本文是一篇项目管理论文，本文以交通运输类PPP项目为研究对象，从PPP项目发展现状、制度环境和实践意义为切入点，总结出当前PPP项目存在问题，分析项目容量和需求不确定性对项目资本结构的影响，进而探讨项目贷款决策问题。
1绪论
1.1研究背景与研究意义
1.1.1研究背景
PPP（Public-Private Partnerships）是公共部门与私营部门合作开发和运营项目并提供公共产品或服务的一种方式[1]，应用领域和范围越来越广泛。自20世纪80年代末以来，中国政府开始在能源和交通基础设施融资等领域应用PPP模式，三十多年来中国PPP数量和行业类型的显著增加。根据财政部PPP中心项目管理库数据，截至2022年3月，累计入库项目10248个、投资额16.2万亿元，图1.1表示2014年11月至2022年3月不同行业PPP项目投资额，图1.2表示中2014年11月至2022年3月不同行业PPP项目投资数量分布情况。
1.2研究内容与研究方法
1.2.1研究内容
针对1.1提出的研究问题，本文提出了项目容量视角下的PPP项目最优资本结构决策模型。在本文中，我们将重点考虑项目容量和需求不确定性，具体研究内容如下：
第一章，绪论。首先，详细描述了PPP项目政策背景与发展情况，总结PPP项目存在的问题；其次，提出本文的研究内容和研究方法；最后，论述了本文技术路线和创新点。
第二章，文献综述。本部分研究分为两个方向。其一，对PPP项目资本结构进行了研究，具体分为资本结构基础理论、影响因素和资本结构决策模型的研究。其二，对PPP项目容量决策进行了研究，包括需求不确定性以及不需求不确定下项目容量的研究。最后，通过对国内外文献分析，对目前已有的资本结构决策模型及影响因素进行总结探讨。
第三章，PPP项目贷款决策研究。市场的需求由于经济、政策和法律的变化而处于波动中，资本结构选择的关键是确定发起人（股东构成）、股权结构、债权比例（合理的债务水平）。PPP项目发起人确定以后，需要确定项目容量大小，预测市场需求，合理考虑需求风险之后确定债股比例。当PPP项目资本结构达到最优时，可实现项目收益最大化。首先，对模型的假设进行说明，定义相关参数；其次，构建需求不确定下资本结构选择模型，推导项目收益最大化模型，明确财务约束指标；最后，建立项目公司贷款决策模型和银行贷款决策模型，便于项目公司和银行相互博弈最初最优的决策。
第四章，算例分析。在财政部PPP中心项目管理库中选择一个实际案例，运用第3章各个贷款决策模型，模拟运营期的需求量，计算最优的贷款比例和放贷利率，利用图表进行分析，验证模型的有效性。
第五章，研究结论与展望。结合第4章算例分析结果，总结本文的研究内容，为PPP项目的项目公司和银行提供决策建议。最后，对本文的研究局限进行了分析，提出了未来的研究方向。
2文献综述
2.1 PPP项目资本结构
资本结构一般解释为各种债务（长期债务、短期债务）与权益之间的相对关系，本质上是指企业如何通过使用不同的资金来源为其整体运营和进展提供资金。PPP项目资本结构主要关注股权债权比例，这是很多PPP项目决策的重要参考因素。本文主要研究PPP项目公司的资本结构选择，主要包括资本金与债务资金规模、贷款比例及不同项目容量下资本结构等内容。PPP项目资本结构的理论研究源于公司资本结构的研究，学术界从不同的视角进行了深入研究，研究内容主要涵盖基础理论、影响因素和最优资本结构。
2.1.1资本结构基础理论
