數(shù)字新基建下電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺搭建與應用

楊覃 余光秀 趙奎運

2020年，國家電網(wǎng)有限公司將“具有中國特色國際領先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”確立為引領公司長遠發(fā)展的戰(zhàn)略目標，并發(fā)布“數(shù)字新基建”十大任務，聚焦大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等領域，建設以云平臺、企業(yè)中臺、物聯(lián)平臺等為核心的基礎平臺，打造能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化創(chuàng)新服務支撐體系，建設以電力數(shù)據(jù)為核心的能源大數(shù)據(jù)中心。

當前，電力工程造價管理面臨新的機遇與挑戰(zhàn)，迫切需要進行信息化改革。特別是“單純造價控制”向“全生命周期成本最優(yōu)”轉(zhuǎn)變已成為電力工程造價管理的共識，傳統(tǒng)電力工程在造價計算過程中存在的計算量大、精確度低、更改頻繁、階段割裂等問題，已無法適應信息化時代電力工程造價管理的新要求。而建筑領域的BIM（Building Information Modeling）技術具有3D可視化、可模擬、全程管控的特點，能夠整合電力工程建設的多個階段信息，實現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)劃、三維設計、虛擬施工、協(xié)同管理、輔助運營的全生命周期工程管理和信息共享。本文依據(jù)數(shù)字新基建的建設背景，從全生命周期造價計算的視角，應用BIM技術，搭建集自動算量、計價、聯(lián)動更新、存儲、對比分析等功能于一體的造價計算數(shù)據(jù)平臺，為電力工程建設投資決策提供更精準的數(shù)據(jù)支撐，為電力工程造價管理信息化建設提供理論參考。

電力工程造價管理

電力工程全生命周期的造價管理包括建設期的造價管理和運營期的造價管理，具體內(nèi)容包括造價計算方式和造價控制方式兩個部分，如表1所示。

全生命周期造價計算

本文依據(jù)計算造價的內(nèi)容，應用BIM技術搭建電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺，此平臺涵蓋了建設期和運營期的造價計算，是全生命周期造價自動計算數(shù)據(jù)平臺。全生命周期的造價由工程各階段的造價集合組成，計算形式有兩種：單階段獨立造價計算和全生命周期聯(lián)動造價計算。

（1）單階段獨立造價計算。單階段獨立造價包括：①建設期，投資決策階段的投資估算、設計階段的設計概算和施工圖預算、招投標階段的工程量清單和招標控制價確定投標報價、施工階段的編制資金使用計劃、竣工驗收階段的竣工決算；②運營期，運營維護階段和拆除階段的技改檢修概預算及拆除工程的概預算，保修階段一般沒有相關資金編制需求。

單階段獨立造價計算主要有四個步驟：①工程量計算，根據(jù)設計圖紙及相關材料表計算工程量；②定額錄入，根據(jù)已計算工程量、設計提供的工程設計說明及相關材料表進行對應定額錄入；③費用計算調(diào)整，查詢相關政策文件調(diào)整相應的費率、稅率，查詢造價市場信息并更新材料設備的最新價格；④對比分析，可分為方案對比分析、標準價對比分析、預算投資對比分析和工程量對比分析。

（2）全生命周期聯(lián)動造價計算。根據(jù)在決策、設計、招投標及施工各階段設計方案的改動和調(diào)整，電力工程造價管理團隊進行可研估算、初設概算、工程量清單與施工圖預算及工程結(jié)算等的聯(lián)動修改與更新。

BIM技術支撐的造價計算

BIM技術具有可視功能、模擬功能、雙向關聯(lián)功能、協(xié)調(diào)功能與優(yōu)化功能，其應用主要包括專項應用、集成應用和協(xié)同應用。在電力工程造價方面，BIM技術的集成應用主要表現(xiàn)在三個方面：一是BIM技術能保證不同應用軟件之間能夠基于統(tǒng)一的模型和標準進行高效互用和信息互換，實現(xiàn)各單項應用的集成；二是集成云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動應用等先進信息化技術，形成對工程建設全過程的監(jiān)控、管理和決策等立體信息化體系；三是BIM技術與項目管理集成應用，有效解決企業(yè)之間、企業(yè)到項目、項目與項目之間的協(xié)同管理問題，實現(xiàn)了項目全生命周期數(shù)據(jù)的集成整合，實現(xiàn)了崗位作業(yè)層與管理及決策層信息化的有效結(jié)合。本文主要利用BIM技術的集成應用來構(gòu)建電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)自動算量、組價、更新、對比分析等功能。

