地铁工程的风险评估

摘要地铁工程同一般建设项目相比,受不可预见的水文地质条件、社会环境、施工技术的可靠度、经济发展的程度等多方面因素的影响较重;就必然使地铁工程成为高风险的工程建设项目,然而目前对其风险评估工作还停留在简单的定性和定量的评估水平上。为此,在研究系统论的基础上,从动态系统风险评估的观点出发,运用动态控制的原理,着重研究适合于地铁工程风险评估体系的理论框架,及建立理论框架时应考虑的诸多问题;同时对动态系统风险评估、评价因素可靠性分析技术、各种风险评估方法及评估技术的运用做了简要论述。该框架体系不仅适用于地铁工程的风险评估,同样适用于其他复杂的工程系统的风险评估评价。

关键词地铁工程;风险评估;体系框架;动态系统;可靠性

中图分类号U231.3文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0084-02

0引言

随着城市化发展的不断加快,城市人口的不断增长,使得城市用地及地面交通越来越紧张,故现在需不断的开发与建设地铁来缓解或解决城市交通拥挤的问题。以南京为例,南京地铁项目于1984年开始规划并启动,其中共酝酿了长达15年时间之久,南京轨道交通线网规划共17条线,其中3条为轻轨,14条为地铁,总里程约为611公里,车站总数332座,在4388平方公里都市区中,线网密度将达0.144公里/平方公里,预计于2050年前完成,其中2010年5月28日以开通85公里的轨道交通线路,车站57座,车辆80列,网络雏形初现。地铁工程因周期长、投资大、施工技术复杂、建设速度慢、不可预见风险较多、与社会环境间的相互影响大、与地质环境的相互作用机理复杂等多方面的因素,使得与一般建设项目相比其受施工技术的可靠度、社会环境、经济发展的程度、不可预见的水文地质条件等多方面的影响较大。众多的因素使得地铁工程成为一种高风险的工程项目。

风险评估不仅是对事故的发生概率进行评估,还可以追溯与分析可能导致事故发生的因素,并计算与分析事故可能造成的后果和影响。同时还可对其数字化以便更明确、详细的了解整个地铁工程的运行情况,从而降低其事故发生率故笔者认为对地铁工程进行风险评估是十分重要的。建立地铁风险评估体系的目的主要是根据相应数据分析来对风险进行事前预报,其涉及的主要内容包含预报工程问题中可能出现的风险、分析导致风险出现的各种潜在因素、讨论某种改变对工程的经济性与安全性的影响、判断分析对象是否满足要求的风险准则及对工程风险的监控监测和管理五大方面。因对地铁工程给予风险评估不仅能带来巨大的经济效益,还可带来巨大的安全效益,故本文通过地铁工程的立项、规划、设计、施工到运营等各个阶段特点和系统论的基础上给予研究,并以动态系统风险评估的观点、运用动态控制的原理来研究适合地铁工程风险评估体系的理论框架和建立理论框架时需考虑的诸多问题。同时本文对地铁工程动态系统风险评估过程中的评价因素可靠性分析技术、各种风险评估方法及评估技术做了简要论述。

1风险评估的现状

风险评估最早源于20世纪30年代的美国,于50年代则制定了轨道交通的相应安全标准。随着我国经济的不断发展,在80年代中期风险评估在国内一些大型土木工程项目中也得到了相应的运用。近年来随着我国地铁工程的不断运用使得地铁工程风险分析的文献受到极大的关注,但目前我国对地铁工程的风险评估目前还停留在简单的定量与定性评估水平上。因目前国内外尚无针对性的地铁项目工程的风险评估体系与模型,故大部分的问题如工程项目的决策风险、设计风险、投资风险、施工风险及运营风险的评估等多方面问题的研究,还处于初步研究或未研究的阶段。而现行的风险评估理论与风险评估技术则主要集中在基于不确定性理论、模糊数学、概率及数理统计、决策理论等多种理论的定量分析、定性分析或定量分析与定性分析相结合的方法等。

2地铁工程风险评估的建设

由于地铁工程项目所涉及的风险因素较多,使得在对地铁工程项目进行全面系统的风险评估的难度增大。成本、安全质量及进度是使地铁工程产生风险的主要变数,对影响地铁工程的风险因素不能良好认识及预先采取有针对性的工程措施则给予使得地铁工程出现风险,从而造成严重的后果。对设计方案及施工方案的选择时需确保其的可实施性、科学性,从而减少地铁工程的风险。总之,需根据其实际情况,防患于未然,以便使风险所造成的损失降低到最低的限度。

