基于大數(shù)據(jù)分析施工費(fèi)用成本變化趨勢

方 明 陸秋云 韋俊韜

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，廣西 南寧 530023）

近年來，電力體制改革不斷推進(jìn)，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)為電網(wǎng)企事業(yè)的發(fā)展提供了保障，成就了電網(wǎng)施工的高速發(fā)展，同時(shí)施工承包商間的競爭也越來越激烈，施工企業(yè)想要在電網(wǎng)行業(yè)內(nèi)立于不敗之地，勢必會采取一些有效的控制措施來降低施工成本，進(jìn)而滿足建設(shè)工程的需要。如何有效地控制施工成本成為施工企業(yè)面臨的重大問題[1]。而人材機(jī)的市場價(jià)格就成為施工企業(yè)投標(biāo)報(bào)價(jià)、控制施工成本、體現(xiàn)競爭力的關(guān)鍵因素[2]，施工企業(yè)有必要利用大數(shù)據(jù)分析人材機(jī)的價(jià)格變化趨勢，指導(dǎo)和規(guī)范投標(biāo)報(bào)價(jià)及施工成本的管控工作，使企業(yè)更長遠(yuǎn)地立足于電力行業(yè)。

本文依據(jù)建設(shè)行業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺“造價(jià)通”及全國建筑平臺發(fā)布的有效信息價(jià)格，選取對輸電網(wǎng)建設(shè)工程施工成本影響最大的人工、材料、機(jī)械單價(jià)信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、相關(guān)性分析及長遠(yuǎn)預(yù)測三個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)建設(shè)工程人材機(jī)價(jià)格變化趨勢的精準(zhǔn)預(yù)測，從而為施工投標(biāo)及成本發(fā)行有效管控提供一定的方法借鑒。

1 人工費(fèi)趨勢

本論文對成本變動(dòng)趨勢的分析主要采用回歸分析預(yù)測法，回歸分析預(yù)測法（Regression Analysis Prediction Method）是通過分析市場現(xiàn)象，找出自變數(shù)和因變數(shù)之間相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用預(yù)測分析的方法，建立變數(shù)之間的回歸方程式作為預(yù)測模型，根據(jù)自變數(shù)在預(yù)測期內(nèi)的數(shù)量變化，預(yù)測因變數(shù)的關(guān)系，預(yù)測的結(jié)果大多表現(xiàn)為關(guān)系相關(guān)，因此，回歸分析預(yù)測法是一種行之有效的、重要的市場預(yù)測法，當(dāng)我們需要對市場的未來發(fā)展?fàn)顩r和水平進(jìn)行短期的預(yù)測時(shí)，找到影響市場預(yù)測對象的主要因素，并收集與之相關(guān)的有效數(shù)據(jù)，就可以使用回歸分析預(yù)測法對其進(jìn)行預(yù)測、分析，從而得到具體的、實(shí)用的結(jié)果。

針對施工成本中的人工費(fèi)單價(jià)，首先收集、整理“全國綜合人工成本平均日工資”（NADW）近年來的數(shù)據(jù)，通過進(jìn)行回歸分析測算。

通過分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)在有效范圍內(nèi)符合多項(xiàng)式回歸。通過多項(xiàng)式回歸，即可對“全國綜合人工成本平均日工資”（NADW）現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行長遠(yuǎn)發(fā)展的合理預(yù)測。

通過對2016 年1 季度至2020 年1 季度全國各地區(qū)綜合人工成本平均日工資樣本數(shù)據(jù)（簡稱全國日工資）收集、整理，通過分析判定系數(shù)R2達(dá)到0.9998，接近于1；但人工工資并不完全以恒定的比率增加，從觀測數(shù)據(jù)可知，自2016 年以后全國日工資的增長幅度逐漸趨于平緩，這時(shí)候可以考慮采用乘冪趨勢線預(yù)測數(shù)值。雖然乘冪趨勢線的判定系數(shù)R2只有0.8931，整體擬合程度略低，但是局部擬合度較好。于是，可以確定兩種趨勢線的公式模型為y=mx+b 和y=cxb。

