基于風(fēng)險(xiǎn)因素與工期相關(guān)性的工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析

1、基于風(fēng)險(xiǎn)因素與工期相關(guān)性的工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析論文導(dǎo)讀:：進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的研究現(xiàn)狀。理論假定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一條關(guān)鍵線路?；陲L(fēng)險(xiǎn)因素與工期相關(guān)性的工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析。論文關(guān)鍵詞：進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)因素量化，PERT，AHP1. 引言大型土木工程工程一般都投資巨大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)復(fù)雜，建設(shè)工期較長(zhǎng)，影響因素繁多，必須進(jìn)行有效的控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。進(jìn)度控制作為進(jìn)度、本錢、質(zhì)量三大目標(biāo)控制之一，一直作為控制的重點(diǎn)而倍受關(guān)注。進(jìn)度失控，工期大幅拖延，將會(huì)影響其他兩大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅可能造成社會(huì)資源的巨大浪費(fèi)，而且工程質(zhì)量也會(huì)受到不同程度的影響。故大型工程的進(jìn)度控制和風(fēng)險(xiǎn)分析非常重要。2. 進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的研究現(xiàn)狀施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，即不能

2、按期完工的可能性及其帶來(lái)的后果。由于大型土木工程進(jìn)度失控而帶來(lái)的損失一般來(lái)說(shuō)都很大，且難以簡(jiǎn)單量化AHP，故目前大多數(shù)研究都集中在工期完工概率上。概率性進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)定義為：在規(guī)定時(shí)段內(nèi)，工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度方案的計(jì)算完工日期超過(guò)規(guī)定完工日期的概率【3】。它的數(shù)學(xué)式表達(dá)為：R=P(TCTP)，其中R表示施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，TC為計(jì)算完工工期，TP為規(guī)定或方案工期。PERT網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)是目前廣為使用的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，它以CPM網(wǎng)絡(luò)方案為根底，假定網(wǎng)絡(luò)上各活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間相互獨(dú)立，是一個(gè)隨機(jī)變量，近似服從分布，當(dāng)給出活動(dòng)時(shí)間的三時(shí)估計(jì)：樂(lè)觀時(shí)間估計(jì)a；悲觀時(shí)間估計(jì)b和最可能時(shí)間估計(jì)m后，可計(jì)算出活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的均值和方

3、差，然后以活動(dòng)均值為根底將PERT網(wǎng)絡(luò)退化為CPM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)間參數(shù)計(jì)算，得到關(guān)鍵路線，再根據(jù)概率論的中心極限定理，認(rèn)為當(dāng)活動(dòng)個(gè)數(shù)足夠多時(shí)，工程工期近似符合正態(tài)分布，進(jìn)而求得完工概率，進(jìn)行工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。PERT理論假定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一條關(guān)鍵線路，且關(guān)鍵線路時(shí)間長(zhǎng)度與非關(guān)鍵線路相比要足夠長(zhǎng)。這點(diǎn)與實(shí)際情況有一定偏差。隨著研究的深入，針對(duì)PERT理論假設(shè)的缺乏，出現(xiàn)了蒙特卡羅仿真(MCM)、最大熵法、灰色系統(tǒng)、關(guān)鍵鏈等理論與網(wǎng)絡(luò)方案結(jié)合求解工期風(fēng)險(xiǎn)的方法，對(duì)原有理論加以改良，收到一定的效果論文參考文獻(xiàn)格式。PERT對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的考慮包含在，確實(shí)定之中AHP，這種籠統(tǒng)的綜合各種風(fēng)險(xiǎn)因素影響并賦給三時(shí)估計(jì)

