土木專業(yè)建筑學工程風險決策隨堂講義

1、工程風險決策l6.1 工程風險決策概述l6.2 風險態(tài)度與效用理論l6.3 單目標風險決策方法l6.4 多目標風險決策方法l6.1.1 工程決策l 工程決策的概念（目標和約束）l 工程決策的基本要素l決策人l決策目標l決策信息l決策方法l6.1.1 工程決策l 工程決策的分類l根據(jù)決策目標的數(shù)量：單目標和多目標決策l根據(jù)決策者的地位和責任：高層決策、中層決策和基層決策l根據(jù)決策問題的可控程度：確定型決策、非確定型決策（完全不確定型和風險型）l那么，工程風險決策主要針對的是哪一種決策呢？l6.1.2 工程風險決策的基本原則l全面性原則l成本效益原則可行性原則可能性（第二類風險）可能性（第二類風險

2、）損失量（第一類風險）損失量（第一類風險）3（中度的）（中度的）4（重大的）（重大的）5（不容許的（不容許的）2（可容許）（可容許）3（中度的）（中度的）4（重度的）（重度的）1（可忽略）（可忽略）2（可容許）（可容許）3 （中度的）（中度的）小小中中大大小小中中大大+1+1可忽略可忽略 不采取措施且不必保留文件記錄不采取措施且不必保留文件記錄 可容許可容許 不需要另外的控制措施不需要另外的控制措施 應考慮投資效果更佳的方案或不增加額外成本的改進措施，需要監(jiān)控應考慮投資效果更佳的方案或不增加額外成本的改進措施，需要監(jiān)控中度中度 應努力降低風險。但應仔細測定并限定預防成本，并在規(guī)定的時間期限內(nèi)實

3、應努力降低風險。但應仔細測定并限定預防成本，并在規(guī)定的時間期限內(nèi)實施降低風險的措施。施降低風險的措施。 在中度風險與嚴重傷害后果相關的場合必須進一步的評價，以更準確地確定在中度風險與嚴重傷害后果相關的場合必須進一步的評價，以更準確地確定傷害的可能性，以確定是否需要改進控制措施傷害的可能性，以確定是否需要改進控制措施 重大重大 直至風險降低后才能開始工作。為降低風險有時必須配給大量的資源直至風險降低后才能開始工作。為降低風險有時必須配給大量的資源 當風險涉及正在進行中的工作時，就應采取應急措施當風險涉及正在進行中的工作時，就應采取應急措施 不容許不容許 只有當風險已經(jīng)降低時，才能開始或繼續(xù)工作。

4、只有當風險已經(jīng)降低時，才能開始或繼續(xù)工作。 如果無限的資源投人也不能降低風險，就必須禁止工作如果無限的資源投人也不能降低風險，就必須禁止工作 l6.1.3 工程風險決策的關鍵要素l掌握的信息量l決策者的風險態(tài)度（冒險與保守）l決策者的閱歷和經(jīng)驗l工程本身的特性（不同項目之間）l風險成本（巧婦難為無米之炊）風險收益l6.1.4 工程風險決策的程序l確定工程風險的目標（達到什么樣的效果，量化）l制定風險決策方案（怎樣做）l評價風險決策方案（能否行得通）決策方案的實施(Lets go!)l6.2.1 風險態(tài)度l 概念l風險態(tài)度是決策者對風險的偏好程度。不同的人對同一件事情的認識和感知是不同的，應對風

5、險的態(tài)度也是不同的。在工程風險管理中，可以從不同類型決策者地風險態(tài)度和工程項目參與單位的風險態(tài)度兩個角度對風險態(tài)度進行分析。單價合同 固定單價：常用，單價優(yōu)先。工期短，工程量變化小 變動單價：變化超過幅度，單價優(yōu)先 初步設計或施工圖設計總價合同 固定總價：價格死，索賠多。量小、工期短、設計詳細、技術(shù)簡單、時間充裕。業(yè)主風險小，承包商風險大（量、價） 變動總價：建設周期超過一年半的項目，需考慮價格上漲因素法律法規(guī)和國家政策變化影響合同價款工程造價管理部門公布的價格調(diào)整一周內(nèi)非承包人原因停水、停電、停氣造成的停工累計超過8h成本加酬金合同 工程復雜、方案不能確定、時間緊迫時使用。承包商幾乎無風險

