基于谈判地位不对等的BIM参与方风险分配博弈模型

唐碧秋， 韩 佳， 张 赛

(桂林电子科技大学 建筑与交通工程学院， 广西 桂林 541004)

BIM在我国的普及和发展受到阻碍，很大原因是BIM的价值没有得到充分体现，在全寿命周期过程中应用的风险增加，因此有效控制BIM项目中的风险因素，对BIM价值的实现具有重要的推动作用。目前关于BIM风险的研究较多，施庆伟等[1]利用软件对BIM的施工安全风险预警决策模型进行仿真，指导实际施工；徐骏等[2]从政策、经济、技术等方面对全生命周期中应用BIM技术面临的风险进行分析；王爱娟[3]在BIM的进度风险管理中，建立项目进度风险分析模型；Chien等[4]利用决策试验和评估方法确定风险因素之间的关系；Zou等[5]认为BIM可以作为系统的风险管理工具、核心数据生成器。

但现阶段BIM风险研究中还存在以下问题：一是大多数关于BIM风险分配的研究是基于参与方地位对等的情况，没有考虑到建筑业现状，即谈判双方地位的不对等性；二是风险分析一般包括风险识别、风险评估和风险管理，风险识别是分析系统的薄弱环节，一般采用定性分析，结果存在不确定性，系统分析BIM风险分配的研究还比较缺乏；三是与发达国家相比，我国关于BIM风险分配的研究处在初级阶段，局限在BIM项目风险管理的某一个点或者某一个阶段上，没有针对具体参与方进行风险分配的研究，缺乏全面性、专业性和系统性。

本文探讨BIM项目中主要参与方(业主方和施工方)面对的主要风险因素，基于谈判地位不对等的情况，依据轮流出价的讨价还价博弈理论，考虑完全信息和不完全信息两种情况建立风险分配博弈模型，并通过实际工程案例进行验证，为解决BIM参与方的风险分配问题提供可行的思路。

1 BIM参与双方面临的风险

业主方在BIM项目中提出目标，谈判中处于强势主导地位；施工方被监督完成任务，在谈判中处于弱势不利地位。双方应用BIM的风险主要包括以下几个方面。

(1)成本风险γa：成本风险一般指提高成本所带来的风险，在建筑全生命周期中运用BIM技术，对硬件设施和软件条件要求相对较高，投入成本比传统二维软件高。BIM项目前期时间、人员、资金投入量大，短期内不会产生显著收益，投资回报周期长，成本风险增加，需要对BIM建设项目成本进行风险预警和管控[6]。

(2)技术风险γb：BIM作为一项新兴的技术，在我国发展时间不长，尚未全面普及。应用较为广泛的建模软件主要是Autodesk公司旗下的Revit，国外的系列软件并不能完全适应中国建筑行情，还需要对软件进行二次开发或者搭建适合我国的操作平台。目前BIM一般运用在施工难度大、造型和体量复杂的项目中，需要提供有力的技术支撑。

(3)管理风险γc：BIM全寿命周期中涉及的部门和岗位众多，包含的资料数据库庞大，机械和人员消耗量情况复杂，资金流量交错，管理的内容繁琐。传统建筑行业的管理是粗放型的管理模式，BIM技术的出现促进了建筑行业向精细化管理转变，对于新技术的管理流程还需要一个探索期，亟待加强BIM的监管系统[7]，以实现项目管理的规范化，管理人员的专业化。

(4)人才缺乏风险γd：自BIM引入我国以来就面临人才紧缺问题，能熟练运用BIM的人才匮乏，不仅缺乏能够在设计、施工、运维等阶段熟练运用BIM的专业技术人员，更缺乏项目管理的复合型高级管理人才。企业对BIM人员的培养成本较高，同时存在人才流失风险。此外，国内缺乏有经验的专家对BIM的培训进行专业指导[8]，造成BIM人才缺乏，在实际项目中不能有效地解决技术难题。

(5)信息安全风险γe：BIM作为信息化的产物，过多地依赖工作站、数据库、云平台，一旦黑客、病毒攻击电脑，文件资料丢失或遭到盗取，将给实际工程项目带来巨大的经济损失和不可预估的风险，严重危及行业信息安全。此外，长期依赖国外的BIM平台，不利于本国的信息安全。

(6)市场和环境风险γf：随着信息价的波动以及金融市场的不确定因素，BIM参与方的收益具有不确定性，可能与预期的目标存在较大差距；在施工环境方面，存在不可控的自然灾害和气象条件等环境因素，将增大施工的风险。

