本文是一篇项目管理论文，本文以江西某高速公路G互通工程PPP项目作为研究案例，对PPP项目风险通过建模进行量化。
1绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
高速公路工程作为我国重点工程建设项目，因其既能推动经济的发展又能完善道路物流路网而一直受到国家的政策支持。在政策上，国家在十四五交通规划目标中表述了以7条首都放射线、11条北南纵线、18条东西横线，以及地区环线、并行线、联络线等组成的国家高速公路网的主线基本贯通，普通公路质量进一步提高，沿边国道基本贯通来进一步建设公路网络[1]。但是，因为高速公路工程建设项目有着重资产高负债的性质，仅仅依靠政府筹资进行项目建设会导致地方财政压力过大，从而有可能引发一系列的问题。在此背景下运用PPP模式进行高速公路项目的建设即可以缓解政府财政压力，也能发挥政府的监督职能并与社会资本方更高效建造管理进行优势互补而受到政府的欢迎。公路项目作为基建项目中具有公益性、效益性的一类项目，在改善居民出行、完善物流路网建设、带动投资需求等方面都起着重要作用，对促进经济恢复有着强大的推动力量。随着2014年国家对地方政府专项债收紧并同时鼓励PPP模式的运营，自此PPP模式在我国发展迅速。在新冠疫情褪去这种大环境下，PPP项目作为稳增长、促改革、调结构的重要抓手，在2022年4月26日召开的中央财经委员会第十一次会议再一次被强调，要推动政府和社会资本合作模式规范发展、阳光运行，引导社会资本参与市政设施投资运营。作为推动公共服务供给侧结构性改革的重要手段，政府和社会资本合作模式(PPP)将在加强基础设施建设中进一步发挥作用[2]。国家在2022年5月底召开的经济大会中再次鼓励PPP项目的投入，并且在基础建设方面强调了四大方向分别是水利工程、交通、老旧区改造和地下综合管廊。
以下为2022年交通运输PPP项目数据，截至2022年12月份，财政部在库PPP项目14038个、总投资额20.92万亿元。从2022年入财政部PPP中心库的项目的数量来看(图1.1)，市政工程类、交通运输类、生态环保类项目占比最大，依次占据了前三的位置。另一个角度从该库项目的规模来看(图1.2)，交通运输类、市政工程类、城镇占比最大，依次占据了前三的位置。
1.2国内外PPP模式研究进展及评述
1.2.1国内相关研究进展
(1)PPP模式的项目风险识别角度
相比于英国等发达国家，我国学者对于PPP模式相关的研究起步较晚。但是自2014年起，随着我国对运用PPP模式工程项目的推广力度与范围不断增加，国内专家与学者们对PPP模式如何来科学应用在各个PPP行业都进行了深入研究。相关研究涵盖了城市生活垃圾处理污水处理[4]、水电项目[5]、轨道交通[6]、乡村建设[7][8]、保障性住房[9]，旧房改造[10][11]、高速公路[12]等子行业，有着重要借鉴经验。目前国内学者在PPP项目风险管理上已经具有一定的研究成果。根据相关文献资料，关于PPP模式风险识别和PPP模式风险量化的国内研究进展如下：
在风险识别上，李潘婷(2022)等使用实物期权法在城市生活垃圾处理污水处理PPP项目中就政府双边担保双边策略引起的项目价值变化进行了研究，同时将该项目的风险源识别为政策不确定性风险、垃圾处理收费波动性风险等4项风险[13]；严斌(2011)等使用系统动力学方法在研究水电PPP项目的风险管理过程中叙述到：双方承担风险因子的总量是各方参与项目的累加和[14]；薛立建(2022)在某高速公路PPP项目的研究过程中将此项目存在的风险识别为政府风险、金融风险、法律风险、市场风险和建设风险五大类[15]；邵多帅(2022)在对高速公路PPP项目合同风险进行研究时将项目合同存在的风险按照项目前期阶段、设计阶段、施工阶段、运营和移交阶段分阶段进行识别[16]；谢丹丹(2022)以施工企业的角度对高速公路PPP项目进行风险管理研究并将此项目风险分为政治风险、融资风险、建设风险、招投标风险四大类14项子风险因子[17]；章国美等(2018)通过对项目分阶段进行风险识别将保障性住房PPP项目风险识别为前期决策、采购融资、建设、运营、移交及全生命周期6个阶段25个风险因子[18]；段立山(2022)在对高速公路PPP的运营风险研究中阐述到可用概率法来测算其风险承担成本[19]；陈士静、陈德鹏等使用可视化图谱法对PPP项目可能存在的风险因素进行演化[20]；周剑荣(2020)在研究公路PPP项目实施工程中有可能发生合法类、筹资类、工程建设类、运营类及税务补贴类风险[21]；
2付费高速公路PPP项目风险量化理论基础
2.1 PPP项目模式及特征
2.1.1 PPP项目及其运作模式
(1)PPP项目概念及运作模式