6、總承包管理模式時經(jīng)常使用成本+固定費用：成本實報實銷，固定數(shù)目作為管理費及利潤成本+固定比例：按直接費加一定比例的報酬費，比例雙方確定成本+獎金合同：定點（110%-135%），底點（60%-75%）最大成本+費用：設計達到深度，報工程成本總價和固定酬金l6.2.1 風險態(tài)度l 不同類型決策者的風險態(tài)度l根據(jù)阿羅（1972年諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者）的理論，可以將決策者的風險態(tài)度分為三種：第一種為回避風險的保守型；第二種為喜歡冒風險的冒險型；第三種是漠視風險的中立型。l不同類型的決策者對待工程項目的風險態(tài)度不同，做決策時所采用的策略和方案也會有所不同。l他們的特點各是什么呢？l6.2.1 風險態(tài)度

7、l 工程項目參與單位的風險態(tài)度l業(yè)主或項目法人l承包單位l勘察設計l監(jiān)理單位 建設工程安全生產(chǎn)管理條例建設工程安全生產(chǎn)管理條例 （2003年）年） 工程監(jiān)理單位應當審查施工組織設工程監(jiān)理單位應當審查施工組織設計中的安全技術(shù)措施或者專項施工計中的安全技術(shù)措施或者專項施工方案是否符合工程建設強制性標準。方案是否符合工程建設強制性標準。工程監(jiān)理單位在實施監(jiān)理過程中，工程監(jiān)理單位在實施監(jiān)理過程中，發(fā)現(xiàn)存在安全事故隱患的，應當要發(fā)現(xiàn)存在安全事故隱患的，應當要求施工單位整改；情況嚴重的，應求施工單位整改；情況嚴重的，應當要求施工單位暫時停止施工，并當要求施工單位暫時停止施工，并及時報告建設單位。施工單位拒

8、不及時報告建設單位。施工單位拒不整改或者不停止施工的，工程監(jiān)理整改或者不停止施工的，工程監(jiān)理單位應當及時向有關主管部門報告。單位應當及時向有關主管部門報告。工程監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師應當按工程監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師應當按照法律、法規(guī)和工程建設強制性標照法律、法規(guī)和工程建設強制性標準實施監(jiān)理，并對建設工程安全生準實施監(jiān)理，并對建設工程安全生產(chǎn)承擔監(jiān)理責任。產(chǎn)承擔監(jiān)理責任。 建設工程安全生產(chǎn)管理條例建設工程安全生產(chǎn)管理條例 （2003年）年） 違反本條例的規(guī)定，工程監(jiān)理單位違反本條例的規(guī)定，工程監(jiān)理單位有下列行為之一的，責令限期改正；有下列行為之一的，責令限期改正；逾期未改正的，責令停業(yè)整頓，并逾期未

9、改正的，責令停業(yè)整頓，并處處10萬元以上萬元以上30萬元以下的罰款；萬元以下的罰款；情節(jié)嚴重的，降低資質(zhì)等級，直至情節(jié)嚴重的，降低資質(zhì)等級，直至吊銷資質(zhì)證書；造成重大安全事故，吊銷資質(zhì)證書；造成重大安全事故，構(gòu)成犯罪的，對直接責任人員，依構(gòu)成犯罪的，對直接責任人員，依照刑法有關規(guī)定追究刑事責任；造照刑法有關規(guī)定追究刑事責任；造成損失的，依法承擔賠償責任：成損失的，依法承擔賠償責任： 未對施工組織設計中的安全技術(shù)措未對施工組織設計中的安全技術(shù)措施或?qū)ｍ検┕し桨高M行審查的施或?qū)ｍ検┕し桨高M行審查的 發(fā)現(xiàn)安全事故隱患未及時要求施工發(fā)現(xiàn)安全事故隱患未及時要求施工單位整改或暫時停止施工的；單位整改或暫時

10、停止施工的； 施工單位拒不整改或不停止施工，施工單位拒不整改或不停止施工，未及時向有關主管部門報告的未及時向有關主管部門報告的 未依照法律、法規(guī)和工程建設強制未依照法律、法規(guī)和工程建設強制性標準實施監(jiān)理的。性標準實施監(jiān)理的。l6.2.2 效用理論l效用理論是關于決策者個人的心理和行為反映的定性決策理論，是研究不確定性條件下如何合理進行決策的理論基礎。l工程風險的后果經(jīng)常是很難去計算的，即使能夠去計算，同樣的結(jié)果在不同人的心目中，地位也是不一樣的。因此，為了反映決策者風險態(tài)度的差異，有必要引進效用和效用函數(shù)。l6.2.2 效用理論l 效用l經(jīng)濟學中的概念：消費者通過消費一定數(shù)量的商品而獲得的滿足