(7)合同签订和履约风险γg：业主方在合同签订中一般处于强势地位，因此会利用其强势地位，强迫施工方接受更多的风险条款，使得合同存在缺陷，造成施工方在进度完成、质量保证、安全监督等方面存在一定的违约风险，在竣工结算时，双方对合同条款可能存在争议，引发一系列的索赔和反索赔，影响完工进度。

2 BIM参与方轮流出价的过程描述

讨价还价是一个不断出价和还价的过程。在轮流出价的讨价还价模型中，假设BIM项目中的业主方和施工方共同承担上述某一项风险，风险份额之和为100%。一般由业主方先出价，施工方可以拒绝或接受，如果施工方选择接受则博弈结束，按照业主方的风险分配比例进行，如果施工方选择拒绝，则博弈继续；在第二轮谈判中，由施工方先出价，业主方可以选择接受或拒绝，如果业主方接受则博弈结束，如果业主方拒绝则谈判继续；第三轮由业主方先出价，以此反复轮流进行，直到有一方接受，则博弈结束。业主方在第1，3，5，…轮出价，施工方在第2，4，6，…轮出价[9]。

信息在谈判过程中起到了至关重要的作用，掌握越多的信息在谈判中就处于越有利的地位，双方博弈分为完全信息和不完全信息两种动态博弈。

在完全信息动态博弈中，业主方和施工方的行动顺序有先后，后行动者可以在行动前观测到先行动者的行动，并且每一位参与人完全掌握其他参与人的特征、策略等信息。完全信息中业主方相对施工方更有地位优势，所以由业主方先出价。

不完全信息动态博弈中，一开始参与人根据其他参与人的不同类型以及各类型出现的概率分布，建立自己的初步判断，博弈开始后根据观察到的其他参与人的实际行动，不断修正自己的初步判断。参与人的行动有先后顺序，不完全信息中业主方和施工方并不知道彼此在谈判中的强弱地位。

3 BIM参与方风险分配的博弈模型

3.1 模型假设

假设1：在模型中只有业主方与施工方两个博弈方；

假设2：双方都是理性人，以追求利益最大化为目的，并且都不希望谈判破裂；

假设3：双方共担的每一项风险都是相互独立的，且初始值均为1；

假设4：针对某一风险双方承担的风险份额之和为1，γ(0≤γ≤1)表示业主方承担的风险所占的份额，1-γ表示施工方承担的风险所占的份额；双方针对γ的值进行讨价还价。

3.2 参数定义

(1)风险系数δ(δ>1)是用具体的数值来表示风险程度，在双方的博弈过程中，都会消耗一定的时间、精力、成本以及可能错过的机会收益，因此谈判每多进行一轮，双方需要承担的风险也相应增加，在实际BIM项目中，由于双方谈判地位不对等，业主方谈判的风险系数通常小于施工方，即δ1<δ2。

(2)由于业主方与施工方在BIM项目中的谈判地位不对等，业主方通常会利用强势地位转移自身的一部分风险给施工方。业主方转移的风险份额用β(0≤β≤γ≤1)表示。

(3)在不完全信息动态博弈中，需要引入一个虚拟的参与人——“自然”，自然首先行动决定参与人的特征，参与人知道自己的特征，而其他参与人不知道，即海萨尼转换[10]。

(4)谈判不对等系数μ，在不完全信息动态博弈中，业主方与施工方并不知道彼此在谈判中的强弱地位，业主方以μ1的概率采取强势地位向施工方转移风险，以μ2的概率采取不强势地位向施工方转移风险，且μ1+μ2=1。

3.3 模型构建

(1)在第一轮讨价还价过程中，业主方提出自己承担风险的份额为γ1，施工方承担风险的份额为1-γ1。

1)在完全信息博弈中，双方都知道彼此谈判地位是不平等的，业主方利用其强势地位向施工方转移风险份额为β1，则业主方和施工方承担的风险分别为：

X1=γ1-β1

(1)

Y1=1-γ1+β1

(2)

式中：X为讨价还价过程中业主方承担的风险，Y为施工方承担的风险。

2)在不完全信息博弈中，双方并不知道各自在谈判中的强弱地位，业主方以μ1的概率采取强势地位向施工方进行风险转移，转移风险份额为β1，以μ2的概率采取不强势地位向施工方进行风险转移，每一轮谈判分为两种情况，则业主方和施工方承担的风险分别为：

业主方以μ1的概率采取强势地位向施工方进行风险转移：

(3)

(4)

业主方以μ2的概率采取不强势地位向施工方进行风险转移：

X1″=μ2γ1

(5)

Y1″=μ2(1-γ1)

