基于VE-AHP的高速公路服務(wù)區(qū)改造成本控制優(yōu)化研究

高俊誠，趙 霞，陳海波，楊春霞

(1.太原科技大學(xué) 交通與物流學(xué)院，太原 030024；2.大連海億豐悅科技有限公司，遼寧 大連 116033)

隨著《交通強國戰(zhàn)略研究》[1]的開展，高速公路建設(shè)將繼續(xù)保持穩(wěn)健增長的勢頭。高速公路的建設(shè)為居民出行及貨物運輸帶來了巨大的便利，也為沿線服務(wù)區(qū)帶來了發(fā)展機遇。然而廣東省交通運輸廳開展的《關(guān)于廣東省高速公路服務(wù)區(qū)滿意度的調(diào)查問卷》[2]卻顯示近一半的被調(diào)查對象對服務(wù)區(qū)的滿意度僅為一般滿意，大多數(shù)被調(diào)查對象希望服務(wù)區(qū)能夠提供多樣化便民服務(wù)。對比歐美等國的高速公路服務(wù)區(qū)，我國現(xiàn)階段高速公路服務(wù)區(qū)運營模式相對單一；規(guī)劃落后滿足不了現(xiàn)代化交通運輸?shù)囊?；服?wù)區(qū)設(shè)計缺乏地域文化特色。《交通運輸部關(guān)于進一步提升高速公路服務(wù)區(qū)服務(wù)質(zhì)量的意見》[3]指出打造“布局合理，經(jīng)濟實用，標(biāo)識清晰，服務(wù)規(guī)范，安全有序，生態(tài)環(huán)?！钡默F(xiàn)代化服務(wù)區(qū)，滿足公眾高品質(zhì)、多樣化服務(wù)需求。因此服務(wù)區(qū)亟需根據(jù)新時代交通文化發(fā)展要求進行升級改造建設(shè)。

針對服務(wù)區(qū)規(guī)劃與設(shè)計，國內(nèi)外諸多學(xué)者有著不同的研究和見解。丁淑巍等[4]基于馬斯洛需求層次理論探討了未來服務(wù)區(qū)功能拓展的方向。高建平等[5]建立了基于主成分分析的高速公路開放式服務(wù)區(qū)功能定位方法。Choongwan Koo等[6]開發(fā)了一種著重于高速公路服務(wù)區(qū)盈利能力的決策支持系統(tǒng)來確定高速公路服務(wù)區(qū)的最佳規(guī)模。Miao Yu等[7]將服務(wù)區(qū)零散的業(yè)務(wù)聯(lián)系到服務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了服務(wù)區(qū)的整體優(yōu)化。上述研究成果可適用于新建服務(wù)區(qū)，對已有服務(wù)區(qū)的升級改造指導(dǎo)有限。高速公路服務(wù)區(qū)綜合樓和站房是服務(wù)區(qū)的核心，對其重新進行功能劃分和裝修是目前較為便捷的手段，能用較少的成本達到便民的目的。在此過程中，室內(nèi)裝飾裝修的施工成本控制是一個難題。目前對于成本控制的研究以建筑施工和路橋施工為主。王雁[8]利用粗糙集理論控制地震災(zāi)后民用建筑重建施工成本。武曉芳[9]通過控制影響瀝青路面性能的因素來控制瀝青路面的施工成本。高速公路服務(wù)區(qū)及其綜合服務(wù)樓改造兼具土建和路橋兩行業(yè)的特點并有著其自身的特殊性，建設(shè)需要在主動服務(wù)規(guī)劃理念下，綜合考慮該區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、路線經(jīng)過的城市位置與規(guī)模、路線交通性質(zhì)、當(dāng)?shù)刈匀痪坝^、互通立交的位置、不同設(shè)施的合并設(shè)置以及路線的線形、地形、給排水、維修管理、建設(shè)費用等諸多要素[10]。因此，相關(guān)理論和方法并不能直接引用。

圖1 VE-AHP模型

1 基于VE-AHP的改造成本控制優(yōu)化模型

本文遵循的VE-AHP應(yīng)用于高速公路服務(wù)區(qū)改造成本控制流程圖見圖2.

圖2 VE-AHP高速公路服務(wù)區(qū)改造成本控制流程圖

1.1 高速公路服務(wù)區(qū)功能指標(biāo)體系

高速公路服務(wù)區(qū)通常由綜合服務(wù)樓、衛(wèi)生間、停車場、加油站、維修間等部分組成。本文實地調(diào)查陜西省內(nèi)12條國家級高速公路所屬40個高速公路服務(wù)區(qū)(停車區(qū))現(xiàn)況，總結(jié)出從布局、設(shè)施、服務(wù)三方面建立服務(wù)區(qū)功能指標(biāo)體系，詳見表1.