輸入待測值，通過試算得出全國綜合人工成本平均日工資的線性方程和乘冪方程。

運(yùn)用最小二乘法原理，又稱最小平方法，是通過求取最小化誤差的平方和，從而尋找到數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，將實(shí)測值y0與利用計(jì)算值(y=mx+b) (式1-1)（以線性模型為例，乘冪模型同理可計(jì)算）的離差(y0-y)的平方和〔∑(y0-y)2〕最小為“優(yōu)化判據(jù)”。

把(式1-1)代入(式1-2)中得:

當(dāng)∑(y0-y)平方最小時(shí),可用函數(shù)φ 對m、b 求偏導(dǎo)數(shù)，令這兩個(gè)偏導(dǎo)數(shù)等于零。

得到的兩個(gè)關(guān)于b、m 為未知數(shù)的方程組，解方程組得出：

這時(shí)把b、m 代入(式1-1)中，此時(shí)的(式1-1)就是我們回歸的線性方程，即

線性方程：y=2.0334x+145.93

同理可求出，乘冪方程：y=141.54x0.0745

進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)：

線性方程的判定系數(shù)R2為0.9998，接近于1，檢驗(yàn)通過。

綜合以上分析，將上述兩種趨勢曲線得到的數(shù)學(xué)模型輸入待測值，并對兩種曲線進(jìn)行算數(shù)平均值的計(jì)算。

使用回歸方程對其進(jìn)行回歸預(yù)測，由目前已知的全國綜合人工日平均工資預(yù)測至2021 年年末，由于采用的數(shù)據(jù)為每季度發(fā)布一次的數(shù)據(jù)，所以由2020 年2季度至2021 年第4 季度，預(yù)測期共7 期。

從預(yù)測可知，建筑業(yè)的人工成本隨著自然條件的變化而變動(dòng)，到2021 年第4 季度，全國綜合人工日平均工資將會達(dá)到194 元，比目前2020 年第2 季度的182 元上漲了6%。在有效的預(yù)測期內(nèi)，人工成本持續(xù)保持上漲的趨勢。

2 材料費(fèi)趨勢

對于材料成本，依據(jù)建設(shè)行業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺“造價(jià)通”數(shù)據(jù)抽選部分符合輸電網(wǎng)建設(shè)工程的主要材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，主要采用移動(dòng)平均法進(jìn)行材料成本趨勢預(yù)測[3]。

移動(dòng)平均法（moving average method）是以過去某一段時(shí)期的有效數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)加權(quán)平均處理的平均數(shù)，作為未來某時(shí)期預(yù)測值的一種方法。該方法需對前期歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均，并把計(jì)算的平均數(shù)據(jù)作為將來時(shí)期的預(yù)測值。

移動(dòng)平均可以表述為：

其中，F(xiàn)t+1是t+1 時(shí)的預(yù)測數(shù)，n 是在移動(dòng)平均值使用的歷史數(shù)據(jù)的總數(shù)目，即移動(dòng)時(shí)段的長度。

為了進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測，需要對公式中的每一個(gè)t 計(jì)算出相應(yīng)的Ft+1。對所有計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行集合，從而形成新的數(shù)據(jù)序列組。經(jīng)過多次（至少三次）的數(shù)據(jù)處理，即可揭示出歷史數(shù)據(jù)序列的變化規(guī)律。從得到的結(jié)果可看出，此數(shù)據(jù)的變化趨勢對比原始數(shù)據(jù)，變化幅度較小，屬于平滑技術(shù)。

通過觀測材料樣本數(shù)據(jù)可以看出，材料價(jià)格的曲線總體趨于平滑，同時(shí)也受到季節(jié)、周期變動(dòng)的影響；綜合考慮將采用移動(dòng)方式的平均值計(jì)算可以有效消除數(shù)值波動(dòng)影響。移動(dòng)平均數(shù)可以有效地消除實(shí)際數(shù)據(jù)值的隨機(jī)波動(dòng)，從而得到較為平滑的數(shù)據(jù)變動(dòng)趨勢，通過對歷史趨勢變動(dòng)的分析，可以預(yù)測未來一期或幾期內(nèi)數(shù)據(jù)的變動(dòng)方向[4-5]。