2.1地铁工程风险因素的分类与关系

结合地铁工程的特点,将地铁工程项目的风险因素按工程的进展过程大致可以分为以下几类:立项决策的风险、投资的风险、设计的风险、施工的风险、运营的风险、环境的风险及社会的风险。而以上各个种类的风险因素均有相互制约与影响,只不过在不同的阶段与时期其影响的方式与大小则均不相同。

1)立项决策、投资、设计的风险影响因素及来源主要包含线路方案、路网规划、环境调查和评估、其他专业工程方案、客流预测、工期测算、工程规模、投资估算、融资方案、经济效益分析、设计咨询单位的设计能力与技术水平及服务意识、个人经验和能力的局限、业主的决策的能力和水平、工程所在地的社会经济状况和经济能力、政府和社会的参与程度、国家的宏观经济政策、不可预见因素等。

2)施工风险的影响因素及来源主要包括线路方案、环境调查、其他专业工程方案、投资估算、工期测算、设计咨询单位的技术水平和设计能力及服务意识、政府和社会的参与程度、业主的决策的能力和水平、工程所在地的社会经济状况和经济能力、施工组织方案、国家的宏观经济政策、辅助工程结构方案、设备系统方案、自然灾害、施工中的不可预见因素、施工中的超前预报等。

3)运营风险的影响因素及来源主要包括路网规划、运营企业的体制、线路方案、组织机构设置、运营企业的服务水平、运营管理水平、应急措施、财务管理、运营方案、资源的开发、各个专业工程方案的协调和配合、客流预测、融资方案、工程规模、经济效益分析、设计咨询单位的设计能力和技术水平及服务意识、、政府和社会的参与程度、业主的决策能力和管理水平工程所在地的社会经济状况和经济能力、国家的宏观经济政策等。

4)环境风险的影响因素及来源主要包括路网规划、线路方案、各个专业工程方案、工程规模、环境评估、客流预测、由环境风险产生的经济分析、设计咨询单位的设计能力与技术水平及服务意识、业主的决策的能力和管理水平、工程所在地的社会经济状况与经济能力、政府和社会的参与程度、国家的宏观经济政策等。

5)社会风险的影响因素及来源主要包括路网规划、环境评估、线路方案、客流预测、工程规模、融资方案、经济效益分析、业主的决策的能力与管理水平、设计咨询单位的设计能力与技术水平及服务意识、政府与社会的参与程度、工程所在地的社会经济状况与经济能力、工程所在地的社会文化素养、国家的宏观经济政策等。

6)所有调查、勘察和设计等方面资料的代表性、可靠性、一致性、可评价性等方面本身就是风险因素,该部分风险因素是隐含在每一个风险因素中的风险因素,同时也是不容忽视的和应予以重点考虑的风险因素,而且这些因素对整个风险评估系统的准确性和可靠性的影响是巨大的。

2.2对建立地铁工程风险评估体系的考虑

地铁工程一般要经历预可研、可研、施工图设计、工程施工、工程运营及工程运营期结束后的报废处理等几个阶段。各个阶段之间的风险因素又存在着相互作用及相互影响,故地铁工程的风险评估的研究也应针对其风险特点进行研究和探讨。首先,从总体上进行全面系统的整体性框架的研究。其次,运用先拆分后整合的方法即先对各个阶段的风险因素进行全面系统的研究。再次,考虑各阶段风险因素之间的相互影响和相互作用进行整个系统的整合。最后,完成整个风险评估系统的建立。

2.3地铁工程风险评估体系的构成

1)风险选择、组合和叠加主要是进行风险因素的选择、排序、组合、叠加、弱化及对要进行评估评价的风险因素本身的预评估评价和筛选。

2)风险评估系统其主要内容包含预可研阶段风险评估评价、可研阶段风险评估评价、施工图设计阶段风险评估评价、工程施工阶段风险评估评价、工程运营阶段风险评估评价及工程运营期结束后的报废处理阶段风险评估评价。风险评估主要是对各阶段风险因素的遴选、分析、选择、评估评价,各阶段内的各种风险评估评价模型和评估评价数据体系的建立、修正、对比、分析和计算,以及各种风险因素在不同阶段的相互影响大小的评估评价等。

3)专家咨询评估评价主要由专家评估评价、专家经验数据库、专家经验数据库支持系统构成。其主要功能包含专家经验数据库的建立、累加、修改,对评估评价数据进行随时的对比、分析、监测、评估评价,对专家评估评价模型的修改、修正等。

4)评估评价决策咨询主要由风险评估评价准则、评估评价模型的对比分析和监测、已建工程经验数据库、已建工程经验数据库支持、工程技术标准、规范和评估评价、社会和经济评估评价、环境评估评价构成。评估评价决策咨询主要功能包括已建工程的经验数据库的建立、累加、修改,对评估评价数据进行随时的对比、分析、监测、评估评价,对进行评估评价的风险因素进行工程技术、社会、环境和经济性评估评价等。