资本结构的理论研究起源于20世纪50年代，1958年Modigliani和Miller[12]提出了MM理论。该理论认为，在不考虑公司所得税、经营风险相同但只有资本结构不同的情况下，公司的市场价值与资本结构无关。当公司的债务比率从0增加到100%时，公司的资本总成本和价值不会发生变化，也就是说公司价值与企业是否负债无关，不存在最优资本结构问题。MM理论已经成为现代公司资本结构理论的基石和后续资本结构理论研究的逻辑起点。1963年，Modigliani和Miller[13]发表了修正的MM理论（含税的资本结构理论）。修正的MM理论认为在考虑公司所得税的情况下，由于债务利息是免税支出，可以降低综合资本成本，增加企业价值。因此，只要公司通过不断增加的财务杠杆效益来持续降低其资金成本，负债越多，杠杆越明显，公司价值就越大。MM理论提出之后，许多经济学家纷纷效仿，出现了一系列解决资本结构问题的理论。其中，大多数研究主要集中在权衡理论和优序理论方面，这也是资本结构的两个主要理论。权衡理论和优序理论是企业融资领域的两个经典资本结构理论[14]。权衡理论假设企业有一个最优的资本结构，平衡债务的收益（如利息税盾）和成本（如破产成本和代理成本），风险企业用较少的债务来降低财务困境的预期成本。相比之下，优序理论并不依赖于最优资本结构，它认为企业在融资时遵循等级制度，他们更喜欢债务而不是股权，所以高风险公司的杠杆率更高。在经过长期、丰富和深入的研究之后，资本结构理论衍生出许多新的理论体系，表2.1总结了主要的资本结构理论贡献。
2.2 PPP项目容量
项目容量是指项目所能满足市场需求的能力，关于PPP项目容量的研究主要从需求确定和需求不确定角度进行。本文主要关注交通运输类PPP项目，交通运输类项目容量是指在特定公路级别、特定服务水平等条件下道路的最大通行能力。市场需求是指在特定的地理范围、特定时期、特定市场环境，以及既定价格水平下，消费者愿意并且能够购买的产品数量。PPP项目是提供公共产品或服务的一种方式，PPP项目需求是指所有PPP项目在运营期间，消费者购买的PPP项目的服务或产品数量，如高速公路通行量、地铁客流量等。在PPP项目中，交通需求属于项目需求的一种，是指出于各种目的的人和物在社会公共空间中以各种方式进行移动的要求，本文模型中的交通需求特指每年高速公路的通行车辆总数。在交通运输项目容量的规划中，项目容量通常需要满足特定地区的交通需求，以适应地区经济水平发展，而每年的交通需求又是不确定的。目前学者们从需求确定角度和需求不确定的角度对项目容量进行了研究，为本文的研究提供了很好的参考和借鉴。
2.2.1需求确定下的项目容量研究
已有诸多国内外学者对需求确定下项目容量进行了研究，主要集中在交通运输容量、城市开发利用容量、发电容量、水资源容量和通信容量等不同领域。黄富民[48]从城市土地利用的角度，提出了一种基于交通容量约束下的城市规划方法，认为城市土地利用与交通容量之间存在相互推动、相互制约的关系。周杲尧[49]等人从交通容量的角度对控规阶段的用地开发强度进行评估，建立了控规单元交通容量测算模型，提出了城市用地开发强度进行规模控制的相关建议。Xu等人[50]针对受空间容量和资源运输时间约束的项目，建立了具有容量约束的项目调度模型。Liu和Lim等人[51]研究了具有转移时间的单位容量资源受限项目调度问题，开发了两种启发式算法，目的是找到一个满足优先关系、资源需求和资源转移约束的可行进度计划，从而使项目完工时间最小化Bockman等人[52]研究了小水电项目的投资时机和最佳容量选择，建立了投资决策的实物期权模型。他们发现不确定的价格会影响项目容量和投资规模，启动项目有一个独特的价格限制。如果当前电价低于该限制，则投资永远不是最优的；但高于该限制，则根据最优规模函数进行投资。
3 PPP项目贷款模型研究...............................18
3.1模型理论基础......................................18
3.1.1累积概率...................................18
3.1.2蒙特卡洛模拟................................20
4算例分析........................................34
4.1案例背景......................................34
