基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價(jià)預(yù)算方法

程 曼

(河南省山水水利工程有限公司，河南 開(kāi)封 475000)

在改革開(kāi)放進(jìn)程不斷深入的勢(shì)態(tài)下，我國(guó)人民的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力的需求急劇增加，為了保證電網(wǎng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，需要加強(qiáng)和改進(jìn)電力工程的建設(shè)。其中大規(guī)模地進(jìn)行抽水蓄能電站工程，已經(jīng)作為目前實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段之一。在國(guó)家水電發(fā)展的“十三五”規(guī)劃中，已經(jīng)明確指出，到2025年我國(guó)的抽水蓄能總裝機(jī)量要達(dá)到9000萬(wàn)千瓦，可以實(shí)現(xiàn)年發(fā)電量每小時(shí)在3萬(wàn)億千瓦的目標(biāo)[1]。

但在實(shí)際的施工建設(shè)過(guò)程中，抽水蓄能電站存在多種施工特點(diǎn)，包含涉及區(qū)域廣泛和施工條件差，以及占地面積大和建設(shè)周期長(zhǎng)等多個(gè)問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行全項(xiàng)目周期的管理。作為現(xiàn)代化的新型供電基地，如何有效地進(jìn)行抽水蓄能電站的工程建設(shè)，在施工全程中完成系統(tǒng)化和規(guī)范化管理，是當(dāng)下電站施工亟須解決的問(wèn)題之一。施工預(yù)算是控制工程造價(jià)的主要環(huán)節(jié)之一，良好的計(jì)價(jià)模式和預(yù)算方法能夠控制成本投入，能夠提高整體的施工質(zhì)量。而對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)最主要的內(nèi)容即為工程造價(jià)預(yù)算管理，在實(shí)際施工的各個(gè)項(xiàng)目組成部分中，對(duì)費(fèi)用支出情況進(jìn)行初步的分析和歸類，保證成本支出能夠和項(xiàng)目資源有效匹配。傳統(tǒng)預(yù)算方法在較長(zhǎng)的項(xiàng)目周期內(nèi)缺少全程跟蹤的及時(shí)性，對(duì)具體產(chǎn)生的項(xiàng)目規(guī)劃定位效果不佳，無(wú)法直接進(jìn)行匹配，在一定程度上加大了成本投入[2]。

模糊評(píng)價(jià)是以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在多層次和多因素的綜合管理下，產(chǎn)生了一種綜合性評(píng)價(jià)方法。運(yùn)用模糊聚類方式進(jìn)行復(fù)雜事物的評(píng)價(jià)，能夠較為全面地展現(xiàn)事物本身的影響因素，主要是模糊聚類產(chǎn)生的結(jié)果具有唯一性，即使涉及的影響因素在多個(gè)集合內(nèi)，產(chǎn)生的結(jié)果均不會(huì)發(fā)生變化，能夠具備較好的準(zhǔn)確性和可靠性。文章以此為基礎(chǔ)，研究基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工的造價(jià)預(yù)算方法，為實(shí)際施工過(guò)程中的預(yù)算情況提供理論支持，保證項(xiàng)目的成本投入起到具體效果。

1 基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價(jià)預(yù)算方法

1.1 明確抽水蓄能電站施工造價(jià)預(yù)算流程

在抽水蓄能電站的施工過(guò)程中，進(jìn)行有序的造價(jià)預(yù)算管理，需要在施工前進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的流程設(shè)定，對(duì)各部門以及各組人員的相關(guān)職能進(jìn)行分類，以此才能對(duì)劃分好的抽水蓄能電站施工項(xiàng)目，進(jìn)行每個(gè)工程項(xiàng)目的相關(guān)聯(lián)系性分析，完成統(tǒng)一的調(diào)度和管理。此次預(yù)算方法以模糊聚類為基礎(chǔ)，完成對(duì)施工全過(guò)程的造價(jià)管理[3]。