電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺

基于全生命周期造價管理理論，將電力工程全生命周期的造價計算按階段劃分，借助BIM技術，構(gòu)建電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺，主要包括3D模型、單階段獨立造價計算模型和全生命周期聯(lián)動造價計算模型三個部分，如圖1所示。其中，3D模型能繪制和識別三維設計圖，單階段獨立造價計算模型能自動計算工程某個階段的造價投資，其核心是造價信息數(shù)據(jù)庫，通過庫中各功能模塊的聯(lián)接，對造價數(shù)據(jù)進行查找、識別、篩選、計算、匹配、分析、更新；全生命周期聯(lián)動造價計算模型由3D模型、單階段獨立造價計算模型組成，能同時聯(lián)動計算、更新電力工程各個階段的造價投資。

造價信息數(shù)據(jù)庫

依托BIM技術的專項應用、集成應用和協(xié)同應用，構(gòu)建集數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)分配、數(shù)據(jù)預警功能為一體的造價信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫主要包括六個數(shù)據(jù)模塊：計量數(shù)據(jù)模塊、計價數(shù)據(jù)模塊、市場數(shù)據(jù)模塊、標準造價模塊、造價方案存儲模塊和對比分析存儲模塊。

計量數(shù)據(jù)模塊。按照定額的分類方式導入相對應的工程量計算規(guī)則，包括計量公式、扣減規(guī)則、清單及定額中工程量的計算規(guī)則等，構(gòu)建符合我國電力工程計算規(guī)范和計價規(guī)范的計量數(shù)據(jù)模塊。

計價數(shù)據(jù)模塊。按照電力工程造價定額編制的類目進行分類和分項，導入每類工序?qū)亩~條目和定額選取計列規(guī)則。

市場數(shù)據(jù)模塊。按行政區(qū)域進行分區(qū)，每個分區(qū)分為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)單元和本地數(shù)據(jù)單元。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)單元中，聯(lián)動全國及各地方造價數(shù)據(jù)信息網(wǎng)，實時更新設備材料的市場價格；本地數(shù)據(jù)單元中，各地各單位可根據(jù)所獲取的行業(yè)資料（如行業(yè)設備材料季度價格、招標價格、財評價格及其他費用中的協(xié)議價格等）進行上傳，實現(xiàn)數(shù)據(jù)積累和共享。

標準造價模塊。根據(jù)標準設計方案自動生成標準造價。在標準造價數(shù)據(jù)模塊與市場數(shù)據(jù)模塊之間設置聯(lián)動。當市場價格信息隨時間變化時，在該模塊中會生成并儲存每個時點的動態(tài)標準造價版本。

造價方案存儲模塊。按行政區(qū)域進行分類，行政區(qū)域下再按工程類型和電壓等級進行細化，分類儲存全國各行政區(qū)域各類工程在各個階段的造價版本。

對比分析存儲模塊。自動進行設計方案、標準價、預算投資和工程量的對比分析，并將對比分析報告進行儲存。

單階段獨立造價計算模型

本文以設計階段或投資決策階段的造價計算為例。

1.模型構(gòu)建

依托BIM技術的集成應用，將目前已普遍應用的3D模型與構(gòu)建的造價信息數(shù)據(jù)庫相連接，搭建了單階段獨立造價計算模型，如圖2所示。

2.模型運作分析

（1）識別三維圖，計算工程量。將3D模型與造價信息數(shù)據(jù)庫中的計量數(shù)據(jù)模塊相關聯(lián)，3D模型對三維圖上構(gòu)件信息屬性進行識別，在計量數(shù)據(jù)模塊中找出對應的計算規(guī)則，并根據(jù)對應的規(guī)則進行內(nèi)部運算，得出工程各部分工序及構(gòu)件的工程量。根據(jù)設定的工程量清單計算規(guī)則、計價規(guī)則，形成工程量清單項目。最終形成完整的工程量清單，保存在造價方案存儲模塊中。

（2）匹配定額，形成本地預算。數(shù)據(jù)平臺程序?qū)⒆詣咏y(tǒng)計出的工程量清單與造價信息數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)，系統(tǒng)地對清單項目特征、施工組織方案等信息和計價數(shù)據(jù)模塊中的定額進行雙向識別，并根據(jù)每個分部分項工程及其所需要的構(gòu)件對定額進行篩選，建立兩者間的一一對應關系，按照設定的模板進行工程定額的匹配輸出，形成工程的本地預算版本，并保存在造價方案存儲模塊中。