PPP模式指政府Public与私人Private资本方之间，为了提供某种公共物品和服务，以特定的合作协议为基础，彼此之间形成一种伙伴式的合Parternership关系，并通过签署合同来明确双方的权利和义务，以确保合作的顺利完成，最终使合作各方达到比预期单独行动更为有利的结果。
公私合营模式(PPP)，以其政府参与全过程经营的特点受到国内外广泛关注。PPP模式将部分政府责任以特许经营权方式转移给社会主体(企业)，政府与社会主体建立起"利益共享、风险共担、全程合作"的共同体关系，政府的财政负担减轻，社会主体的投资风险减小。具体地来讲PPP模式有BOT建设运营转让，BOO建设拥有运营,OM委托运营,TOT转让运营转让等合作模式；随着PPP模式不断地发展，一些新型模式在此基础上也逐渐演变来：例如EPC+PPP，在此模式下社会资本方还承担了项目的设计与施工；ROT模式，此模式是基于TOT模式的基础，多出了对项目的改建或扩建过程。
对于PPP项目的合作模式而言，既定的合作模式是整个项目运转的核心，通常情况下无法轻易变更。PPP模式的适用范围包括能源、交通运输、水利、环境保护、市政工程等基础设施和公用事业领域的特许经营活动。PPP模式的收入机制有可行性缺口补助(由政府以财政补贴、股本投入、优惠贷款和其他优惠政策的形式，给予社会资本或项目公司的经济补助)、完全由政府付费、和使用者付费等三种模式。
2.2付费高速公路PPP项目
2.2.1付费高速公路PPP项目
公路项目作为我国PPP模式下最早引进的工程项目之一，其项目运行模式已经有了比较成熟的体系，在本研究中付费高速公路指的是需要向过往车辆收费的高速公路，我国绝大部分的付费公路PPP项目都是采取以BOT为基础范本的模式。付费高速公路PPP项目根据收费对象的不同，可以分为使用者付费、政府付费两种方式。对于使用者需要付费的公路PPP项目还可能存在调价的风险，其调价的区间一般是参照项目公司能获取同行业的利润率的方式进行浮动。在公路PPP模式下，项目公司除了享有一定期限的运营权还可能获得周边土地的商业开发收益权等权利。
2.2.2付费高速公路PPP项目运作模式
以付费高速公路PPP项目常用的BOT模式(图2.2)为例，高速公路BOT模式是指高速公路经历了建设、运营和移交的过程；在BOT模式下社会资本方拥有高速公路在特许经营期内的向过往高速路口车辆收费的经营权，并承担工程项目的融资、建设以及特许经营期的运营责任，政府方拥有对项目的监督和调控权，特许经营期过后PPP项目需要无偿移交给政府方。在BOT模式基础上付费高速公路PPP项目也会使用BOOT或EPC+BOT模式，前者是社会资本方比BOT模式下多出了质押建设项目的权利以获得低息贷款，后者是社会资本方在BOT模式的基础上还需要承担高速公路的设计责任。
3某付费高速公路PPP项目风险因素识别..........................20
3.1项目概况...................................20
3.2项目实施方案...............................20
3.3风险因素识别流程与方法.........................21
4某付费高速公路PPP项目风险量化.........................27
4.1风险量化模型构建.....................................27
4.1.1量化模型构建思路...............................27
4.1.2量化模型函数基础关系式................................27
5基于蒙特卡洛模型的PPP项目风险模拟仿真.................39
5.1蒙特卡洛模型仿真原理......................................39
5.2非一致性风险参数的量化仿真...............................39
5基于蒙特卡洛模型的PPP项目风险模拟仿真
5.1蒙特卡洛模型仿真原理
前文结合某高速公路G互通工程的实际案例，将该项目的风险变量影响值参数选取为四个，为了直观的判断参数的影响，进行风险影响参数值以项目总投资额为底部进行量纲处理步骤。
采用蒙特卡洛模拟仿真第一步便是构建仿真方程，在前文我们把风险总量Q分为一致性风险和非一致性风险(公式4.4)，继而讨论了相关参数X1,X2,X3,XS。故量纲后的蒙特卡洛风险变量参数设置为Xi*。
要判别该项目总体风险的情况，可以对Q求其概率密度函数，即PDF(Q)；要判别可变风险ΔQ的总体情况，实际就是对PDF(Q)的图像向右边平移固定风险成本Q*个单位，可变风险成本量ΔQ的大小与PPP项目模式的成败以及政府的财政支出责任息息相关，假设既定的社会资本方风险承担上限为Y。如果ΔQ>Y，