為保證電站的施工順利推進(jìn)，在原有的工程造價(jià)預(yù)算管理中，需要明確各項(xiàng)目預(yù)算的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，以及各個(gè)部門單位的工作職責(zé)。在初步預(yù)算后設(shè)定成本支出概念數(shù)目，將整體的工程造價(jià)下放給委托商，按照建設(shè)部門和設(shè)計(jì)部門以及審查部門和批復(fù)部門四個(gè)部門進(jìn)行文件傳遞，在完成各單位部門的確認(rèn)后進(jìn)行項(xiàng)目啟動(dòng)。在現(xiàn)階段在抽水蓄能電站施工中，造價(jià)管理項(xiàng)目的劃分較為細(xì)致，為解決多程序長(zhǎng)鏈條的全程化管理劣勢(shì)問(wèn)題，引入模糊聚類方式進(jìn)行項(xiàng)目的融合，以此完成對(duì)各類施工工程項(xiàng)目的清單預(yù)算[4]。

通過(guò)常規(guī)模式下抽水蓄能電站施工的基本信息，對(duì)施工工程造價(jià)的項(xiàng)目文件進(jìn)行集合劃分，以各類清單類型和費(fèi)用類型建設(shè)單獨(dú)集合模式。在此基礎(chǔ)上將工程項(xiàng)目所需的費(fèi)用清單，與施工文件進(jìn)行模糊矩陣關(guān)聯(lián)，對(duì)不同類型的抽水蓄能電站施工文件進(jìn)行拆分，生成同類型規(guī)格工程的預(yù)算清單內(nèi)容[5]。

1.2 基于模糊聚類自動(dòng)生成工程項(xiàng)目預(yù)算清單

根據(jù)抽水蓄能電站施工的所有工程文件，以歷史電站的施工文件作為預(yù)算管理調(diào)控案列，設(shè)置歷年的工程文件為Q1，Q2，…，Qq，其中用q表示當(dāng)下電站施工的項(xiàng)目工程文件數(shù)量，以此能夠得到工程項(xiàng)目的文件集合Q={Q1，Q2，…，Qq}。對(duì)每個(gè)項(xiàng)目集合的文件進(jìn)行拆分，按照工程造價(jià)的項(xiàng)目類型進(jìn)行分類，其中當(dāng)下的電站施工文件Qq，即可被分類成三個(gè)部分：電站施工基本信息合集、電站施工清單合集以及成本費(fèi)用支出合集[6]。

對(duì)分類完畢的項(xiàng)目設(shè)置各自的集合名稱，其中當(dāng)下電站的施工項(xiàng)目集合為Qq={Wq，Eq，Rq}，施工的基本信息合集用Wq來(lái)表示，電站施工清單合集用Eq來(lái)表示，成本費(fèi)用支出合集用Rq來(lái)表示。對(duì)每組工程項(xiàng)目的具體內(nèi)容進(jìn)行列舉，按照不同的施工預(yù)算流程和順序進(jìn)行排列，其中電站施工的集合具體內(nèi)容為：

(1)

(2)

(3)

1.3 實(shí)施全周期造價(jià)管理完成施工預(yù)算

對(duì)給出的電站項(xiàng)目施工集合中的每一個(gè)項(xiàng)目預(yù)算清單的內(nèi)容選項(xiàng)，均設(shè)定出一個(gè)未知的定論域，用A來(lái)表示，其中所列舉的集合選項(xiàng)都能夠在A中找到。任意一組項(xiàng)目?jī)?nèi)容均可以是該定論域中的模糊子集，設(shè)置為S，模糊子集內(nèi)的所有元素d可以在A中找到，即d∈A。根據(jù)模糊集合理論，通過(guò)模糊子集和定論域的所屬關(guān)系，二者能夠滿足一定屬于程度，可以表示為相關(guān)內(nèi)容具有所屬性[9]。

當(dāng)選擇的電站施工工程預(yù)算清單內(nèi)容，包含在設(shè)置的模糊子集S中，那么在確定函數(shù)關(guān)系為μS(d)=[0，1]時(shí)，表示d在S中的屬于程度，稱函數(shù)μS(d)為d對(duì)于S的隸屬度。而針對(duì)上述分類出的預(yù)算清單內(nèi)容，究竟每一種造價(jià)類型的隸屬程度如何，能夠被評(píng)定為哪一個(gè)級(jí)別，并沒(méi)有絕對(duì)的界線區(qū)別。將模糊理論合集應(yīng)用在預(yù)算造價(jià)中，直接將模糊概念的符合程度設(shè)置為各個(gè)項(xiàng)目的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，建立多個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的模糊分布等級(jí)。直接利用半梯形的偏小模糊集合等級(jí)劃分方式，統(tǒng)計(jì)出多個(gè)項(xiàng)目集合的隸屬程度，其表達(dá)式為：