4.2算例计算.....................................34
5研究结论与展望.............................46
5.1研究结论....................................46
5.2研究局限与展望............................47
4算例分析
4.1案例背景
津沧高速公路（部分路段）PPP项目（以下简称S6高速公路），建设内容是将津静立交至新收费站之间通道拓宽至双向六车道。项目包括道路、桥梁、排水、照明、绿化、交通工程及沿线设施等工程。全线共建设菱形立交2座、分离式立交2座、主线跨河中桥2座及辅道跨河中桥2座。项目全长为3.59公里，设收费站1座。
该项目建成后，能够从区域路网上解决交通拥堵问题，将有效降低城市交通拥堵，加强沿线组团与中心城区的快捷联系，进沿线区域的经济社会发展，支撑沿线地块的开发建设。该项目预估总投资15.99亿元，其中7.24亿元道路工程采用BOT模式建设，建设期2年，2018年9月28日项目开工建设，2020年10月30日项目交工验收，每年的投资计划比例为60%：40%，运营期10年。该项目工程量大、技术要求高、分块项目多，材料需求量大，建设衔接紧密，施工组织难度大。因此，本项目通过公开招标选择社会资本，由天津高速公路集团有限公司与中铁十四局集团有限公司（社会资本方）共同出资组建合营项目公司，授予合营项目公司以特许经营权。其中，天津高速公路集团有限公司出资11220万元，股权占比51%；中铁十四局集团有限公司出资10780万元，股权占比49%。中铁十四局集团有限公司负责天津市津沧高速公路（部分路段）PPP项目的投资、建设和运营，并在特许经营期满后按照移交标准对项目组织验收，将符合移交标准的项目设施无偿移交给市政府指定单位。在项目投融资建设运营过程中，社会资本方承担融资责任，确保项目公司融资资金及时到位，社会资本方承担本项目主要的建设责任和运营责任。
5研究结论与展望
5.1研究结论
本文以交通运输类PPP项目为研究对象，从PPP项目发展现状、制度环境和实践意义为切入点，总结出当前PPP项目存在问题，分析项目容量和需求不确定性对项目资本结构的影响，进而探讨项目贷款决策问题。文献综述论述了公司资本结构理论的发展历程，然后聚焦到PPP项目资本结构影响因素和研究现状，紧接着阐明项目容量和需求不确定性两大因素在资本结构选择中的重要性。在PPP项目贷款决策模型研究基础中，本文从现实失败案例和文献分析出发，确定项目容量和需求不确定性是项目贷款决策的关键因素之一，准确地预测未来的需求量和进行风险分析是PPP项目可持续发展的必要条件；结合累计概率和蒙特卡洛模拟基本理论，提出了一种评估PPP收费公路项目贷款决策的方法框架。在PPP项目贷款决策模型构建中，本文利用净现值法和非线性规划法，确定项目容量和需求量是模型的关键变量，应用蒙特卡洛模拟方法描述需求不确定性风险，分析与项目组成部分相关的财务可行性，使用非线性规划和概率分布生成情景，建立资本结构选择基础模型，并分别建立了项目公司和银行的贷款决策模型，计算需求风险下达到最优资本结构，以实现双方最大收益的均衡决策。最后，以津沧高速公路（部分路段）PPP项目案例作为算例背景，通过数值分析进一步验证模型的有效性和实际意义，结果表明该模型可以快速得出优化解。
PPP作为一种创新且广泛倡导的融资方式，通过使用商业投资和有效分配资源，促进了全球交通和基础设施项目的建设。项目资本结构的确定是PPP项目成功实施的关键问题[40]。本文提出了评估PPP收费公路项目资本结构决策的方法框架和项目容量视角下PPP项目贷款决策模型。需求的蒙特卡洛模拟提供了预测需求量的统计分布，为决策者提供需求量定量信息，建立了评估依据。最优资本结构的计算结果，为项目的贷款决策提供了重要参考，以便决策者做出完整的评估并制定相应的风险控制措施。因此，PPP项目的可持续发展必须慎重考虑项目的贷款决策。
参考文献（略）