国际工程风险智能预警与应对虚拟仿真实验

国际工程风险智能预警与应对虚拟仿真实验

实验要求

1）专业与年级要求

本实验属于东南大学工程管理本科专业的核心专业主干课《国际工程管理》，主要适用于工程管理方向学生。

项目对应的核心知识点与《国际工程管理》课程直接关联，也适用于《工程项目管理》、《工程合同管理》等课程的相关知识、能力要求的培养。通常安排在本科2-3年级学习。

（2）基本知识和能力要求

本课程的先修课程包括东南大学土木工程学院建设与房地产系开设的国家级精品课程、国家级精品资源共享课程《工程合同管理》，以及《工程管理概论》、《工程项目管理》等。

学生学习本门课程之前所需掌握的主要能力和知识结构包括：

要求学生掌握国际工程风险管理的主要流程。

要求学生初步了解风险预测的基本数学原理。

在实际教学中，本实验不仅应用于《国际工程管理》课程，相关实验环节还应用于团队开设的上述先修课程的实验教学。值得一提的是，由于本项目的知识角提供了大量文献、视频学习资料，因而上述先修课程的学生通过自主学习，也都能较好地完成本实验所有环节的实验任务。



教学成果

负责人袁竞峰为国家级一流本科专业、江苏高校品牌专业“工程管理”建设负责人。教学方面——作为主要参与人员参与教育部新工科研究与实践项目1项，主持教育部产学合作协同育人项目2项，获得江苏省工程管理专业青年教师授课竞赛特等奖1项，东南大学教学成果一等奖1项，国家一流课程“工程合同管理”主要参加者，参与建设中国大学MOOC课程4门。科研方面——主持中国工程院重大咨询课题子项目1项、国家重点研发计划子课题1项、国家自然科学基金项目4项，作为主要研究人员参与国家自然科学基金项目6项、中国工程院重点咨询课题1项。出版专著4本，发表相关学术论文100余篇。获中国建筑学会科技进步一等奖、钱学森城市学金奖优秀奖、江苏省企业管理创新成果二等奖等奖项10多项。

（一）代表性教学研究

（1）教学项目

[1] 2020年作为主要参与人参与教育部新工科研究与实践项目“土建类新工科人才的工程伦理意识与职业道德和规范研究”；

[2] 2019年主持教育部产学合作协同育人项目“面向房地产经营与管理的工程管理专业学生培养实践条件和实践基地建设项目”；

[3] 2018年主持教育部产学合作协同育人项目“面向智慧建造与运维的工程管理新工科创新型人才培养模式探索与实践”；

[4] 2019年国家级一流本科专业“工程管理”建设负责人；

[5] 2020年江苏高校品牌专业“工程管理”建设负责人；

[6] 国家一流课程“工程合同管理”主要参加者；

[7] 参与建设中国大学MOOC课程4门：“工程合同管理”“工程管理概论”“BIM技术创新与实践”“国际工程管理”。

（2）教学研究论文

[1] 袁竞峰, 邓小鹏,李启明,林艺馨.基于案例的国际工程管理课程研讨型教学模式探索与实践[J].大学教育, 2020,录用.

[2] 袁竞峰, 邓小鹏,李启明,林艺馨.国际工程案例管理与应用系统建设探索与实践[J].教育教学论坛, 2020,录用.

[3] 袁竞峰, 李启明,徐照.面向智慧建造与运维的工程管理“新工科”创新性人才培养模式构建[J].教育教学论坛, 2020,录用.

[4] 袁竞峰,李启明,邓小鹏,林艺馨.以能力培养为导向的国际工程管理课程双语教学改革[J].高等建筑教育,2013,22(01):102-108.

[5] 袁竞峰,李启明,杜静.高校工程管理“一体两翼”专业核心能力结构探析[J].高等工程教育研究,2014,(04):116-120.（CSSCI）

[6] 陆莹,李启明,袁竞峰.讨论式教学法在工程管理专业课程中的应用研究[J].教育教学论坛,2018,(42):159-161.