11、或滿意程度。其本質(zhì)是一個相對概念。l在工程風險決策中，我們借用效用的概念來衡量工程風險的后果，即效益或損失。l在實踐中發(fā)現(xiàn)，不同類型的風險決策者即使面臨同樣的問題也很可能做出不一樣的選擇。l6.2.2 效用理論l 效用值l為了衡量不同選擇決策者的效用，我們用效用值來衡量。如前所述，效用值具有一定的主觀性，而且是一種相對性的概念。l此外，效用值是沒有量綱的，一般用一個0-1之間的數(shù)字來表示。l那么為了方便計算，人們規(guī)定最愿意接受的決策其效用值為1，最不愿意接受的決策其效用值為0.那么其它的愿意程度的效用值就位于0-1之間。l6.2.2 效用理論l 效用值的性質(zhì)l決策者對某種結(jié)果越滿意，其效用值就

12、越高。l如果決策者在結(jié)果A和B之間喜歡A，在B和C之間喜歡B，則結(jié)果A的效用值高于結(jié)果C。l如果決策者對兩種及兩種以上結(jié)果的滿意程度一樣，則它們的效用值相同。l由于風險決策的高度不確定性和信息的不完備，決策后的損益值通常很難確定，因此可以用決策的期望效用假定作為依據(jù)，對可選方案進行決策。l6.2.2 效用理論l 期望效用假定l假設某項特定方案有兩種可能的結(jié)果，結(jié)果A的概率為p，結(jié)果B的概率為1-p。如果我們用U(A)表示A的效用值，U(B)表示B的效用值，該方案的期望效用值為： )1 ()()()(pBUpAUUEA損益值）( x效用值）)(xUl6.2.2 效用理論l 效用函數(shù)和效用曲線BC

13、)(log)(cbxxUa保守型：rxebxU)(冒險型：bxaxU)(中立型：l6.2.3 效用函數(shù)的確定lN-M心里測試法，也稱標準賭術(shù)法，就是通過心里測試來求得與風險型期望損益值等價的確定損益值，用來作為一次性決策的標準。l請思考：一個正常的決策者的效用曲線圖應該是什么樣子的呢？為什么？損益值）( x效用值）)(xU拐點l6.2.3 效用函數(shù)的確定l在國外，N-M心里測試法是目前確定效用函數(shù)較為常用的測試方法，它的實質(zhì)是通過對決策者進行反復多輪的提問，來了解決策者對隨機事件與確定事件在效用值上的等價關系，得出確定性事件下的該收益值（損失值暫不考慮）的效用值，最終通過多個效用值點來確定決策

14、效用函數(shù)或效用曲線。l通常的問法是：請問“A方案和B方案你會選擇哪一個？”l請問“您覺得這個數(shù)字是多少時才和A方案是等效的？”l6.2.3 效用函數(shù)的確定l第一步：選定收益的兩個臨界值，將最小收益值的效用值定為0，最大收益值的效用值定為1.l第二部：確定上述臨界值之間的效用值。其核心思想為二分法和期望相等。如何理解呢？l第三部：確定效用值過程中的調(diào)整。中間收益值先從最小值開始增加，如果決策者依然認為原方案好，那么這意味著決策者認為冒險不值得，因此要提高中間收益值。如果決策者選擇了中間收益方案，則意味著中間收益超過了他的心里預期，因此應急降低中間收益值。直到?jīng)Q策者認為中間收益方案與原方案沒有區(qū)別

15、為止。某房地產(chǎn)開發(fā)商開發(fā)了一個項目，其收益在0-500萬元之間。首先將收益值0的效用值定為0，將收益值500萬元的效用值定為1.這時可以得到：1)500(, 0)0(UU效用值）)(xU損益值）( x50001假設：此時經(jīng)過專家一致判定認為收益為0和收益為500萬元的概率均為50%。我們將這個方案稱為A方案。則此時，我們開始運用N-M法進行效用值確定。假如此時我們問：如果給您50萬元，您會選擇A方案還是50萬元，結(jié)果回答是選擇A方案，那么這意味著50萬元在決策者心目中的效用低于A方案的效用值，因此我們下一次詢問就必須提高標準，即大于50萬元；又假如我們問：如果給您350萬元，您會選擇A方案還是