(6)

双方第一轮承担的风险为：

(7)

(8)

如果施工方拒绝，则谈判进入第二轮。

(2)第二轮讨价还价过程中，施工方提出业主方承担风险的份额为γ2，自己承担风险的份额为1-γ2，由于在第二轮谈判中会增加损耗，随着谈判时间的增加，业主方和施工方承担的风险系数δ1,δ2都将增加。

1)在完全信息博弈中，施工方还要接受业主方利用强势地位转移的风险份额β2，则业主方和施工方承担的风险分别为：

X2=δ1(γ2-β2)

(9)

Y2=δ2(1-γ2+β2)

(10)

2)在不完全信息博弈中，业主方以μ1的概率采取强势地位向施工方进行风险转移，转移的风险份额为β2：

(11)

(12)

业主方以μ2的概率采取不强势地位向施工方进行风险转移：

X2″=μ2δ1γ2

(13)

Y2″=μ2δ2(1-γ2)

(14)

业主方和施工方第二轮承担的风险为：

(15)

(16)

如果业主方拒绝，则谈判进入第三轮。

(3)第三轮讨价还价过程中，业主方提出自己承担风险的份额为γ3，施工方承担风险的份额为1-γ3，同样风险系数δ1,δ2都将增加。

1)在完全信息博弈中，业主方利用强势地位转移的风险份额为β3，则业主方和施工方承担的风险分别为：

(17)

(18)

2)在不完全信息博弈中，业主方以μ1的概率采取强势地位向施工方进行风险转移，转移的风险份额为β3。

(19)

(20)

业主方以μ2的概率采取不强势地位向施工方进行风险转移：

(21)

(22)

业主方和施工方第三轮承担的风险为：

(23)

(24)

如果施工方拒绝，则谈判继续，以此反复进行讨价还价，直到有一方接受，则博弈结束。

3.4 模型求解

在无限期轮流出价的博弈过程中，子博弈精炼纳什均衡解是唯一的，依据萨克德和萨顿提出的方法，参与人一方任何一个出价阶段开始的子博弈等价于从第一轮开始的博弈，可以应用有限阶段逆向归纳法求得子博弈精炼解[11]。

(1)回到第二轮谈判中

1)在完全信息博弈中，施工方最优策略为[12]：

X2=X3

(25)

(26)

γ2=δ1(γ3-β3)+β2

(27)

带入式(10)得：

Y2=δ2(1-δ1γ3+δ1β3)

(28)

比较Y2与Y3的大小得：

Y2-Y3=δ2[(1-δ2)-(δ1-δ2)(γ3-β3)]

(29)

因δ2>δ1>1，1≥γ3≥β3≥0，所以Y2

2)在不完全信息博弈中，施工方最优策略同样为：

神经外科类手术具有较大的风险性，情况复杂，对患者造成的创伤比较大，容易出现多种并发症，需要做好围手术期的护理工作。近年来，由于糖尿病的发病率逐年上升，神经外科疾病合并糖尿病患者的数量不断增加，由于糖尿病患者伤口愈合困难，比较容易出现伤口感染等不良情况，因此手术质量的难度增加，更需要在围手术期配合实施针对性护理干预措施[1-2]。为了探究针对性护理干预的临床应用价值，该文选取了2016年6月—2018年5月期间该院诊治的120例神经外科疾病合并糖尿病患者进行分析，现报道如下。

X2=X3

(30)

(31)

(μ1+μ2)γ2=μ1β2+(μ1+μ2)δ1γ3-μ1δ1β3(32)

μ1+μ2=1

(33)

γ2=μ1β2+δ1γ3-μ1δ1β3

(34)

将γ2带入式(16)得：

Y2=δ2(1-δ1γ3+μ1δ1β3)

(35)

(36)

比较Y2与Y3的大小得：

Y2-Y3=δ2[(1-δ2)-(δ1-δ2)(γ3-μ1β3)]

(37)

因δ2>δ1>1，1≥γ3≥β3≥0，1≥μ1≥0，所以Y2

即在第二轮谈判中，不管是完全信息还是不完全信息，业主方和施工方都不会把谈判拖入第三轮谈判中。

(2)回到第一轮谈判中

1)在完全信息博弈中，业主方最优策略为：

Y1=Y2

(38)

1-γ1+β1=δ2(1-δ1γ3+δ1β3)

(39)

γ1=1+β1-δ2+δ1δ2γ3-δ1δ2β3

(40)

γ3=γ1

(41)

γ3=1+β1-δ2+δ1δ2γ3-δ1δ2β3

(42)

