基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型研究

黃小龍

摘 要： 針對(duì)輸變電工程建設(shè)的諸多不穩(wěn)定因素與復(fù)雜情況所造成的造價(jià)不確定問(wèn)題，結(jié)合輸變電工程特點(diǎn)，分析工程造價(jià)內(nèi)容與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，給出輸變電工程造價(jià)概率分布函數(shù)和蒙特卡洛算法框架，構(gòu)建基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。并對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算，得出變電站工程的造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，以及工程結(jié)余率為80%時(shí)的工程造價(jià)。

關(guān)鍵詞： 輸變電工程造價(jià)； 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估； 蒙特卡洛法； 計(jì)算仿真

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34； TP391.77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）20?0178?03

Abstract： The cost of power transmission project construction is uncertain due to the instable factors and complex situation. In combination with the characteristics of the power transmission project， the content and risk identification of project cost are analyzed. The probability distribution function of power transmission project cost and the framework of Monte?Carlo algorithm are given， and the Monte?Carlo method based risk evaluation model of power transmission project cost is constructed. The computer simulation and calculation are performed for the model to get the cost risk of substation project， and project cost that the surplus rate of the project cost is 80%.

Keywords： power transmission project cost； risk assessment； Monte?Carlo method； computational simulation

隨著輸變電工程建設(shè)的不斷增多，輸變電項(xiàng)目投資成本、環(huán)境復(fù)雜度和不確定因素也在不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致工程造價(jià)的不確定，且會(huì)面臨著工程項(xiàng)目延期、安全事故和停工等風(fēng)險(xiǎn)，所以需要結(jié)合輸變電工程特點(diǎn)，分析工程造價(jià)內(nèi)容與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，進(jìn)而構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型來(lái)評(píng)估影響各風(fēng)險(xiǎn)因素的大小。本文提出了一種基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)管理原則提出輸變電工程各個(gè)階段工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略[1?2]。

1 造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型建立

蒙特卡洛法是根據(jù)隨機(jī)過(guò)程與經(jīng)驗(yàn)建立概率分布模型，并設(shè)置參數(shù)來(lái)對(duì)輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析[3?4]。基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟為：

（1） 確定風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源，根據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)與各組成部分并結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源；

（2） 確定各風(fēng)險(xiǎn)源的概率分布，根據(jù)以往采集的輸變電工程數(shù)據(jù)資料，并加之各影響因素，確定風(fēng)險(xiǎn)的概率分布函數(shù)；

（3） 根據(jù)確定的概率分布函數(shù)，使用概率模擬軟件生成隨機(jī)數(shù)，從而基于蒙特卡洛模擬進(jìn)行各工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)源影響因素分析；

（4） 根據(jù)分析結(jié)果與規(guī)劃方案計(jì)算公式對(duì)各影響因素進(jìn)行匯總，得到風(fēng)險(xiǎn)的概率統(tǒng)計(jì)值；

（5） 進(jìn)行多次模擬即可得到風(fēng)險(xiǎn)模擬值。

1.1 輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

對(duì)輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別[5]，首先需要明確識(shí)別內(nèi)容，其包括對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分解，判斷是否有新風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行確定以及明確風(fēng)險(xiǎn)后果，其過(guò)程如圖1所示。政府、施工機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)公司等的變化均會(huì)對(duì)輸變電工程產(chǎn)生影響，故工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)管理需要有效的計(jì)劃與管理，嚴(yán)格審批核準(zhǔn)與驗(yàn)收多個(gè)關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)。

1.2 工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)概率分布特性

工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)概率[6?7]分布分為確定性分布和不確定性分布，其下面又可主要分為泊松分布、二項(xiàng)分布、三角分布、經(jīng)驗(yàn)概率分布、正態(tài)分布、均勻分布和盲數(shù)理論等。由輸變電工程特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)分析可知，輸變電工程造價(jià)分析概率分布多使用三角分布和經(jīng)驗(yàn)概率分布。三角分布的概率密度函數(shù)如下：

但實(shí)際情況觀察數(shù)據(jù)往往不足，使得概率分布估計(jì)不準(zhǔn)確，則需要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)預(yù)測(cè)，也可引入模糊分布，如三角分布數(shù)。三角函數(shù)分布函數(shù)如圖2所示。

1.3 工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

輸變電工程造價(jià)包括本體工程費(fèi)用，輔助設(shè)施工程費(fèi)用及其他費(fèi)用。由于本體工程費(fèi)用占整個(gè)輸變電工程造價(jià)的70%以上，故本模型以本體工程費(fèi)用為主要研究對(duì)象。同時(shí)，由于設(shè)備購(gòu)置費(fèi)因不同輸變電工程而異，因此本模型以工程安裝費(fèi)為最終研究目標(biāo)[8?9]。

設(shè)工程安裝中人力、機(jī)器、物料消耗量以及單價(jià)估算值分別為 [qr]，[qj]，[ql]，[pr]，[pj]，[pl]，則工程費(fèi)[Cz]為：

2 計(jì)算機(jī)仿真及模型測(cè)試

2.1 概率分布的確定

采用Crystal Ball軟件，基于各種風(fēng)險(xiǎn)影響指標(biāo)，確定的輸變電工程造價(jià)各個(gè)動(dòng)態(tài)子項(xiàng)目?jī)r(jià)格的概率分布及參數(shù)，如表1所示。

2.2 蒙特卡洛模擬結(jié)果

按照之前所述的基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型對(duì)某一項(xiàng)目工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果如圖4和圖5所示。

預(yù)測(cè)的工程造價(jià)目標(biāo)函數(shù)為[C=Ci]，其中Ci為各動(dòng)態(tài)子項(xiàng)目造價(jià)。在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行10 000次的模擬，從圖5中輸變電工程總價(jià)CDF分布圖可得到，在1 309.7～1 457.6萬(wàn)元之間頻率波動(dòng)最大，概率為90%。表2為蒙特卡洛的計(jì)算仿真結(jié)果，輸變電工程總價(jià)均值為1 381萬(wàn)元，標(biāo)準(zhǔn)差為45.2萬(wàn)元，則風(fēng)險(xiǎn)為3.3%，超概算風(fēng)險(xiǎn)較小。從計(jì)算仿真結(jié)果還可以看出，造價(jià)可能性最大的為1 419.1萬(wàn)元，此時(shí)結(jié)余概率為80%。endprint

3 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)輸變電工程建設(shè)的諸多不穩(wěn)定因素與復(fù)雜情況所造成的造價(jià)不確定問(wèn)題，分析工程造價(jià)內(nèi)容與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，給出了輸變電工程造價(jià)概率分布函數(shù)和蒙特卡洛算法框架。同時(shí)，構(gòu)建了基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，最后對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，得出輸變電工程的造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。

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