风险： 高速公路工程从初期规划到后期运营维
护整个过程中，可能会出现的情况，导致损失 或者产生一些影响和后果。
2.2 风险评估
• 模型的设计
模型设计
• 专家咨询，得到程度值。
专家咨询
矩阵建立，计 • 矩阵的建立，计算和分析 算分析 • 形成分析报告 形成分析报告
3.2 平赞高速公路简介
7.19洪灾
3.3.3 风险评估方法的选择
风险评估有多种方法：
专家调查法、 层次分析法、
CIM法、
蒙特卡洛模拟法等。
本文采用专家评估法。
C4
C2 C3 C4
C4 C4
1 2 1 4
1 5
1
1 3 1 4
3 1 1 3
4 3 1
C1
C2
C3
C4
使用MATLAB，eig（B1）得出λ值，找出λmax值是：4.1145，其对应的特征向量为:
W1 0.8191,0.5098 ,0.2346 ,0.1186 T 查表3.4：
及效 目益 标风 定险 位
C16 C17 C18 C19 产土移社 业地民会 及利搬影 经用迁响 济风风风 安险险险 全 风 险
方案层
3.4.1风险影响程度值
程度值
风险因素的影响程度说明
1 工程受风险因素影响极小
2 工程受风险因素影响非常小
3 工程受风险因素影响小
4 工程受风险因素影响较小
5 工程受风险因素影响一般
工程结束否？
N
Y
高速投入使用
2.5 山区高速公路风险因素考虑范围
区域经济及宏观经济的风险 外界环境方面考虑的风险 周围资源及环境风险
工程地质风险
2.6 山区高速公路工程项目主要风险因素分析
聘请专家论证，根据专业知识和实践经验得出 的风险因素主要有以下：
1 市场变化 2工程地质 3 周围资源及自然环境 4 区域及宏观经济 5 技术人员指挥错误 6施工人员违章操作 7材料供应断货 8材料价格突发上涨 9 材料型号供应错误 10 设备安装调试故障 11 运行突发故障 12 技术风险…….. 共计19项
层次分析法的结果
通过层次分析法,对风险因素建立矩阵并 计算得出各个方面风险因素符合一致性 要求,并求出了各个矩阵的权重值矩阵,说 明最主要的风险是: 人员组织管理风险 战略规划及项目定位风险
3.5.1 建立（模3.16）糊判断矩阵
根据图3.2的风险因素的结构图，和表 3.3定义的模糊层次分析法的标度值建立 模糊判断矩阵：
国外在许多大型项目中得到了非常广泛的运用， 并且取得了很好的效果。
国内研究现状
2009年孔德胜发表了《公路工程施工阶段的风 险管理探究》后，逐渐开始有人深入研究层次 分析法的运用。
2011年周建昆发表了《云南省高速公路工程风 险评价与管理》用层次分析法，对南山高速的 风险做了计算和评价，并提出了应对措施。之 后，不断有人进行深入研究和实际运用。
的相对重要性比值为aji=1/aij
3.4.2 建立风险矩阵
根据上述风险因素结构图，得出风险因素矩阵
A B1 B2 B3 B4 B5 T
1 a12 a13 a14 a21 1 a23 a24
A aa3411
a32 a42
1 a43
a34 1
aa5611
a52 a62
a53 a63
a54 a64
路桥专业专家9人 社会学专家1人
经济学方面专家5人 项目管理方面专家5人
（问卷调查的方法独立完成、统一程度值。后 附表格）
3.4风险因素的判断矩阵模型
平赞高速公路项目风险分析A
项目层
B1
B2
外
施
界
工
环
人
境
员
B3
施
B4
施
B5 产
工
材 料 及
工
生
方
的
法
影
方
响
机
案
械
标准层
C1 C2 C3 C4 市工周区
五个风险因素判断矩阵特征向量计算结果
同样适用MATLAB软件计算出其他对应的特征向量：
WW11 0.8191,0.5098 ,0.2346 ,0.1186 T W22 0.9161,0.3715 ,0.1506 T WW1 0.1728 ,0.2338 ,0.6476 ,0.4262 ,0.5590 T
矩阵阶数 3
4
56
7
8 9 10 11 12
0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54
得到R·I=0.90，代入公式
C
R
max n
n 1R I
得到
C
R
max n
n 1R I
4.1615 4
4 10.9
0.0598
0.1
说明判断矩阵满足一致性要求，也就是 求得的特征向量W1有效。
B1的权重值是[0.4869,0.3031,0.1395,0.0705]T
B2的权重值是[0.6370,0.2583,0.1047]T
B3的权重值是[0.0873,0.1143,0.3167,0.2048,0.2734]T
B4的权重值是[0.1571,0.5936,0.2493]T
B5的权重值是[0.1216,0.0866,0.5544,0.2374]T
场程围域
及地资及
投质源宏
资
及观
风
自经
险
然济
环影
境响
C5 C6 C7 人技施 员术工 组人人 织员员 管指违 理挥章 风错操 险误作
C8 C9 C10 C11 C12 材材材设运 料料料备行 供价型安突 应格号装发 断突供调故 货发应试障 风上错故风 险涨误障险