16、350萬元，結(jié)果回答是選擇350方案，那么這意味著350萬元在決策者心目中的效用高于A方案的效用值，因此我們下一次詢問就必須降低標準，即低于350萬元。直到有一個值能夠使決策者覺得選擇其中任何一個方案對他來說沒有區(qū)別，那么這個數(shù)值就是我們要找到的中間效用值。例如，經(jīng)過多次詢問，我們發(fā)現(xiàn)收益值為140萬元的時候，決策者認為選擇A或者140萬元是沒有區(qū)別的。因此：5 . 05 . 0105 . 0)1 ()500()0(140(pUpUU）效用值）)(xU損益值）( x500015 . 0140此時140萬元將損益坐標軸劃分為兩個空間，即（0,140）；（140,500）。那么，接下來我們就要繼續(xù)

17、尋找兩個點，能夠分別二分這兩個空間。用的方法和之前的方法如出一轍。首先，我們對（0,140）這個空間進行二分，尋找效益等值點。那么，在這個空間里，收益值為0就是最小效用，即U(0)=0;收益值為140就是最大效用，即U(140)=0.5。假設這兩個效用值發(fā)生的概率均為50%。我們將它稱為A方案。假如此時我們問：如果給您20萬元，您會選擇A方案還是20萬元，結(jié)果回答是選擇A方案；又假如我們問：如果給您100萬元，您會選擇A方案還是100萬元，結(jié)果回答是選擇100萬元方案。例如，經(jīng)過多次詢問，我們發(fā)現(xiàn)收益值為60萬元的時候，決策者認為選擇A或者60萬元是沒有區(qū)別的。因此：25. 05 . 05 .

18、 005 . 0)1 ()140()0(60(pUpUU）效用值）)(xU損益值）( x500015 . 01406025. 0首先，我們對（140,500）這個空間進行二分，尋找效益等值點。那么，在這個空間里，收益值為140就是最小效用，即U(140)=0.5;收益值為500就是最大效用，即U(500)=1。假設這兩個效用值發(fā)生的概率均為50%。我們將它稱為A方案。假如此時我們問：如果給您160萬元，您會選擇A方案還是160萬元，結(jié)果回答是選擇A方案；又假如我們問：如果給您300萬元，您會選擇A方案還是300萬元，結(jié)果回答是選擇300萬元方案。例如，經(jīng)過多次詢問，我們發(fā)現(xiàn)收益值為250萬元的

19、時候，決策者認為選擇A或者250萬元是沒有區(qū)別的。因此：75. 05 . 015 . 05 . 0)1 ()500()140(250(pUpUU）效用值）)(xU損益值）( x5000150. 01406025. 025075. 0首先，我們對（250,500）這個空間進行二分，尋找效益等值點。那么，在這個空間里，收益值為250就是最小效用，即U(250)=0.75;收益值為500就是最大效用，即U(500)=1。假設這兩個效用值發(fā)生的概率均為50%。我們將它稱為A方案。假如此時我們問：如果給您350萬元，您會選擇A方案還是250萬元，結(jié)果回答是選擇A方案；又假如我們問：如果給您400萬元，您

20、會選擇A方案還是400萬元，結(jié)果回答是選擇400萬元方案。例如，經(jīng)過多次詢問，我們發(fā)現(xiàn)收益值為370萬元的時候，決策者認為選擇A或者370萬元是沒有區(qū)別的。因此：875. 05 . 015 . 075. 0)1 ()500()250(370(pUpUU）效用值）)(xU損益值）( x5000150. 01406025. 025075. 0370效用值）)(xU損益值）( x5000150. 01406025. 025075. 0370效用值）)(xU損益值）( x5000150. 01406025. 025075. 0370關于數(shù)學模型法的幾點問題：教材P99l在工程風險管理中，最簡單的決策就

21、是單目標決策。l請問：什么叫單目標風險決策？l單目標風險決策在決策時往往只需要考慮一個最主要或者最重要的因素即可，然后通過科學合理的決策方法做出最終的決策。l單目標風險決策方法有很多種，你能舉幾個例子嗎？l本章介紹兩種最常用的決策方法：損益值決策法和效用值決策法。當進行決策時，最常用最簡便的方法就是估計各類決策方法帶來的收益或風險發(fā)生后產(chǎn)生的損失，通過比選出其中期望收益值最大（或期望損失值最?。┑姆桨缸鳛樽顑?yōu)方案，這種方法稱為損益值決策法。mjijijiPxdE1)()(假設某承包商面臨兩個工程項目的投標決策，但由于條件限制，只能選擇其中之一進行投標。根據(jù)以往經(jīng)驗和業(yè)主提供的信息，可以得到兩個