由于各元素的權(quán)重都相等，采用移動(dòng)平均法計(jì)算的公式如下所示：

式中：Ft——對下期的預(yù)測值；At-1——前期實(shí)際值；B1和B2分別表示前一年、前兩年同一季度的實(shí)際值。

例如，計(jì)算2020 年第三季度中砂的單價(jià)：

前期實(shí)際值（2020 年第二季度）At-1=87.15

前兩年同一季度實(shí)際值（2019 年第三季度）B1=87.22

前兩年同一季度實(shí)際值（2018 年第三季度）B2=87.10

語文教材中的文章都是作者基于現(xiàn)實(shí)生活的基礎(chǔ)上，凝結(jié)出的高于生活層面的智慧結(jié)晶。因此在語文閱讀教學(xué)中，教師要善于發(fā)現(xiàn)教材與生活的結(jié)合點(diǎn)，搭建生活與語文閱讀之間的橋梁，幫助學(xué)生從生活層面上對文章進(jìn)行還原，從而提升學(xué)生的閱讀熱情，幫助學(xué)生更加準(zhǔn)確地把握文章的精髓，對文章形成獨(dú)到的見解。

因此，F(xiàn)t=（87.15+87.22+87.10）/3=87.16

通過公式計(jì)算，將得到的預(yù)測數(shù)據(jù)展示如表1所示。

表1 消耗性材料單價(jià)預(yù)測數(shù)據(jù)

從預(yù)測趨勢可以看出，除鋼材處于波動(dòng)趨勢變化外，其余材料綜合價(jià)格基本保持持平。

3 機(jī)械費(fèi)趨勢

通過觀測機(jī)械樣本數(shù)據(jù)可以看出，機(jī)械價(jià)格的曲線總體趨于平滑，同時(shí)也受到季節(jié)、周期變動(dòng)的影響；綜合考慮將采用移動(dòng)方式的平均值計(jì)算可以有效消除數(shù)值波動(dòng)影響。通過移動(dòng)平均數(shù)值，可以消除實(shí)際數(shù)值隨著隨機(jī)因素的波動(dòng)，得到數(shù)據(jù)變化趨勢，通過分析歷史數(shù)據(jù)的變動(dòng)因素，即可預(yù)測未來多期的數(shù)據(jù)變動(dòng)趨勢。

由于各元素的權(quán)重都相等。那么使用移動(dòng)平均的計(jì)算公式如下所示：

式中，F(xiàn)t——對下期的預(yù)測值；At-1——前期實(shí)際值；B1和B2分別表示前一年、前兩年同一季度的實(shí)際值。

4 總結(jié)

本文依據(jù)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺發(fā)布的信息價(jià)格，結(jié)合回歸方程、移動(dòng)平均等數(shù)學(xué)模型，對影響施工成本最大的人工、材料、機(jī)械單價(jià)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、相關(guān)性分析檢驗(yàn)及模擬預(yù)測，構(gòu)建了一套人材機(jī)單價(jià)預(yù)測的模型，通過算例分析驗(yàn)證并預(yù)測了未來一年的價(jià)格走勢，主要結(jié)論如下：

1.施工費(fèi)用在未來整體水平仍趨于上漲，其中人工費(fèi)漲幅最大，材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)總體趨勢平穩(wěn)；而材料費(fèi)中的鋼材價(jià)格較其他材料價(jià)格波動(dòng)較大，鋼材價(jià)格的上漲對電網(wǎng)基建項(xiàng)目產(chǎn)生的影響較大。

2.近兩年來，又面臨著新一輪人材機(jī)上漲，施工企業(yè)建立一套分析價(jià)格走勢的系統(tǒng)是必要的，定量分析人材機(jī)價(jià)格上漲等因素對電網(wǎng)建設(shè)工程造價(jià)帶來的影響是各施工企業(yè)需要解決的難題。

3.本文的研究成果結(jié)合了預(yù)測模型的優(yōu)勢，整體預(yù)測結(jié)果精度高、誤差小，可為輸電網(wǎng)施工企業(yè)招投標(biāo)階段報(bào)價(jià)提供技術(shù)支撐，為工程成本精準(zhǔn)預(yù)測提供一定的借鑒方法。