5)地铁工程项目综合风险评估评价主要内容包括对各单个的风险因素的综合风险评估评价系统、综合风险的分析系统、风险发生概率高的风险的评估评价及甄别。其主要功能包括;对各种风险因素的风险特性进行甄别和鉴定,对各种风险进行综合分析、对比和评价,并形成工程项目的综合风险评估评价结果。

6)地铁工程项目综合风险评估评价的后评估评价与校验其主要功能是对综合风险的评估评价结果运用综合评估评价模型,进行最终的评估评价和综合校验。

7)工程项目综合风险评估评价结果分析输出其主要功能是对综合风险评估评价结果进行分析比对,排列风险因素的优先序及各种风险因素在各个阶段的弱化程度,按照风险因素评估评价结果,提出规避、转移、减轻风险的具体方案和措施。

3地铁工程项目风险评估的评价模式、模型与方法

风险评估评价的模式主要是指风险评估所采用的评估评价的方式,如采用定性评估评价、定量评估评价或采用定性与定量评估评价相结合的评估评价模式。风险评估评价的模型是指在评估评价的过程中,所采用的风险评估评价指标、准则、标准等的综合体,例如,是采用效益型、安全型、成本型等模型,而风险评估的评价的方法主要是旨在评估评价的过程中,所采用的具体的数据采集、处理和计算方法。

3.1总体评估评价模式、模型和方法建立的原则

由于工程在不同时期和不同阶段,风险评估评价的重点是不同的,所以就存在如何选择风险因素进行评估评价的问题。由于风险因素的选择、组合和叠加的不同就存在评估评价中心的不同,所采用的评估评价模式、模型和方法也应随着评估评价中心的变化而不同。

3.2评估评价模式、模型和方法的建立

由于对工程风险评估评价作用和目的的不同,所采用的评估评价模式也就不同。例如,在工程的立项、决策期的风险评估的主要作用是为立项、决策服务和以使整个工程的总体风险降到最低为目的,评估评价的模式主要是以定性和定量评估评价为主;又如,在施工期风险评估的重点就应当转移到工程的施工安全、质量、经济性和工期等指标上,此时的风险评估评价模式就应当是以定量化的评估评价为主。

当评估评价模式确定后,就存在如何确定风险评估评价准则,如何选择风险评估评价的指标和评估评价模型的问题。随着风险评估评价理论、决策理论和模糊数学研究的不断地发展和深入,以及其研究成果在工程中的运用,可采用的风险评估评价模型也越来越多,但目前还不能说哪一种模型是最优模型,也不能说哪种模型最适合于哪一类工程的风险评估评价。因此,有必要对各种评估评价模型进行对比性分析研究,或者综合利用各种评估评价模型进行综合分析和评估评价,这也是一种研究思路,也是下一步要重点进行研究的内容。

关于评估评价的方法,也是多种多样的。由于采用的风险因素及其组合的不同,就有可能导致采用的评估评价方法和评估评价模型的不同。虽然在大规模的系统化的风险评估过程中,包含了许多实用技术和方法,例如,调查法、专家打分法、层次分析法、蒙特卡洛模拟法、数理统计法、HAZOP分析法、FMEA、故障树/事件树分析法、概率风险评估法、FRR法;现正在研究如何将不确定性理论、模糊数学和人工智能神经网络引入到风险评估中的方法等。上述方法在分析的深度、广度上都是不一样的,以及提供的信息量也都不同,因此,合理选用的方法是十分重要的。

4结论

笔者针对地铁工程从立项、决策到运营等各个阶段特点和特殊性,运用风险评估的最新研究成果,从动态系统风险评估的观点出发,结合动态控制的原理,对地铁工程风险评估体系框架评价因素、评价模式、模型及评价方法进行了研讨,有如下的认识和结论:

1)首先提出可将地铁工程风险分为7个大类及其风险的来源。

2)重点研究和提出了适合于地铁工程风险评估体系的理论体系框架及其系统的组成。

3)研究和提出了建立理论框架时应考虑的诸多问题,使此理论框架更加科学合理和具有实用性。

4)对地铁工程动态系统风险评估过程中的评价因素可靠性分析技术和各种风险评估方法及评估技术的运用,笔者认为不可能仅靠一项技术或一种方法来完成地铁工程的风险评估,应对多种评估方法和多种评估技术的科学性进行综合对比分析,最终确定可采用的各种评估方法和评估技术及其组合方法。

5)这些方面的研究为进一步的研究和开发相应的软件系统,提供了实用可行的框架体系和指明了下一步的研究方向。

参考文献

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