22、工程項目未來的收益或損失以及對應的概率。項目1項目2利潤（萬）-50100300-100150350概率0.20.50.30.10.70.2（萬元）（萬元）1652 . 03507 . 01501 . 0100)(1303 . 03005 . 01002 . 050)(21dEdE請思考：損益值和效用值之間的聯(lián)系和區(qū)別是什么？mjijijiPxdE1)()(mjijijixPxUUVE1)()()(l運用效用值決策法的主要步驟：l第一步：求出決策者的效用函數(shù)，或者建立決策者的效用曲線，一般可以通過提問或問卷調(diào)查的方式得出；l第二部：根據(jù)效用函數(shù)或效用曲線確定決策者關于決策方案不同結(jié)果的效用值，

23、從而計算出期望效用值；l根據(jù)期望效用值的大小進行判斷，期望效用值最大的方案即為最優(yōu)方案。某個國家需要在海峽兩岸建立運輸通道，現(xiàn)有三種方案可供政府決策者選擇。方案1：跨海大橋；方案2：輪渡；方案3：海底隧道。三種方案的風險和收益均不同，經(jīng)過風險咨詢公司提供的信息，三個方案的開發(fā)利潤和發(fā)生的概率如下所示：方案1方案2方案3利潤概率利潤概率利潤概率-3000.3-2000.15-1000.500.3-1000.252000.11000.42000.54000.33000.2利潤-300-200-1000100200300400效用值00.010.070.20.320.440.61404. 03 .

24、011 . 044. 03 . 02 . 03 . 00)400()400()200()200()0()0()300()300()(1pUpUpUpUUVE267. 02 . 06 . 04 . 032. 025. 007. 015. 001. 0)300()300()100()100()100- ()100- ()200()200()(2pUpUpUpUUVE255. 05 . 044. 05 . 007. 0)200()200()100()100()(3pUpUUVE利潤-300-200-1000100200300400效用值00.550.750.850.920.970.991652. 0

25、3 . 011 . 097. 03 . 085. 03 . 00)400()400()200()200()0()0()300()300()(1pUpUpUpUUVE836. 02 . 099. 04 . 092. 025. 075. 015. 055. 0)300()300()100()100()100- ()100- ()200()200()(2pUpUpUpUUVE86. 05 . 097. 05 . 075. 0)200()200()100()100()(3pUpUUVE利潤-300-200-1000100200300400效用值00.140.290.430.570.710.8615 .

26、 03 . 011 . 071. 03 . 043. 03 . 00)400()400()200()200()0()0()300()300()(1pUpUpUpUUVE4935. 02 . 086. 04 . 057. 025. 029. 015. 014. 0)300()300()100()100()100- ()100- ()200()200()(2pUpUpUpUUVE5 . 05 . 071. 05 . 029. 0)200()200()100()100()(3pUpUUVEl在實際決策中，很多問題都是多目標風險決策。如投資風險決策時需要考慮工期、造價、環(huán)境等方面。因此，如果我們將單目

27、標決策的優(yōu)化方法直接移植過來會有很多問題。l在實際中，有很多解決多目標的決策問題。l這里，介紹最常見的效用決策法和優(yōu)劣系數(shù)法l優(yōu)劣系數(shù)法是由貝納尤恩等人提出的，主要通過制定一個評價準則，逐步淘汰各個方案，從而最后確定一個較為滿意的有效方案。l由于該方法綜合了專家參與和模型相結(jié)合的優(yōu)點，而且具有很強的操作性，因此在工程項目風險決策中應用十分廣泛。l其核心思想為：對備選方案進行兩兩比較，計算出各個方案的優(yōu)系數(shù)和劣系數(shù)。然后根據(jù)系數(shù)大小，通過逐步降低優(yōu)系數(shù)和提高劣系數(shù)標準的方法，逐步淘汰不理想的方案，最后剩下的就是最優(yōu)方案。其具體步驟可以分為五步。l第一步：確定各個評價方案的重要性系數(shù)l第二步：數(shù)據(jù)歸一化處理。l第三步：計算優(yōu)系數(shù)l第四步：計算劣系數(shù)l第五步：選擇最優(yōu)方案某承包商新建了一個化工廠，提出了三種方案：A,B,C。根據(jù)以往的經(jīng)驗，承包商列出了4個最需要考慮的評價指標：造價、工期、利潤率、環(huán)境污染程度。這4個指標的權(quán)重分別為0.3,0.3,0.2,0.15。這三個方案的評價