4、的方法，帶有一定主觀性，并且沒(méi)有具體區(qū)分各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)各工作和總工期造成的影響程度，而對(duì)于具體的每項(xiàng)工作進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)控制來(lái)說(shuō)，管理人員不僅僅要知道工程的完工概率、本工作的關(guān)鍵程度，更需要知道各種風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)本工作的影響程度，有重點(diǎn)的控制風(fēng)險(xiǎn)才能收到事半功倍的效果。故PERT的結(jié)果不能較好地指導(dǎo)施工人員進(jìn)行針對(duì)性的工期風(fēng)險(xiǎn)控制。3. 考慮風(fēng)險(xiǎn)因素與工期相關(guān)性的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法基于以上所述，目前各種主要的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法都沒(méi)有區(qū)分和量化各風(fēng)險(xiǎn)因素的影響水平，而網(wǎng)絡(luò)方案中活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的不確定性正是風(fēng)險(xiǎn)因素影響的結(jié)果，因此從風(fēng)險(xiǎn)因素的角度來(lái)研究進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)是進(jìn)度分析的一條有益思路。本文在前人研究的根底上，基于P

5、ERT網(wǎng)絡(luò)模型，以網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)為研究對(duì)象，從分析各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)活動(dòng)影響的角度來(lái)分析工期風(fēng)險(xiǎn)，嘗試量化風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工期的影響程度，進(jìn)而對(duì)工期風(fēng)險(xiǎn)控制有實(shí)際的指導(dǎo)意義。具體步驟如下：3.1. 進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別與概率化進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的方法很多，如核查表法、魚(yú)刺圖法、故障樹(shù)法等。影響進(jìn)度的因素很多，范圍也很廣，但并不是每個(gè)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)某個(gè)特定的工程進(jìn)度都有影響，要針對(duì)實(shí)際，具體分析，找出主要的影響活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)因素。因素太多那么數(shù)據(jù)處理量太大。識(shí)別的原那么是，找出對(duì)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)造成損失較多、發(fā)生概率較大的因素。風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生的概率要用適合的分布函數(shù)表示，該分布可通過(guò)文獻(xiàn)資料，專家判斷等方法獲得。3.2. 層次分析法

6、確定風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)持續(xù)時(shí)間可能受多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素影響，而每個(gè)因素對(duì)其的影響程度不盡一樣AHP，為此，要分別給網(wǎng)絡(luò)圖中每項(xiàng)工作的風(fēng)險(xiǎn)因素分配權(quán)重。層次分析法能有效分配權(quán)重體系。步驟為：1因素兩兩比擬評(píng)分和構(gòu)造判斷矩陣判斷項(xiàng)A1 ，A2。代表對(duì)某一活動(dòng)持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生有作用的各風(fēng)險(xiǎn)因素，判斷得分aij用19標(biāo)度，其中，1、3、5、7、9分別表示i比j因素一樣重要、略重要、稍重要、重要得多、重要很多。2、4、6、8表示i與j因素比擬結(jié)果處于以上結(jié)果中間。aii =1，aij= 1/aji。表1： 構(gòu)造判斷矩陣 判斷得分 判斷項(xiàng) 判斷項(xiàng) A1A2AnA1a11a12a1nA2a21a22a2nAnan1

7、an1ann2求出判斷矩陣每行所有元素的幾何平均值，如下左式3將歸一化，計(jì)算各因素權(quán)重，如上右式4進(jìn)行一致性檢驗(yàn)算出判斷矩陣的最大特征值，再計(jì)算 ,查隨機(jī)一致性指標(biāo)表RI，當(dāng)CI/RI5構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)影響權(quán)重綜合各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)各活動(dòng)的影響程度，可以建立起影響權(quán)重矩陣R=(Rij)mxn，其中Rij表示風(fēng)險(xiǎn)因素j對(duì)活動(dòng)i的影響權(quán)重，m表示風(fēng)險(xiǎn)因素的總數(shù)量，n表示活動(dòng)總數(shù)。所有因素對(duì)活動(dòng)i的影響權(quán)重歸1，即。3.3. 計(jì)算活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間用MCM求解PERT網(wǎng)絡(luò)時(shí)，活動(dòng)i的持續(xù)時(shí)間d(i)的計(jì)算公式為【7】：d(i)=a +b axRandomi (1)式中，Randomi為活動(dòng)i在分布下的隨機(jī)取值