(4)

式中，在已知的定論域A內(nèi)會(huì)存在不同的作用因素，分別表示為f和d，通過(guò)二者之間的關(guān)系變化能夠形成模糊因素的關(guān)系子集，表示為S={μ1，μ1，…，μi}。其中f為子集的作用因素，在其模糊推斷的過(guò)程中對(duì)每個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容能夠產(chǎn)生不同的權(quán)重值d，自動(dòng)生成為與之相關(guān)的模糊權(quán)重子集。對(duì)于抽水蓄能電站的施工工程預(yù)算，若得出的預(yù)算造價(jià)結(jié)果符合等級(jí)評(píng)價(jià)，則可直接將其作為預(yù)算是否合理的評(píng)斷標(biāo)準(zhǔn)，以完成對(duì)整個(gè)工期的不同項(xiàng)目類型成本管理[10]。至此，在明確抽水蓄能電站施工造價(jià)的預(yù)算流程基礎(chǔ)上，基于模糊聚類自動(dòng)生成工程項(xiàng)目預(yù)算清單，按照全周期實(shí)施項(xiàng)目的造價(jià)管理施工預(yù)算，完成基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價(jià)預(yù)算方法設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析

為驗(yàn)證此次設(shè)計(jì)的預(yù)算方法是否能夠在抽水蓄能電站施工的項(xiàng)目中進(jìn)行全方位的造價(jià)預(yù)算，選擇某省已經(jīng)開(kāi)發(fā)完畢的電站為測(cè)試對(duì)象，整理其從招標(biāo)到施工結(jié)束全周期的造價(jià)項(xiàng)目信息，對(duì)該項(xiàng)目的整個(gè)施工階段進(jìn)行造價(jià)預(yù)算，以此分析不同預(yù)算方法是否滿足項(xiàng)目初期的成本需求。

引入BIM技術(shù)全程跟蹤測(cè)試軟件，對(duì)抽水蓄能電站的施工工程造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，一般該項(xiàng)目工程造價(jià)可以分成五個(gè)部分，分別為：分部分項(xiàng)工程費(fèi)用、措施項(xiàng)目費(fèi)用、其他項(xiàng)目費(fèi)用、規(guī)費(fèi)以及稅金。利用測(cè)試軟件統(tǒng)計(jì)出項(xiàng)目工程的各分部費(fèi)用，并完成類別解釋，具體見(jiàn)表1。

表1 某省抽水蓄能電站的施工工程造價(jià)費(fèi)用匯總

根據(jù)表1，此次選擇的抽水蓄能電站施工工程，整體造價(jià)為3264萬(wàn)元，其中分部分項(xiàng)工程費(fèi)用占比最高，其他項(xiàng)目費(fèi)用清單金額為0，此外措施項(xiàng)目費(fèi)用支出占比較大的是安全施工費(fèi)用。以統(tǒng)計(jì)好的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行不同預(yù)算方法測(cè)試，為保證測(cè)試效果的準(zhǔn)確性，分別引入兩組傳統(tǒng)的預(yù)算方法進(jìn)行對(duì)照。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窃谌M不同的預(yù)算方法下，測(cè)試其對(duì)電站施工全過(guò)程的造價(jià)預(yù)算，按照不同的項(xiàng)目造價(jià)分類，對(duì)其費(fèi)用進(jìn)行預(yù)算，對(duì)比不同預(yù)算方法與實(shí)際費(fèi)用的貼合程度。

通過(guò)BIM測(cè)試平臺(tái)模擬電站的施工全過(guò)程，分別連接三組預(yù)算方法進(jìn)行項(xiàng)目的造價(jià)跟蹤。將實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)部分，第一部分測(cè)試為有效性測(cè)試，即三組預(yù)算方法在施工開(kāi)始前，是否能夠?qū)Ω鹘M分類的施工項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)算，初步完成成本的投入匹配情況。第二部分測(cè)試為準(zhǔn)確度測(cè)試，即在分類預(yù)算完成后，對(duì)比三組預(yù)算方法計(jì)算產(chǎn)生的預(yù)算結(jié)果金額，是否與項(xiàng)目本身的費(fèi)用相一致。