（3）教材

[1] 袁竞峰, 刘炳胜,黄伟,陆莹等.建设工程风险管理[M].北京:机械工业出版社, 2021.（“十三五”国家重点出版物出版规划项目）

[2] 刘炳胜, 肖艳,袁竞峰,李灵等.工程项目经济分析与评价[M].北京:中国建筑工业出版社, 2020.（住房和城乡建设部土建类学科专业“十三五”规划教材）

[3] 李启明, 袁竞峰,张星等.土木工程合同管理（第四版）[M].南京:东南大学出版社, 2019.（面向“新工科”课程教材，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，普通高等教育工程管理与工程造价专业“十三五”规划教材，江苏省培育优秀教材）

[4] 李启明, 邓小鹏,吴伟巍,袁竞峰.国际工程管理（第2版）[M].南京:东南大学出版社, 2019.（面向“新工科”课程教材，普通高等教育工程管理与工程造价专业“十三五”规划教材）

[5] 李启明, 黄有亮,袁竞峰.建设工程合同管理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2018.（住房和城乡建设部土建类学科专业“十三五”规划教材）

（二）学术研究

（1）科研项目

[1] 主持中国工程院重大咨询项目下设课题之专题“多维互动、双重导向的城市建设可持续发展系统性政策建议”；

[2] 主持国家重点研发计划子课题“自主BIM协同工作平台WEB技术应用研究”；

[3] 主持国家自然科学基金面上项目“智能型基础设施PPP项目平台模式研究：精准匹配、差别定价和动态监管”；

[4] 主持国家自然科学基金面上项目“PPP项目社会风险的机理分析、动态评估与综合治理研究”；

[5] 主持国家自然科学基金面上项目“PPP项目收益的形成机理、动态评估与调节机制研究”；

[6] 主持国家自然科学基金青年科学基金项目“基础设施PPP项目残值风险动态预测与监控方法研究”；

[7] 主持国家电网有限公司管理咨询项目“基于全寿命周期管理的非生产性房产管控模式研究”。

（2）科研论著

发表国内外高水平期刊论文100多篇，撰写著作4本。代表性成果如下。

[1] 袁竞峰, 林翰,夏侯遐迩,谢红,黄伟等.智慧城市建设与发展研究[M].北京:机械工业出版社, 2020.

[2] 邓小鹏, 袁竞峰,常腾原.国际工程政治风险评价与控制[M].南京:东南大学出版, 2017.

[3] 袁竞峰, 李启明,邓小鹏.基础设施特许经营PPP项目的绩效管理与评估[M].南京:东南大学出版社, 2013.

[4] Zhang L, Yuan J（通讯作者）, Xia N, et al. Improving Information Sharing in Major Construction Projects through OC and POC: RDT Perspective[J]. Journal of Construction Engineering and Management, 2020, 146(7): 04020068.

[5] Zheng C, Yuan J（通讯作者）, Zhu L, et al. From digital to sustainable: A scientometric review of smart city literature between 1990 and 2019[J]. Journal of Cleaner Production, 2020: 120689.

[6] Yuan J, Li X, Ke Y, et al. Developing a building information modeling–based performance management system for public–private partnerships[J]. Engineering, Construction and Architectural Management, 2020.

[7] Yuan J, Zhang L, Tan Y, et al. Evaluating the regional social sustainability contribution of public‐private partnerships in China: The development of an indicator system[J]. Sustainable Development, 2020, 28(1): 259-278.

[8] Yuan J, Ji W, Guo J, et al. Simulation-based dynamic adjustments of prices and subsidies for transportation PPP projects based on stakeholders’ satisfaction[J]. Transportation, 2019, 46(6): 2309-2345.

[9] Yuan J, Li X, Xiahou X, et al. Accident prevention through design (PtD): Integration of building information modeling and PtD knowledge base[J]. Automation in Construction, 2019, 102: 86-104.

