趙宏程 賴應(yīng)良

[摘要]鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)工程造價(jià)管理及其影響因素方面的研究，沒有揭示因素之間是如何作用造價(jià)的內(nèi)在機(jī)理的研究。本文將通徑分析理論引入工程造價(jià)的影響因素分析當(dāng)中，通過應(yīng)用通徑分析理論對(duì)工程實(shí)例的研究分析，揭示了各指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)影響的直接作用和間接作用，以及直接作用和間接作用的綜合作用。結(jié)果表明綜合作用往往會(huì)表現(xiàn)出與直接和間接兩種作用都不同的影響效果，也展現(xiàn)了各影響因素指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)作用的復(fù)雜性，一定程度上揭示了公路工程造價(jià)的綜合作用機(jī)理。

[關(guān)鍵詞]通徑分析；綜合作用；復(fù)雜性；機(jī)理

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.16.017

l 前言

公路工程具有的建設(shè)周期長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜多變、影響因素眾多等特點(diǎn)使得公路工程造價(jià)具有高度的不確定性，對(duì)快速?gòu)?fù)核工程造價(jià)和設(shè)計(jì)方案比選經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)帶來(lái)了巨大的困難。長(zhǎng)期以來(lái)工程造價(jià)理論界從不同的角度對(duì)工程造價(jià)兩個(gè)內(nèi)涵的影響因素進(jìn)行了較多的研究，取得了很多成果。但這些研究仍然存在以下兩個(gè)方面的不足：

一是研究得出的工程造價(jià)影響因素零散、重復(fù)，不成體系，缺乏從全局角度的系統(tǒng)整合；

二是關(guān)于多個(gè)因素對(duì)公路造價(jià)綜合作用機(jī)制的研究很少發(fā)表，導(dǎo)致很難將這些影響因素應(yīng)用于造價(jià)的修正。所以就很難應(yīng)用這些研究成果來(lái)指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)中比較復(fù)雜的造價(jià)管理工作，也很難對(duì)設(shè)計(jì)方案比選做出比較準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)工程造價(jià)管理及其影響因素方面的研究，沒有揭示因素之間是如何作用造價(jià)的內(nèi)在機(jī)理的研究。本文在借鑒前人研究的公路工程造價(jià)影響因素的基礎(chǔ)之上，引用通徑分析理論對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行分析，希望為后來(lái)的理論研究提供科學(xué)借鑒。

2 通徑分析理論

2.1 通徑分析理論介紹

通徑分析理論是遺傳科學(xué)領(lǐng)域分析遺傳性狀機(jī)理的科學(xué)方法，1921年，賴特（S.Wright）首先提出來(lái)通徑系數(shù)（Path Coeffic rent）的分析方法，簡(jiǎn)稱通徑分析。20世紀(jì)50年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的遺傳育種和作物栽培等生物領(lǐng)域開始應(yīng)用這一理論，之后又經(jīng)過不斷的改進(jìn)完善，基本形成了完整的統(tǒng)計(jì)理論。

通徑分析理論具有分析自變量對(duì)因變量的直接影響作用和間接影響作用的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)自變量數(shù)目比較多，且自變量間相互關(guān)系比較復(fù)雜或者某些自變量是通過其他的自變量間接地對(duì)因變量產(chǎn)生影響，這時(shí)將發(fā)揮通徑分析的優(yōu)勢(shì)作用。基于此，通徑分析廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的研究領(lǐng)域，例如遺傳學(xué)科、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)等。

2.2 通徑模型

通徑分析的基本框架包括三個(gè)組成部分：變量、通徑和通徑系數(shù)，這三個(gè)部分組成了一個(gè)表示各變量間的通徑與相關(guān)關(guān)系的圖稱為通徑圖，也稱通徑模型。假設(shè)有3個(gè)相關(guān)變量y、X₁、X₂，y是因變量，X₁、X₂是自變量。兩個(gè)自變量的關(guān)系有兩種可能，一種是x₁和X₂彼此獨(dú)立無(wú)關(guān)，

則通徑圖為 二種是 和 間彼此相 關(guān)，則通徑圖為 。式中 為自變量之間的因子相關(guān)系數(shù)。

而在實(shí)際生活和工作遇到的情況中，很多時(shí)候是有很多因素相互作用，并共同對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響效應(yīng)。即如果有k個(gè)自變量，這些自變量?jī)蓛上嗷プ饔茫ㄟ@里不考慮三層以上作用關(guān)系，如x₁通過X₂對(duì)X產(chǎn)生影響，而X₃又對(duì)y產(chǎn)生作用，從而產(chǎn)生的X₁對(duì)y產(chǎn)生的作用），并同時(shí)對(duì)因變量產(chǎn)生影響，其通徑分析圖如圖1所示。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程實(shí)例介紹