（3）更新費用，形成市場預算。系統(tǒng)將形成的本地預算版本與市場數(shù)據(jù)模塊相關聯(lián)，根據(jù)規(guī)格、型號、類型等對本地預算版本中所列出的人、材、機信息與網(wǎng)絡實時更新的當?shù)卦靸r信息相對應，篩選出相匹配的價格信息，進行自動填錄。對本地預算版本中的其他費用子目、相關費率、稅率等在最新政策文件中進行篩選更新，從而得到調(diào)整人材機及相關稅費后的市場預算版本，并保存在造價方案存儲模塊中。

（4）聯(lián)網(wǎng)市場信息，更新標準造價。將標準設計方案放入單階段造價模型中，將會自動計算生成標準造價。在標準造價數(shù)據(jù)模塊與市場數(shù)據(jù)模塊之間設置聯(lián)動。當市場數(shù)據(jù)信息隨時間變化而變化時，標準造價模塊中的預算金額也隨之變動。在該模塊中會隨時生成該時點下的標準造價版本。

（5）提取數(shù)據(jù)，進行標準造價對比分析。系統(tǒng)將形成的市場預算版本與通用造價數(shù)據(jù)模塊相關聯(lián)，通過與動態(tài)的通用造價相對比，得出各項設計模塊的變動情況及其相應的具體工程量與造價變動分析，實現(xiàn)電力工程造價的精準控制。當工程的設計有比選方案時，系統(tǒng)還可以將造價方案存儲模塊中的比選方案的市場預算版本與推薦方案的市場預算版本相比較，做出工程各部分的工程量及造價變動分析，為工程方案決策提供依據(jù)。還可從造價方案存儲模塊中調(diào)取預算投資進行三算對比分析及工程量對比分析等。所有形成的對比分析輸出后保存在對比分析存儲模塊中。

全生命周期聯(lián)動造價計算模型

1.模型構(gòu)建

以單階段獨立造價計算模型為基礎，通過其自動造價計算功能，將全生命周期（包括建設期和運營期各個階段）的設計方案及數(shù)據(jù)在 3D模型中進行識別，則可自動計算出全生命周期所有階段的造價投資，形成全生命周期聯(lián)動造價計算模型，如圖3所示。

2.模型運行分析

（1）自動計算建設期造價。在電力工程建設期，3D模型對不同階段的三維設計圖進行識別，通過單階段獨立造價計算模型的運行，自動計算出投資決策階段的可研估算，設計階段的概、預算，招投標階段的清單和最高投標限價，以及施工階段的資金投資計劃和竣工階段的工程結(jié)算。

（2）測算生成運營期造價。在電力工程運營期，工程還會產(chǎn)生人工維護費、維修費、拆除費等運營成本。將3D模型、單階段獨立造價計算模型相聯(lián)接，可在投資決策階段，自動計算出包括可研估算和運營成本在內(nèi)的工程全生命周期造價投資，為投資決策提供完整的數(shù)據(jù)支撐，也可將運營期的技改檢修、拆除作為獨立的工程，自動計算各階段的造價投資。

（3）聯(lián)動更新全生命周期造價。當電力工程設計方案有所變動時，3D模型可對變更后的三維設計圖進行重新識別，工程全生命周期各階段的造價都會進行相應的聯(lián)動更新，由此形成每個階段的n個造價方案版本，便于追溯檢查，對比分析與造價控制。

結(jié)語

數(shù)字新基建下的電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺依托BIM技術，能夠通過三維模型識別自動統(tǒng)計工程量，極大地節(jié)約了人工算量的時間，且正確率較高；其自動匹配組價功能解決了人工篩選定額不夠精確的問題，使工程造價從人工化向自動化和智能化轉(zhuǎn)變。市場信息的聯(lián)動和自動更新，使得造價計算的精確性得到極大提升。從電力工程全生命周期來看，該平臺的建立能夠提升整個行業(yè)的全生命周期造價管理水平，使電力工程在最初的方案決策階段，不局限于僅從節(jié)約建設期造價成本來考慮設計方案，以致忽視后期更大的運營成本。同時，該平臺有利于從建設期到運營期進行全生命周期造價對比，并篩選最優(yōu)設計方案，促進各個階段造價計算的聯(lián)動，解決因涉及變動而產(chǎn)生的造價反復修改問題。

因此，完善BIM技術造價應用標準，充分利用電力工程全生命周期造價管理理論，逐步搭建電力工程造價計算數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)造價計算的自動化和智能化，提高造價編制與管理的精準性，滿足泛在數(shù)字新基建任務建設需要，適應電力行業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的新趨勢。P