[10] Yuan J, Li L, Wang E, et al. Examining sustainability indicators of space management in elderly Facilities—a case study in China[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 208: 144-159.

[11] Yuan J, Chen K, Li W, et al. Social network analysis for social risks of construction projects in high-density urban areas in China[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 198: 940-961.

[12] Yuan J, Li W, Zheng X, et al. Improving Operation Performance of Public Rental Housing Delivery by PPPs in China[J]. Journal of Management in Engineering, 2018, 34(4).

[13] Yuan J, Li X, Chen K, & Skibniewski M. J.. Modelling residual value risk through ontology to address vulnerability of PPP project system[J], Advanced Engineering Informatics, 2018, 38: 776-793.

[14] Yuan J, Xu W, Xia B, et al. Exploring key indicators of residual value risks in China’s public–private partnership projects[J]. Journal of Management in Engineering, 2017, 34(1): 04017046.

[15] Yuan J, Chan A P C, Xia B, et al. Cumulative effects on the change of residual value in PPP projects: A comparative case study[J]. Journal of Infrastructure Systems, 2015, 22(2): 05015006.

[16] 袁竞峰,尚东浩,邱作舟,李迁.不同回报机制下PPP项目社会风险涌现机理研究[J].系统工程理论与实践,2020,40(02):484-498.）

[17] 袁竞峰,陈振东,张磊,李启明,季闯.基于效用最大化的PPP项目社会资本社会风险决策行为研究[J].系统工程理论与实践,2019,39(01):100-110.

（3）科研获奖

[1] 2020年获江苏省哲学社会科学优秀成果三等奖（排2）；

[2] 2020年获中国管理学年会优秀论文奖（排1）；

[3] 2018年获江苏省企业管理创新成果二等奖（排4）；

[4] 2017年获中国项目管理优秀论文奖（排2）；

[5] 2016年获中国建筑学会科技进步一等奖（排2）；

[6] 2015年获钱学森城市学金奖（排2）；

[7] 2014年获江苏省哲学社会科学优秀成果三等奖（排1）。

（三）教学奖励

[1] 2021年获江苏省本科教育省级课程思政建设示范课程（排2）；

[2] 2021年获江苏省本科优秀培育教材（排2）；

[3] 2020年获国家一流线上课程（排2）；

[4] 2019年获国家一流本科专业建设点（排2）；

[5] 2019年获江苏省精品在线开放课程（排2）；

[6] 2019年指导学生获得全国大学生智能建造与管理创新竞赛一等奖（排1）；

[7] 2017年获得东南大学教学成果一等奖（排3）；

[8] 2017年指导学生获得江苏省本科优秀毕业设计（论文）一等奖（排1）；

[9] 2015年获得江苏省工程管理专业青年教师授课竞赛特等奖（排1）。



实验背景

1.实验的必要性及实用性

（1）培养具有国际化视野、家国情怀和使命担当的工程管理人才是对“一带一路”战略的积极响应，也是落实思政育人的重要措施

将“一带一路”国家重大战略思政元素内化为学生国际化视野是工程管理专业人才培养面向国家战略的必然要求。“一带一路”倡议提出以来，中国企业通过对外投资，加强与“一带一路”沿线国家的合作，践行互利共赢发展理念，迎来了新的发展契机和战略机遇。基础设施的互联互通是“一带一路”的重要内容与关键支撑，同时工程项目投资也是我国企业发挥建设强国优势、扩大国际竞争力的重要抓手。

同时，新冠肺炎疫情的全球蔓延以及贸易战等事件，致使国际工程市场面临全球经济和政治格局深度调整、全球基建市场短期下行等诸多不利因素带来的新问题和新挑战。国际工程的国别风险日益突出，体现在政府更迭、恐怖主义蔓延、传统安全风险及投资环境不佳、通货膨胀和汇率风险居高不下等方面。因此，有效的风险管理是国际工程成功的关键。聚焦风险管理展开国际工程管理实验，不仅是专业的核心要求，也能够培养学生化危机为契机的“居安思危”意识，使学生理解国际复杂形势以及中国建造走出去的挑战，树立家国情怀和使命担当。

