风险分析就是根据风险类型、获得的信息和风险评估结果的使用目的，对识别出的风险进行定性和定量分析，为风险评价和风险应对提供支持。风险分析中应该考虑的因素主要包括导致风险的原因和风险源、风险事件的正面和负面的后果及其发生的可能性、影响后果和可能性因素、不同风险及其风险源的相互关系、风险的其他特性等。
风险分析是在风险识别的基础上，针对识别出的风险源作出进一步的分析。风险分析一般要涉及事件发生的概率、后果的严重程度和主观判断三个方面的内容。其中，主观判断是前两个方面的综合，充分反映了风险的主观色彩，即不同的人或组织对风险有不同的感受和承受能力。
风险分析的方法往往因为项目的情况不同而不同，风险分析的方法可以分为定量分析和定性分析或者两种方法的组合。在具体的风险分析过程中，要针对具体问题的特点选择合适的风险分析方法。
4.6.1 常用的风险分析和风险评价模型
常用的风险分析和风险评价模型主要有：
1.层次分析模型
层次分析法（Analytical Hierarchy Process）是一种定性分析与定量分析相结合的解决多目标负责问题的决策分析方法。根据相关人员的工作经验判断各个指标之间的相对重要程度，并且给出每个决策方案的每一个标准的权重，采用各个指标的权数来确定方案的优劣次序。
层次间存在递进结构并且从高到低或者从低到高递进是层次分析法的基本假设。把复杂的问题拆分成若干个递进结构，从最低层次出发通过两两对比得出各因素的权重，通过由低到高的层层分析计算，最后计算出各方案对总目标的权数，为决策者提供决策依据是层次分析法的基本思想。
层次分析法的主要分析步骤包括：建立递进层次结构模型；构造比较判断矩阵；确定风险因素的相对重要程度；层次总排序和一致性检验；根据评价准则和综合重要程度进行最后的决策。
（1）递进层次结构模型的构造。
建立递进层次结构模型时，首先要明确所要处理的问题和明白各个因素之间的关系，然后将所要决策的问题层次化。一般可以将决策问题分为三个层次：总目标层是决策问题所追求的总目标；中间层是评判方案好坏的因素层；方案层是解决问题的方案或者相应的措施。
（2）比较判断矩阵。
比较判断矩阵的建立是层次分析法的核心。比较判断矩阵是通过两两比较矩阵中的因素得出的。如果上层的某一要素准则下有n个要素，则对准则可以得到n阶的比较判断矩阵，其形式如表4.8所示。
表4.8 n阶比较判断矩阵示意
比较判断矩阵中的元素表示从判断准则的角度考虑要素对要素的相对重要性，即表示某层第i（j）个要素对上一层次某一准则的重要性的权重。因此，比较判断矩阵A具有如下性质：
判断矩阵中A的元素aij可以利用评价者的知识和经验来估计出来。估计时，由于评价者的估计不是很精确，比较判断矩阵的最后一条性质不一定满足，因此，利用估计的判断矩阵进行决策前，必须进行一致性检验。对比较判断矩阵A中元素aij的确定可以通过对两个因素的两两比较结果进行量化的方法进行确定。
在此，采用T.L.Saatty引入1～9个标度的方法。如表4.9所示。
表4.9 判断矩阵中各元素确定的标度
从表4.9中可以看出，在构造判断矩阵时，只要给出n（n-1）／2个判断数值即可。
（3）对其进行一致性排序检验。
由于判断是估计的，不是很精确，并不能使比较判断矩阵每个要素满足
因此，必须进行一致性检验。一致性检验是通过计算一致性指标和一致性比率进行的。一致性比率为：
其中，R.I.是随机性指标，Satty构造了最不一致的情况，就是对不同n的比较矩阵中的元素，采取1／9，1／7，…，1，…，7，9随机取数的方式赋值，并且对不同的n采用了100～500个字样，计算其一致性指标，再求得平均值，作为随机性指标，记为R.I.。具体结果见表4.10。
表4.10 随机性指标R.I.数值
若一致性比率C.R.＜0.10，则认为比较判断矩阵中的一致性可以接受。权重向量W可以接受。
2.模糊综合评价模型
模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。模糊综合风险评价方法的基本思路是：综合考虑所有风险因素的影响程度并采用一定的方法对各个风险因素设置一定的权重，以区别其相对重要性。最后通过构建数学模型计算出各个风险发生的可能性程度，其中，可能性程度高者为风险水平的最终确定值。
模糊综合评价法分为一级模型和多级模型。
其中，一级模型的评估步骤如下：
（1）确定评价对象的因素集。
因素集是影响评价对象的各种因素所组成的一个普通集合。U＝｛u1，u2，…，un｝，其中，U表示因素集；ui（i＝1，2，…，n）表示各影响因素。
（2）建立评价集。
评价集是专家利用自己的经验和知识对项目因素对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合。V＝｛v1，v2，…，v3｝，其中，vi（i＝1，2，…，n）表示各种可能的评价结果。
（3）建立模糊关系矩阵。
模糊关系矩阵就是建立从U到V的模糊关系R。利用模糊统计的方法，由若干专家对各种因素rij进行评价，其中，得到模糊关系矩阵：
（4）确定权重集。
权重集体现了因素集中各个因素的重要性程度，一般通过对各因素Ui（i＝1，2，…，n）赋予一个相应的权数ai（i＝1，2，…，n），这些权数所组成的集合就是所谓的因素权重集合，也即权重集A＝｛a1，a2，…，an｝。风险综合评价过程中的一项十分重要的工作就是权重集中各个因素的权重的确定。同一个因素，如果给予不同的权重，最后的评价结果可能会有很大的差异。权重的确定方法主要包括根据人们的主观经验进行确定和根据隶属度的方法进行确定两种。