為保證測(cè)試的合理性，對(duì)三組預(yù)算方法所需時(shí)間和流程設(shè)定，均按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配，對(duì)施工工程項(xiàng)目的分類進(jìn)行預(yù)算，需要標(biāo)記出措施項(xiàng)目中的安全施工費(fèi)用，具體如圖1所示。

圖1 不同預(yù)算方法下施工項(xiàng)目費(fèi)用分類結(jié)果

根據(jù)圖1，在三組預(yù)算方法下對(duì)各類別的項(xiàng)目費(fèi)用，產(chǎn)生的管理結(jié)果各不相同。對(duì)于規(guī)費(fèi)和稅金兩個(gè)部分，三組預(yù)算方法得出的結(jié)果基本相同，且與樣本數(shù)據(jù)相一致。而從對(duì)其他項(xiàng)目分類來(lái)看，其中兩組傳統(tǒng)方法在其他項(xiàng)目清單預(yù)算中，均涉及了一部分費(fèi)用支出，同時(shí)措施項(xiàng)目的費(fèi)用預(yù)算與實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大差距。文章設(shè)計(jì)的預(yù)算方法，能夠?qū)φw的施工方案進(jìn)行模糊聚類分析，通過(guò)不同的項(xiàng)目管理完成權(quán)重分配，以此能夠?qū)Σ煌捻?xiàng)目費(fèi)用做到較準(zhǔn)確的預(yù)算，在五組項(xiàng)目費(fèi)用支出上，所產(chǎn)生的預(yù)算結(jié)果均與施工完成后的費(fèi)用相一致，說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的預(yù)算方法具有應(yīng)用效果。

為進(jìn)一步驗(yàn)證文章方法的準(zhǔn)確性，能夠在費(fèi)用支出上與施工資源進(jìn)行高度匹配，在多輪測(cè)試下反復(fù)論證預(yù)算結(jié)果與實(shí)際費(fèi)用支出的金額對(duì)比情況。按照上下浮動(dòng)在2萬(wàn)元以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，直接模擬施工全過(guò)程完成電站施工工程的總造價(jià)，具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同預(yù)算方法下電站施工總造價(jià)對(duì)比結(jié)果 單位：萬(wàn)元

根據(jù)表2，在文章設(shè)計(jì)的預(yù)算方法下，產(chǎn)生的項(xiàng)目費(fèi)用與實(shí)際支出較為相近，能夠?qū)φ麄€(gè)的電站施工造價(jià)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。而兩組傳統(tǒng)預(yù)算方法產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，費(fèi)用支出較高，在項(xiàng)目建造過(guò)程中預(yù)設(shè)的成本投入較多。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：以文章設(shè)計(jì)的預(yù)算方法進(jìn)行投入施工管理，能夠通過(guò)模糊聚類理論將項(xiàng)目完成具體的分類，綜合比較不同施工項(xiàng)目的成本支出，匹配出與之相符的投入資金，完成抽水蓄能電站建設(shè)施工項(xiàng)目的早期預(yù)算管理，產(chǎn)生的預(yù)算結(jié)果較比傳統(tǒng)方法有所降低，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

文章在分析模糊聚類概念的基礎(chǔ)上，為抽水蓄能電站的施工造價(jià)管理，重新設(shè)計(jì)了一個(gè)施工造價(jià)的預(yù)算方法，通過(guò)設(shè)定工程造價(jià)的預(yù)算流程，匹配造價(jià)項(xiàng)目的預(yù)算清單，完成全周期的模糊權(quán)重分類，進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的造價(jià)預(yù)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以某省實(shí)際施工完成的抽水蓄能電站為測(cè)試對(duì)象，在文章設(shè)計(jì)的方法預(yù)算的費(fèi)用計(jì)算過(guò)程中，可以合理調(diào)控施工過(guò)程中的資源，完成有序和按需分配，預(yù)算結(jié)果較傳統(tǒng)方法有所降低，具有實(shí)際應(yīng)用性。

但由于時(shí)間限制，在測(cè)試過(guò)程中僅僅只對(duì)匯總的費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，所得結(jié)果過(guò)于具體化，存在一定的不足之處。后續(xù)研究中會(huì)針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，可以直接跟進(jìn)項(xiàng)目組進(jìn)行費(fèi)用預(yù)算，以實(shí)際情況驗(yàn)證預(yù)算方法的有效性，為工程施工造價(jià)提供科學(xué)的理論保證。