（2）安全与复杂考量下的国际工程风险管理实验必须依托虚拟仿真开展

①国际工程位置遥远，组织学生赴实地开展相关实验成本高、周期长

②新冠肺炎疫情等重大公共卫生事件使实地实验中学生生命健康难以保证；

③贸易战等大国博弈背景下国际政治环境复杂，安全形势不容乐观，开展实地实验容易面临安全问题；

④国际工程风险管理全流程复杂、参与方众多，产生的风险事件不可逆，同时，工程全过程资料繁多且难以获取，相关原理与模型艰深晦涩，亟需情景化实验模式支持。

（3）本实验是对以《国际工程管理》为核心的专业主干课程群的支撑与拓展

《国际工程管理》课程综合工程项目管理、国际工程合同管理、国际金融与市场贸易以及各国工程相关法律规范等知识，为国际工程的决策和全过程管理提供理论基础和工具支持，是国内各高校工程管理专业以及东南大学工程管理国家一流本科专业的核心专业主干课。风险管理是《国际工程管理》课程的核心内容。团队遵照虚拟仿真教学实验项目“能实不虚，虚实结合”的原则，开发了国际工程风险智能预警与应对虚拟仿真教学实验系统，不仅利用人工智能、大数据等前沿技术与研究方法支撑了《国际工程管理》的课程教学，也是对《工程合同管理》《工程项目管理》《工程管理概论》等相关课程的教学内容拓展。

本实验不仅能使学生通过情景体验深入理解风险管理在国际工程管理中的重要价值，潜移默化地激发学生投身国际工程的情怀和使命感，培养“国际化视野”的创新意识与综合素质，也能使其掌握国际工程风险“识别-预警-应对”全流程知识点以及“智能分析”和“智能管控”能力。


设计原则

（1）教学内容设计兼顾知识学习和能力提升

实验方案采用风险“识别-预警-应对”的循序渐进式设计方法，充分考虑学生知识能力的培养，将知识学习和能力提升有机融合，引导学生通过容错探究式的实验过程得到个性化的实验结果，培养学生解决复杂问题的综合能力和探究式的思维方式。同时，将课程思政融入教学内容，实验情景设置在伊朗、伊拉克等“一带一路”沿线国家，引导学生就中国建造国际化等话题进行思考，树立学生的专业自信心、民族自信心，培养学生成为担当民族复兴重任的优秀人才。

（2）教学情景设计紧跟领域前沿和时代问题

教学情景中实验知识点源于课堂，但实验内容来源于国际工程风险管理领域前沿，与传统的“清单式、固定化”国际工程风险管理范式不同，本实验通过虚拟世界与现实世界的平行试验，为学生搭建集“主动型风险识别、超前型风险预警、智能型风险应对”为一体的风险管理新范式，实验仿真程序和模拟数据均来源于实践中的实际程序和实测数据。教学情景设置充分考虑国际工程风险管理的时代背景与实际情况，学生在与现实世界相对应的情景中可以反复实验、逐渐深入探究，容错率高，启发性强。

（3）教学方法设计注重以学生自主探究为中心

与传统的老师单向传输学生知识的教学方法不同，本课程利用虚拟仿真技术，构建多样化学习情景，使学生自主式、自助式学习，随着情景的逐渐深入，引导学生逐步探究教学内容，充分调动学生学习的兴趣和积极性，能够使学生更加深入地理解中国建造“走出去”的重要价值。将传统课堂教学方式改为情景体验式的实验教学过程，潜移默化地激发学生投身大国工程、服务国家战略需求的情怀和使命感。


实验目标


本实验以提高学生综合运用知识解决国际工程实际问题的能力为目标，结合国际工程管理课程的教学要求，融入工程项目管理、工程合同管理课程要素，针对国际工程管理实验成本高、周期长、风险事件不可逆等特征，通过“思想引领、知识传授、能力培养”三位一体虚拟仿真实验的设计，最终推进本专业培养服务国家重大工程战略的工程管理领军人才。实验后学生应该达到的思想、知识、能力水平如下。