8、。a，b為分別活動(dòng)i最樂(lè)觀和最悲觀時(shí)間估計(jì)。而從風(fēng)險(xiǎn)管理的角度看，活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的不確定性正是源于風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，故用下式來(lái)表達(dá)活動(dòng)i持續(xù)時(shí)間d(i)的概率分布【7】： (2) 式中Randomij為活動(dòng)i在風(fēng)險(xiǎn)因素j的概率分布下的隨機(jī)取值論文參考文獻(xiàn)格式。即得到活動(dòng)持續(xù)時(shí)間計(jì)算公式如下：d(i)=a +(b a)x(3)3.4. 建立數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析李林等人【7】提出了一種描述工期與風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)性的方法，即在每一次網(wǎng)絡(luò)模擬時(shí),將關(guān)鍵路線上各個(gè)活動(dòng)上對(duì)應(yīng)某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素m的具體取值找出來(lái), 分別乘以風(fēng)險(xiǎn)因子后再相加, 得到的數(shù)值為Xm 與本次總工期Y對(duì)應(yīng)AHP，模擬n次，得到X與Y的協(xié)

9、方差即為工期與風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)程度。本文在綜合了上述方法和活動(dòng)-工期線性相關(guān)系數(shù)(ACI) 的計(jì)算方法后，提出另一種方法計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)因素-工期線性相關(guān)系數(shù)。具體方法是：在每次進(jìn)行工期仿真時(shí), 針對(duì)特定的風(fēng)險(xiǎn)因素r , 將各個(gè)活動(dòng)上對(duì)應(yīng)該風(fēng)險(xiǎn)因素的具體取值乘以其權(quán)重后相加, 得到的數(shù)值R, 將此時(shí)得到的總工期T相對(duì)應(yīng)，成為一組數(shù)據(jù)，如此循環(huán)模擬, 那么最終得到的向量R和向量T的協(xié)方差即為風(fēng)險(xiǎn)因素r與工程總工期的線性相關(guān)系數(shù)。此方法特點(diǎn)在于其全面考慮了各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工期的影響，并減少由于關(guān)鍵線路不斷變化而對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素值的削弱，與ACI的理念更為接近。本文使用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)程序求解上面構(gòu)建的模型，程序以

10、蒙特卡羅法(MCM)為根底，利用公式(3)計(jì)算活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，CPM方法進(jìn)行時(shí)參計(jì)算，同時(shí)添加了計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)系數(shù)的程序。此程序的優(yōu)點(diǎn)在于可以模擬各種分布，且允許網(wǎng)絡(luò)中有多條關(guān)鍵路線，其原理是通過(guò)均勻分布進(jìn)行抽樣，將此值轉(zhuǎn)換為符合指定概率分布的樣本值，進(jìn)而得到工作持續(xù)時(shí)間的一個(gè)樣本值，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)方案的CPM工期模擬計(jì)算，記錄關(guān)鍵路徑活動(dòng)及工程工期，并將屢次模擬結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，最終得到各線路的關(guān)鍵度、活動(dòng)關(guān)鍵度(ACP)、ACI、風(fēng)險(xiǎn)因素-工期線性相關(guān)系數(shù)等指標(biāo)以及工期概率密度圖。4. 實(shí)例分析以圖1所示的網(wǎng)絡(luò)圖為例，風(fēng)險(xiǎn)因素的種類和權(quán)重如表2所示，方案工期為天，程序仿真20000次得到工期概

11、率密度曲線如圖2所示。表2：網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)參數(shù)及風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重 活動(dòng)名稱 持續(xù)時(shí)間 風(fēng)險(xiǎn)因素類型 氣候 設(shè)計(jì)發(fā)生變更 設(shè)備失效 勞動(dòng)生產(chǎn)率 材料延誤 a m b 分布類型 權(quán)重 分布類型 權(quán)重 分布類型 權(quán)重 分布類型 權(quán)重 分布類型 權(quán)重 A 76 90 101 三角(0,0.2,1) 0.25 三角(0,0.1,1) 0.37 二點(diǎn)(1,0.2) 0.16 三角(0,0.2,1) 0.11 三角(0,0.2,1) 0.11 B 12 15 20 三角(0,0.1,1) 0.42 三角(0,0.1,1) 0.29 二點(diǎn)(1,0.05) 0.14 三角(0,0.3,1) 0.13 三角(0,0.3,1