表1 高速公路服務(wù)區(qū)功能指標(biāo)體系

1.2 服務(wù)區(qū)綜合服務(wù)樓精裝修功能評價指標(biāo)體系

在已建立的高速公路服務(wù)區(qū)功能指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上結(jié)合綜合服務(wù)樓基本功能和拓展功能，從整體出發(fā)制定符合服務(wù)區(qū)綜合服務(wù)樓室內(nèi)精裝修升級改造特性的功能評價指標(biāo)體系，詳見圖3.

圖3 室內(nèi)精裝修項目功能評價指標(biāo)體系

1.3 計算各功能指標(biāo)權(quán)重

(1)組織專家對各層指標(biāo)打分以構(gòu)造判斷矩陣：

A=(apq)m×m(p，q=1，2，…，m)

判斷矩陣A應(yīng)符合正矩陣?yán)碚摰奶攸c:

(2)利用Aω=λω求出最大特征根λmax及對應(yīng)的特征向量ω=(ω1，ω2，…，ωm)T，進一步進行歸一化處理后即為指標(biāo)的權(quán)重向量。

(3)對判斷矩陣A進行一致性檢驗：

若CI=0，說明該判斷矩陣具有完全一致性，權(quán)重向量有效；一般情況下當(dāng)CI≤0.1時，判斷矩陣的一致性也是可以通過檢驗的；否則，需要重新構(gòu)造判斷矩陣。

1.4 計算各分項工程的功能系數(shù)

組織專家對各分項工程對應(yīng)的功能指標(biāo)進行打分并求出其平均分，后結(jié)合權(quán)重求出其功能得分Si：

其中，Sij為第i項分項工程中指標(biāo)j的得分；ωij為第i項分項工程中指標(biāo)j的權(quán)重。

綜合整理出各專家打分后的各分項工程的功能得分，求出各分項工程的功能系數(shù)Fi：

1.5 計算各分項工程的成本系數(shù)

已知各分項工程的造價以及施工總造價，由各分項工程成本除以總成本即得到各分項工程的成本系數(shù)，計算公式為：

其中，Ci為第i項分項工程的成本系數(shù)；ci為第i項分項工程的成本；n為分項工程的個數(shù)。

1.6 計算各分項工程的價值系數(shù)

已知各分項工程的功能系數(shù)Fi和成本系數(shù)Ci，求出各分項工程的價值系數(shù)Vi:

2 應(yīng)用實例

2.1 工程概況

某高速公路服務(wù)區(qū)占地2.2×105m2，規(guī)劃總建筑面積18 000 m2，集停車、如廁、加油、汽修、餐飲、購物、住宿、信息查詢等服務(wù)項目為一體。綜合服務(wù)樓共三層，總建筑面積6 300 m2，一層為公共休閑自助餐區(qū)，二層為民俗文化創(chuàng)意展示區(qū)，三層為商務(wù)住宿區(qū)。作為地區(qū)示范性高速公路服務(wù)區(qū)改造升級工程，本次綜合服務(wù)樓改造從社會層面、經(jīng)濟層面都有著較高的意義，因此對于施工成本的管控需要加強研究。

2.2 計算功能評價指標(biāo)向量

根據(jù)已制定的項目功能評價指標(biāo)體系，結(jié)合項目具體情況和要求，采用9度標(biāo)度法構(gòu)建判斷矩陣A:

歸一化處理后求得功能權(quán)重向量ωA：

ωA=(0.594，0.249，0.157)T

根據(jù)計算得判斷矩陣最大特征值λmax=3.042，檢驗一致性知該判斷矩陣可通過一致性檢驗：

分別構(gòu)造指標(biāo)層判斷矩陣B1、B2、B3:

歸一化處理后求得權(quán)重向量為：

ω1=(0.659，0.185，0.156)Τ

ω2=(0.667，0.333)Τ

ω3=(0.250，0.750)Τ

根據(jù)計算得判斷矩陣B1、B2、B3的最大特征值分別為3.03、2.00、2.