1.培养“国际化视野”下努力使中国建造走出去的理想信念

通过虚拟仿真实验，培养学生的国际化视野，使其树立扎根专业、全球领先的远大理想信念。在思想的引领下，塑造学生运用国际工程风险管理理论解决国际工程管理现实问题的思维与意识，充分锻炼学生在管理决策建模和国际工程管理过程设计方面的创新能力，帮助学生深度挖掘管理问题和精准定位解决方案。通过国际工程情景再现，使学生了解国际环境并理解中国企业面临的国际化挑战，加强培养学生的创新意识、合作心态、职业道德，并理解智能化技术在国际工程风险管理中的发展方向和意义，提升学生学以致用、科学决策、合理管控的综合素质。

2.掌握国际工程风险“识别-预警-应对”全流程知识点

准确描述国际工程风险管理的流程、关键环节和基本方法；熟练掌握国际工程全过程风险分类和识别方法、国际工程风险评价与预警模型及原理、国际工程风险应对与管控的相关措施；运用案例推理法和专家打分法从以往案例以及当前案例场景中构建国际工程风险因素分类体系以及评价模型，预测风险发生概率和风险影响大小，实现风险预警；理解各模型参数的意义，通过调整参数得到仿真结果后，正确理解各种结果在国际工程风险管理中的现实意义；实时监测国际工程风险因素，制定差异化的风险应对计划。

3.拥有国际工程风险管理“智能分析”以及“智能管控”能力

①能够设计国际工程风险管理的工作流程以及与其他管理模块的界面；②能够运用风险清单法和案例推理法系统性提取风险因素，分析风险后果和风险损失程度等，得到国际工程风险因素关系图，智能识别和评价国际工程风险；③能构建贝叶斯网络，对国际工程风险传递过程进行仿真，得到风险概率，智能预测风险影响大小；④能够针对关键风险因素，进行智能化风险管控，通过相关案例的智能选取、推理与对标，制定优化的应对策略与管控措施，完成风险管理任务。

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图1“思想引领、知识传授、能力培养”三位一体实验设计


成绩评定

本实验针对考核点设计了实验成绩评价模型。以该模型为基础，系统可分别针对学生3个实验环节的完成情况进行自动评分，最后再按照3个实验环节分别占30%，20%和50%的权重计算学生的最终实验成绩。

每个实验环节的实验成绩评价标准如下：

一、“国际工程风险智能识别”环节（占总成绩30%）

（1）风险事件收集（12分）

完成所有12条风险事件的收集，1条1分，合计12分。

（2）风险网络构建（18分）

完成所有12个局部风险网络的构建，1个1.5分，合计18分。

二、“国际工程风险智能预测”环节（占总成绩20%）

（1）国际工程案例学习（10分）

每浏览完一个案例得2分，至少浏览5个案例，合计10分。

（2）国际工程案例匹配（6分）

每输入正确一个相关项目的属性值得1分，至少输入正确6个项目属性值，合计6分。

（3）风险等级计算（4分）

计算出的风险等级与该项目实际风险等级一致得1分，相差超过2级不得分，合计4分。

三、“国际工程风险智能应对”环节（占总成绩50%）

（1）国际工程案例学习（10分）

每浏览完一个案例得2分，至少浏览5个案例，合计10分。

（2）国际工程案例匹配（6分）

每输入正确一个相关项目的属性值得1分，至少输入正确6个项目属性值，合计6分。

（3）风险应对方案选择（12分）

针对每一个风险选择三个及三个以上应对方案得3分，合计12分。

（4）风险应对方案比对（16分）

每实验一次得到不同的风险应对方案组合得3分，实验5次得满分，合计16分。

（5）风险应对方案确定（6分）

得到的风险应对方案与该项目实际风险应对方案一致得6分，有三类风险的应对方案不一致不得分，合计6分。