地鐵車站建設(shè)進(jìn)度及投資控制研究

陳曉娟

（徐州地鐵集團(tuán)有限公司,江蘇 徐州 221000）

0 引言

地鐵車站的建設(shè)進(jìn)度和投資控制是城市交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和管理中的關(guān)鍵問題，直接影響著城市的可持續(xù)發(fā)展和居民的生活質(zhì)量。地鐵作為一種高效、環(huán)保的交通方式，在城市建設(shè)和管理中扮演著重要的角色，因此，確保地鐵車站項目按計劃順利進(jìn)行、控制投資成本的合理性至關(guān)重要[1]。通過全面研究地鐵車站建設(shè)進(jìn)度及投資控制，可以更好地理解和應(yīng)對城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的問題，推動城市交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 工程概況

某地鐵車站工程位于當(dāng)?shù)爻鞘薪煌ňW(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點。該地鐵車站的工程規(guī)模龐大，涉及多方面要素。該地鐵車站站點總長284 m，工程的投資金額達(dá)數(shù)億元，站點面積廣泛，包括車站大廳、站臺、通道、出入口、候車區(qū)域等多個功能區(qū)域，主要構(gòu)成部分包括地下結(jié)構(gòu)、站點設(shè)施、軌道系統(tǒng)、通信信號設(shè)備、供電系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。隧道采用了BIM 技術(shù)，提高了設(shè)計和施工的協(xié)同性，降低了項目風(fēng)險。

2 地鐵車站工程結(jié)構(gòu)分解

地鐵車站工程的結(jié)構(gòu)分解是確保項目管理和實施成功的關(guān)鍵步驟，通過按照系統(tǒng)原理將項目細(xì)化分解，可以更好地理解各個組成部分的相互關(guān)系和依賴性[2]。目前，項目管理主要采用三種不同的分解結(jié)構(gòu)方法，分別是項目分解結(jié)構(gòu)（Project Breakdown Structure，PBS）、工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）和組織分解結(jié)構(gòu)（Organization Breakdown Structure，OBS）[3]。PBS 是將項目分解成若干部分或細(xì)項，以確保捕捉完成項目工作范圍所需的工作要素，更好地控制和監(jiān)督項目的執(zhí)行。WBS 是按照從總體到細(xì)節(jié)的原則，根據(jù)項目的總?cè)蝿?wù)和工程系統(tǒng)的范圍，將項目逐層分解，確保項目的目標(biāo)和范圍得到清晰定義。OBS 則是根據(jù)不同的工作分工和類別，對工作的層級結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并將工作包與項目不同部門或單位有機(jī)聯(lián)系在一起，以便更好地協(xié)調(diào)和合作。

該文采用WBS 對地鐵車站工程進(jìn)行分解，主要分為以下部分：場地平整、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土方開挖、主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。以便于管理和組織地鐵車站工程的各個方面，確保項目能夠按照既定的目標(biāo)和范圍順利進(jìn)行。地鐵車站的工作分解結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 地鐵車站土建工程工作分解結(jié)構(gòu)圖

3 地鐵車站建設(shè)進(jìn)度及投資影響因素分析

地鐵車站建設(shè)進(jìn)度和投資控制的影響因素較多，特別是在建設(shè)前期，各種因素可能對項目的進(jìn)展和投資目標(biāo)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。該文選取并分析一致性影響因素和差異性影響因素，具體見表1。

表1 地鐵車站進(jìn)度及投資建設(shè)影響因素

綜合考慮一致性和差異性因素，地鐵車站建設(shè)的進(jìn)度和投資目標(biāo)應(yīng)在項目初期進(jìn)行全面評估和規(guī)劃，同時，項目管理過程中，需要靈活應(yīng)對各種變化和挑戰(zhàn)，以確保項目按計劃推進(jìn)并保持投資控制。

4 進(jìn)度及投資目標(biāo)預(yù)測

地鐵車站工程項目具有獨特性、復(fù)雜性和多樣性，根據(jù)該地鐵車站的工程特點，由于該地鐵車站工程進(jìn)度和投資的影響因素較多，而BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢，即BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射能力，能夠有效地反映各種因素之間的非線性關(guān)系。因此，該文采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測地鐵車站工程的進(jìn)度和投資控制目標(biāo)。

BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用于解決回歸和分類問題，它由輸入層、隱含層和輸出層組成，通過權(quán)重調(diào)整和反向傳播算法來訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，使其能夠從歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并做出預(yù)測[4]，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

4.1 預(yù)測模型構(gòu)建

為了建立預(yù)測模型，需要準(zhǔn)備歷史數(shù)據(jù)，包括地鐵車站建設(shè)項目的進(jìn)度和投資數(shù)據(jù)包括已完成的項目、各個階段的進(jìn)展情況、實際投資金額以及項目特征（如地理位置、規(guī)模等）。采用MATLAB 軟件創(chuàng)建BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸入層節(jié)點數(shù)根據(jù)項目特征確定，隱層節(jié)點數(shù)通常需要經(jīng)過實驗來確定，而輸出層節(jié)點數(shù)取決于要預(yù)測的變量，即進(jìn)度和投資金額。使用歷史數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練期間可以使用以下優(yōu)化算法來最小化預(yù)測誤差，如梯度下降法、Adam、RMSprop 等[5]。訓(xùn)練過程需要迭代多次，直到模型的性能達(dá)到滿意水平。模型訓(xùn)練完成后，需要使用測試集來評估模型的性能。常用的評估指標(biāo)包括均方誤差（MSE）、均方根誤差（RMSE）、決定系數(shù)（R-squared）等[6]。通過比較模型的預(yù)測結(jié)果與實際值，可以評估模型的準(zhǔn)確性和泛化能力。