（5）模糊综合评判。
根据模糊综合评价数学模型进行模糊合成，就可以得出综合评价结果：
其中，B为模糊综合评价集。
若B中各元素的总和不等于1，则需对B进行归一化处理，即将B中的每个元素分别除以各元素的总和，得到归一化的矩阵B，作为综合评价的结果。
3.半定量化风险矩阵
人们常常将可能性L的大小和后果S的严重程度分别用标明相对差距的数值来表示，然后用两者的乘积反映风险程度R的大小，即R＝LS，其中，L表示事故发生的可能性，S表示事故的后果。表4.11至表4.13所示便是一个例子。
表4.11 事故发生的可能性
表4.12 事故后果
表4.13 风险等级划分（R＝LS）
4.6.2 城市供水系统风险分析和风险评价模型的选择
风险本身就是不确定性的一种表现，因此，在对风险进行分析的时候，许多风险源以及风险源的影响后果都具有很大的不确定性，如风险因素的不确定性以及风险源发生的可能性和危害性的不确定性等。
通过上面两种风险分析模型的介绍可知，层次分析法主要是基于专家的经验对各个风险因素的相对重要程度进行数值上的量化，并通过构造比较判断矩阵得出其权重。模糊综合评价法则是从影响评价指标的主要因素出发，根据判断对评价指标分别做出不同程度的综合模糊评价，并通过模糊数学的方法进行运算，从而得到定量综合评价的一种方法。其主要应用于概念边界不确定性比较强的复杂问题的定量分析。模糊综合评价法中的各个主要评价指标的权重确定，也是根据专家的知识和经验进行确定，因此具有一定的缺陷。而半定量化风险矩阵则是根据专家的经验对风险从可能性和危害性两个维度对风险进行打分，确定其风险值。本书中采用层次分析法、半定量化风险矩阵和模糊综合评价法相结合的方法来确定各指标体系的权重系数，各风险的风险值更加合理，从而提高模糊综合评价的准确性。
4.6.3 城市供水系统风险分析和风险评价模型的构建
我国供水系统的风险受到多种要素的制约，并且各种要素又可以分为若干层指标，各指标对整个系统的影响又各不相同，而且存在较大的不确定性。例如，我国的城市供水系统一般可以分为取水子系统、制水子系统、输配水子系统和二次供水子系统，并且每一个子系统的风险对整个供水系统风险的影响各不相同。并且每一个子系统的风险又可以分为若干类，在进行风险源识别的时候可以根据风险管理中第二类风险源的九大类对其进行分类，但每一个子系统中每一个类别的风险源的重要性又可以不相同。因此，在对城市供水系统风险进行风险分析和风险评价的过程中应根据供水系统的这种特点，采用层次分析法和模糊综合评价法结合对其进行风险分析和风险评价。
城市供水系统风险分析和评价模型的构建步骤如下：
1.构建城市供水系统风险评估指标体系
建立城市供水系统风险评价指标体系，首先需要对城市供水系统中存在的风险源进行辨识。风险识别是整个风险评估中的第一步，也是最基础的一步，只有全面地识别出供水系统中存在的风险源，才可以对城市供水系统进行有效的风险评估。
城市供水系统风险评估指标体系的构建可以根据城市供水系统风险源识别的风险源清单进行确定。
2.确定风险分析和风险评价对象集
P＝城市供水系统中的各类风险的风险程度
3.确定评价对象的因素集
评价对象的因素集即准则层的评价指标，以U来表示，U＝｛u1，u2，…，un｝。
4.建立评价集
评价集以v来表示，v＝｛v1，v2，…，vn｝＝｛较小风险，中等风险，较大风险，很严重风险｝
其中，评价集的确定应结合城市供水系统的风险准则来进行。风险准则如表4.14所示。
表4.14 城市供水系统制水子系统水质风险准则
（续表）
表4.15 城市供水系统制水子系统水量风险源
（续表）
根据风险准则设计的风险评估表如表4.16所示。
表4.16 城市供水系统制水子系统风险源评估表
注：风险值＝0.5×水质风险值＋0.5×水量风险值。
根据计算得出的风险值，通过专家讨论确定其风险等级，风险等级的划分如下：风险值为1～5的风险为较小风险；风险值为6～9的风险为中等风险；风险值为10～14的风险为较大风险；风险值为15～25的风险为很严重风险。
5.采用层次分析法和半定量化风险矩阵确定各风险因素的权重
计算各个风险因素的权重是综合评价的关键。层次分析法是一种典型的确定各个风险因素权重的方法。在此，利用层次分析法和半定量化风险矩阵相结合以最后计算出的各个风险因素的风险值来确定其权重。
6.建立模糊关系矩阵
单独从每个风险因素出发，请相关的专家根据以上建立的风险准则对风险进行可能性和危害性的赋值。一共邀请四名专家对风险源进行评估。即确定各个风险因素对各个备择集中各个指标的隶属度，从而得到每个风险因素的隶属向量rij（r＝1，2，…，n），其中，i表示准则层下的指标层，而j则表示准则层。rij表示因素Pij对m级评语的隶属度。
根据各个末级指标的隶属向量的单因素评价矩阵可以得到单因素评价矩阵R。
7.模糊综合评价
根据模糊综合评价数学模型进行模糊合成，就可以得出综合评价结果：
最后，根据隶属函数的最大原则，便可以确定整个城市供水系统的风险等级。
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