γ3=(1-δ2-δ1δ2β3+β1)/(1-δ1δ2)

(43)

1-γ3=(δ2+δ1δ2β3-β1-δ1δ2)/(1-δ1δ2)

(44)

设业主方转移的风险份额为βi=β，β为常数，则上式可改写为：

γ*=(1-δ2)/(1-δ1δ2)+β

(45)

1-γ*=(δ2-δ1δ2)/(1-δ1δ2)-β

(46)

Y1=Y2

(47)

μ1(1-γ1+β1)+μ2(1-γ1)=δ2(1-δ1γ3+μ1δ1β3)

(48)

γ1=1+μ1β1-δ2(1-δ1γ3+μ1δ1β3)

(49)

γ3=γ1

(50)

γ3=1+μ1β1-δ2(1-δ1γ3+μ1δ1β3)

(51)

γ3=[1-δ2-μ1(δ1δ2β3-β1)]/(1-δ1δ2)

(52)

1-γ3=[μ1(δ1δ2β3-β1)-(δ1-1)δ2]÷

(1-δ1δ2)

(53)

设业主方转移的风险份额为βi=β，β为常数，则上式可改写为：

γ*=(1-δ2)/(1-δ1δ2)+μ1β

(54)

1-γ*=(δ2-δ1δ2)/(1-δ1δ2)-μ1β

(55)

不完全信息相较于完全信息，引入了关键参数μ1，μ1的取值决定了风险转移份额，当μ1=1时，不完全信息与完全信息的风险分配情况相同，业主方转移的风险最多，表示业主方一定会利用其强势地位向施工方转移风险；当μ1=0时，业主方不会向施工方转移风险，属于谈判中双方地位对等的博弈情况；当0<μ1<1时，业主方不能充分利用其强势地位向施工方转移风险。

4 实例验证

某市在某道路基础设施建设中，运用了BIM技术，解决实际施工难题。通过与业主单位的工程验收部负责人、建设办公室主任、普通工作者和施工单位的项目经理、总工程师、财务部部长、施工技术员，共计七人进行面谈和问卷调查，了解到本工程项目全寿命周期运用了BIM，并且属于不完全信息情况。考虑到总负责人、部门负责人和普通工作人员的问卷结果权威性和可靠度不同，因此对被问卷调查者的影响程度赋予不同的权重，如表1所示。

表1 某BIM项目被调查者影响程度权重

借助SPSS软件对问卷原始数据进行处理，结合被调查者影响程度的权重分别求出各项风险的加权平均值，数据处理最终结果如表2所示。

表2 某BIM项目讨价还价博弈的风险参数值

将风险参数值带入不完全信息动态博弈模型中求解，对于成本风险γa：

业主方名义承担的风险份额为：γ*=(1-1.14)/(1-1.10×1.14)+0.88×0.13=0.6656

施工方名义承担的风险份额为：1-γ*=(1.14-1.10×1.14)/(1-1.10×1.14)-0.88×0.13=0.3344。

业主方实际承担的风险份额为：γ*-0.88×0.13=0.5512。

施工方实际承担的风险份额为：1-γ*+0.88×0.13=0.4488。

其他风险求解过程同上，最终求解结果如表3所示。

表3 某BIM项目风险分配份额及转移份额

业主方实际承担的风险比最初提出承担的风险小，在讨价还价的谈判过程中将一部分风险转移给施工方，而施工方实际承担的风险通常会比最初提出承担的风险大，被迫接受业主方通过强势地位转移的风险。

5 结 语

在BIM项目中，业主方和施工方进行讨价还价的博弈谈判时，针对不同的风险类型业主方转移的风险不同，对于可控的风险，业主方转移的风险较多，针对不可控的风险，业主方向施工方转移的风险较少。双方的风险分配份额与风险系数、风险转移份额、谈判地位等有关。由于业主方和施工方在谈判中地位不对等，在完全信息动态博弈时，业主方掌握施工方的全部信息，因此会利用其强势地位向施工方转移更多的风险；在不完全信息时，由于业主方没有完全掌握施工方的信息，向施工方转移的风险是不确定的，在一个值域范围内，掌握的信息越多，转移的风险越大。因此在BIM项目的讨价还价博弈中，施工方应尽量不让业主方知道自身的底细；业主方应通过多种途径获得施工方的全部信息，以便在谈判中处于有利地位，减少自身风险，获得最大收益。业主方和施工方是BIM项目中最重要的参与方，通过构建两者基于谈判地位不对等的风险分配模型，为BIM项目中其他参与方之间的风险分配问题提供借鉴思路。

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