檢驗一致性：

CI1=0.015<0.1

CI2=0

CI3=0

驗算知三個判斷矩陣均具有一致性，通過檢驗。

由此可計算得該項目功能評價指標(biāo)向量：

ω=

(0.391，0.110，0.093，0.166，0.083，0.039，0.118)Τ

2.3 計算各分項工程成本系數(shù)和功能系數(shù)

該服務(wù)區(qū)綜合樓室內(nèi)精裝修工程預(yù)算直接費為4 326 997.58元，按照百分比法選取各分項工程直接費占總預(yù)算費用較高的八項分項工程為價值研究對象，這八項分項工程分別為：石材墻面、樹脂板墻面、乳膠漆墻面、塊料墻面、纖瓷板墻面、硅鈣板吊頂、塊料樓地面、石膏板吊頂。具體費用參見表2，進一步可計算出各分項工程成本系數(shù)。

表2 各分項工程造價費用表

針對以上八項分項工程，邀請5位行內(nèi)專家以十分制打分法對照功能評價指標(biāo)體系中的7項指標(biāo)對八項分項工程進行打分，由此可得打分矩陣。表3為專家1的打分。

表3 各分項工程功能評分表(專家1)

將計算出的專家1的得分矩陣進一步整理得表4即各分項工程的功能的分，依次計算出5位專家的功能得分，求和得出Si即各分項工程的功能的分，在求出功能得分的基礎(chǔ)上可求出功能系數(shù)，詳見表5.

表4 分項工程功能得分計算表(專家1)

表5 各分項工程功能系數(shù)

專家1的打分矩陣為：

專家1的功能得分矩陣為：

S1ω1=

2.4 計算各分項工程價值系數(shù)

已經(jīng)求出了各分項工程的成本系數(shù)以及功能系數(shù)，最后求出各分項工程的價值系數(shù)，詳見表6.

表6 價值系數(shù)計算表

2.5 確定改進對象

對比價值系數(shù)計算表可以看出塊料樓地面的價值系數(shù)最優(yōu)，其價值系數(shù)為1.024≈1，表示該分項工程的功能和成本匹配較為相當(dāng)。石材墻面、樹脂板墻面、乳膠漆墻面、塊料墻面以及纖瓷板墻面的價值系數(shù)均大于1，表明這三項分項工程在整個系統(tǒng)里發(fā)揮著比較重要的功能但是對比其自身的功能，所耗費的成本并不是很多。價值系數(shù)小于1的分項工程有硅鈣板吊頂和石膏板吊頂，說明這兩項分項工程為保證自身功能需要耗費不小的成本，其實現(xiàn)功能所需的成本大于其功能，占用了較多的當(dāng)前成本，應(yīng)降低其實現(xiàn)功能所占用的相應(yīng)成本。因此選擇這兩項為重點改進對象。

現(xiàn)選取石膏板吊頂為改進對象，對其綜合單價進行分析，得知綜合單價中占比最高的一項為“裝配式U型面層規(guī)格600×600跌級不上人型”。

現(xiàn)對子目中造價最高的一項“裝配式U型面層規(guī)格600×600跌級不上人型”的單價組合展開分析，進一步整理得表7.由表可知，耗費最高的是材料費，所占比例高達76%，而其中占比最大的是輕鋼龍骨，所占比重高達74.56%，可見是石膏板吊頂中最重要的材料。通過詳細分析，如果在制定施工材料采購時多進行篩選比較，可從廠商信譽、配送距離、材料質(zhì)量、材料價格這幾個方面結(jié)合價值工程理論再深入進行分析優(yōu)化，最終選擇出最物美價廉的施工材料，那么，如果將輕鋼龍骨采購價降低5%，總成本則會相應(yīng)降低3.73%，可在滿足必要功能的前提下實現(xiàn)成本的節(jié)約，總體價值也會相應(yīng)有所提高。

表7 裝配式U型，面層規(guī)格600×600跌級不上人型單價分析

3 結(jié)語

為打造符合新時期智能交通運輸一站式服務(wù)體系要求的現(xiàn)代化高速公路服務(wù)區(qū)，本文對高速公路服務(wù)區(qū)綜合服務(wù)樓進行升級改造。基于服務(wù)區(qū)綜合服務(wù)樓自身特性和發(fā)展要求，在“綠色建筑”的號召下結(jié)合實際運用VE-AHP法建立了一套符合高速公路服務(wù)區(qū)綜合服務(wù)樓的改造成本控制模型，對綜合服務(wù)樓改造方案進行了優(yōu)化，節(jié)約了其升級改造建設(shè)中的施工成本費用，實現(xiàn)了用最低的成本滿足必要功能的目的。研究成果為繁復(fù)的服務(wù)區(qū)單體建筑施工成本管控優(yōu)化工作提供了清晰的解決思路，為建設(shè)滿足綠色可持續(xù)的綜合性高速公路服務(wù)區(qū)提供施工成本優(yōu)化工作的參考。