4.2 模擬結(jié)果分析

采用MATLAB 軟件運行該模型，得到網(wǎng)絡(luò)收斂和訓(xùn)練數(shù)據(jù)擬合情況分別如圖3~4 所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)收斂過程

由圖3、圖4 可知，實際值與預(yù)測值之間的誤差較小，這表明BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測能夠滿足實際工程進(jìn)度和資金投入的要求。為了進(jìn)一步驗證模型的可靠性，對檢驗樣本進(jìn)行預(yù)測和驗證。考慮BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測結(jié)果具有隨機(jī)性，該次進(jìn)行20 次BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型運行，取其平均值，將運行結(jié)果平均值作為最終的預(yù)測結(jié)果。將預(yù)測值與實際值進(jìn)行對比，驗證BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的有效性和可行性。結(jié)果見圖5。

圖4 進(jìn)度和單價訓(xùn)練結(jié)果

圖5 訓(xùn)練檢測結(jié)果

由圖5 可知，進(jìn)度和投資的實際值與預(yù)測值之間的相對誤差均在±5%以內(nèi)。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，車站的土方開挖工程進(jìn)度目標(biāo)為852 m3/d，投資目標(biāo)為56.24 元/m3。通過此方法，還可以預(yù)測其他分部分項工程的進(jìn)度和投資目標(biāo)，最終得出整個車站的總工期目標(biāo)為642 d，總投資目標(biāo)為10 751.28 萬元。

5 地鐵車站建設(shè)進(jìn)度及投資控制對策

5.1 進(jìn)度控制

采用嚴(yán)格的進(jìn)度控制措施，包括制定詳細(xì)的工作計劃、監(jiān)督施工進(jìn)展、定期召開項目會議以協(xié)調(diào)各方的工作，使用項目管理軟件來跟蹤任務(wù)和資源的分配，以及項目的關(guān)鍵路徑，提前識別可能的延誤，并采取適當(dāng)?shù)男袆觼砑涌爝M(jìn)度。

5.2 投資控制

為了控制投資，制定嚴(yán)格的預(yù)算和財務(wù)計劃。每項支出都經(jīng)過精細(xì)核算，并嚴(yán)格審批，同時，采用成本效益分析來確保每筆支出都是合理的，與供應(yīng)商和承包商建立合同，明確費用、付款和交付的條款，以避免潛在的額外開支。

在項目立項階段，應(yīng)對地鐵車站的工程規(guī)模、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)期投資進(jìn)行準(zhǔn)確估算。在預(yù)算編制過程中，應(yīng)綜合考慮施工、設(shè)備采購、人力資源等各方面的費用，確保預(yù)算合理且可行。地鐵車站建設(shè)涉及諸多領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，需要對各項費用進(jìn)行精細(xì)化管理。通過制定有效的成本控制策略，如制定詳細(xì)的工程清單、強(qiáng)化合同管理和實施有效的資源配置，以減少成本超支和資源浪費。

5.3 風(fēng)險評估

地鐵車站建設(shè)過程中存在多種風(fēng)險，如工程施工風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險和市場風(fēng)險等，應(yīng)在項目前期全面分析和評估可能面臨的風(fēng)險，并制定應(yīng)對策略?？刹捎蔑L(fēng)險分級管理的方法，對不同風(fēng)險進(jìn)行分類、評估和應(yīng)對，以降低風(fēng)險帶來的不確定性。

5.4 變更管理

變更管理是處理地鐵車站建設(shè)過程中變更請求或變更需求的重要手段。建設(shè)過程中可能會因為設(shè)計變更、技術(shù)改進(jìn)或其他原因而出現(xiàn)需求變化，通過建立有效的變更管理機(jī)制，明確變更的程序和責(zé)任，并進(jìn)行成本和進(jìn)度的再評估，能夠及時應(yīng)對變更帶來的影響。

6 結(jié)語

綜上，在地鐵車站建設(shè)項目中，進(jìn)度和投資控制對工程建設(shè)有重要影響。該文主要對某地鐵車站工程項目建設(shè)進(jìn)度及投資控制進(jìn)行了分析，采用MATLAB 軟件創(chuàng)建了BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，通過數(shù)據(jù)分析、模型訓(xùn)練和優(yōu)化，得到進(jìn)度及投資目標(biāo)預(yù)測結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上提出進(jìn)度控制、投資控制、風(fēng)險評估和變更管理等控制方法，以提高地鐵車站建設(shè)的效率和質(zhì)量，降低項目風(fēng)險，為類似工程實踐提供參考。