12、) 0.02 C 7 10 14 三角(0,0.1,1) 0.27 三角(0,0.1,1) 0.36 二點(diǎn)(1,0.05) 0.16 三角(0,0.3,1) 0.12 三角(0,0.3,1) 0.08 D 120 141 180 三角(0,0.2,1) 0.43 三角(0,0.1,1) 0.11 二點(diǎn)(1,0.1) 0.21 三角(0,0.2,1) 0.08 三角(0,0.2,1) 0.17 E 8 10 13 三角(0,0.2,1) 0.35 三角(0,0.1,1) 0.07 二點(diǎn)(1,0.1) 0.29 三角(0,0.1,1) 0.13 三角(0,0.2,1) 0.16 F 21 25 3

13、0 三角(0,0.2,1) 0.33 三角(0,0.1,1) 0.12 二點(diǎn)(1,0.1) 0.25 三角(0,0.1,1) 0.18 三角(0,0.2,1) 0.12 G 4 5 18 三角(0,0.2,1) 0.39 三角(0,0.1,1) 0.04 二點(diǎn)(1,0.1) 0.26 三角(0,0.1,1) 0.17 三角(0,0.2,1) 0.14 H 12 15 24 三角(0,0.2,1) 0.22 三角(0,0.1,1) 0.31 二點(diǎn)(1,0.1) 0.24 三角(0,0.1,1) 0.19 三角(0,0.2,1) 0.04 I 50 65 71 三角(0,0.2,1) 0.15 三

14、角(0,0.1,1) 0.07 二點(diǎn)(1,0.1) 0.32 三角(0,0.1,1) 0.18 三角(0,0.2,1) 0.28 J 98 116 140 三角(0,0.2,1) 0.52 三角(0,0.1,1) 0.11 二點(diǎn)(1,0.2) 0.09 三角(0,0.2,1) 0.13 三角(0,0.2,1) 0.15 K 55 58 62 三角(0,0.2,1) 0.51 三角(0,0.1,1) 0.08 二點(diǎn)(1,0.1) 0.12 三角(0,0.1,1) 0.13 三角(0,0.2,1) 0.16 L 10 13 15 三角(0,0.3,1) 0.34 三角(0,0.05,1) 0.05

15、 二點(diǎn)(1,0.05) 0.26 三角(0,0.2,1) 0.3 三角(0,0.2,1) 0.05 圖1：雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖圖2：總工期概率密度分布圖由仿真結(jié)果可知，此工程的期望工期E(X)=175.75天，標(biāo)準(zhǔn)差 =6.7天，方案工期的完工概率為：73.7%。網(wǎng)絡(luò)方案中ACI最大的為活動(dòng)BAHP，同樣可以計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)因素-工期線性相關(guān)系數(shù)，五種風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)系數(shù)分別為：0.3152，0.09676，0.2528，0.0724，0.0964?？梢钥闯觯瑲夂蝻L(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工程的影響程度最大，設(shè)備失效其次。故在進(jìn)行工期風(fēng)險(xiǎn)控制的時(shí)候，應(yīng)特別關(guān)注此兩項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，有必要采取相關(guān)措施，如風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移、風(fēng)險(xiǎn)躲避、風(fēng)險(xiǎn)緩解等手段減少其發(fā)生的概率和損失。5.結(jié)束語(yǔ)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別、分析、評(píng)價(jià)和應(yīng)對(duì)是進(jìn)行進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)控制的具體手段，本文從進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的最根本元素活開(kāi)工序和風(fēng)險(xiǎn)因素的結(jié)合出發(fā)