云南省武定至昆明高速公路是蘭州至磨憨高速公路的其中一段，主線全長(zhǎng)63.958公里，全線采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。其中，起點(diǎn)至富民段36. 039公里，設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)，路基寬度為24. 50米；富民至終點(diǎn)段27.919公里，設(shè)計(jì)速度為100公里/小時(shí)，路基寬度26.00米。全線設(shè)特大橋4座，大中橋69座，小橋4座（按雙幅計(jì)），涵洞95道（含管涵），互通式立交4處，隧道工程4座，橋隧比占路線的41.95%。沿線地質(zhì)復(fù)雜，施工難度較大。

3.2 工程實(shí)例數(shù)據(jù)的采集

武昆高速公路已于2013年10月底建成通車，相關(guān)施工單位已經(jīng)全部離場(chǎng)，這對(duì)于數(shù)據(jù)采集工作帶來(lái)了相當(dāng)大的困難。經(jīng)過多方聯(lián)系，獲得了工程建設(shè)13個(gè)標(biāo)段的部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料，其中包括：建安費(fèi)，公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、地形條件、征地?cái)?shù)量等基本建設(shè)情況，路線高差、路線長(zhǎng)度、最大縱坡、最小平曲線半徑等路線指標(biāo)，路基厚度、路基結(jié)構(gòu)形式、路面厚度、路面結(jié)構(gòu)形式等路基路面指標(biāo)，以及橋梁長(zhǎng)度、橋梁類型、橋梁最大跨徑等橋梁指標(biāo)的數(shù)據(jù)。對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行的量化結(jié)果見表1。

3.3 指標(biāo)對(duì)造價(jià)的影響

假定：這里假定所有指標(biāo)兩兩之間是具有相關(guān)關(guān)系的，并且只考慮指標(biāo)兩兩之間的一次相互作用關(guān)系，一個(gè)指標(biāo)同另外兩個(gè)指標(biāo)對(duì)造價(jià)的影響認(rèn)為很小，做研究的誤差考慮。

根據(jù)假定和工程資料，利用SPSS13.0求出路基路面和橋梁指標(biāo)中各個(gè)指標(biāo)間的相互作用關(guān)系，以及各個(gè)指標(biāo)對(duì)公路造價(jià)的影響程度，具體作用關(guān)系見表2。

由圖2可以看出回歸方程的相關(guān)系數(shù)R =0.998和決定系數(shù)R2=0.996，路基路面和橋梁指標(biāo)對(duì)造價(jià)的影響程度已經(jīng)為0.996，說(shuō)明對(duì)于該項(xiàng)目而言，對(duì)工程造價(jià)有影響的影響因素指標(biāo)基本沒有了，所有影響較大的因素都考慮在內(nèi)了。

表2給出了各技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)、通徑系數(shù)以及各指標(biāo)相互作用的因子相關(guān)系數(shù)。由通徑系數(shù)可以看出各指標(biāo)直接影響的絕對(duì)程度大小順序?yàn)椋鹤畲罂v坡B3>平曲線最小半徑B2>路基寬度C1>橋梁數(shù)量D2>橋梁最大跨徑D3>地形地質(zhì)情況A1>特殊路基長(zhǎng)度C2>路線最大高差B4>路線總長(zhǎng)B1>征地?cái)?shù)量A2>橋梁總長(zhǎng)D1；綜合作用效果大小順序?yàn)椋簶蛄簲?shù)量D2>路基寬度C1>橋梁總長(zhǎng)D1>特殊路基長(zhǎng)度C3>最大縱坡B4>橋梁最大跨徑D3>路線總長(zhǎng)B1>地形情況A1>路線最大高差B4>平曲線最小半徑B2>征地?cái)?shù)量A2。

從直接影響的絕對(duì)程度大小順序來(lái)看，排在前三位的是最大縱坡B3、平曲線最小半徑B2、路基寬度CI，這三個(gè)指標(biāo)中兩個(gè)是路線指標(biāo)，一個(gè)是路基路面指標(biāo)?？梢园l(fā)現(xiàn)這三個(gè)指標(biāo)都是在路線選定后能夠決定土石方數(shù)量大小的技術(shù)指標(biāo)，最大縱坡B3和平曲線最小半徑B2反映的是路線對(duì)原有地形的縱向改變，而路基寬度則反映的是路線對(duì)原有地形橫向的拓展。這說(shuō)明對(duì)公路工程造價(jià)直接的影響主要就是土石方的填挖量，填挖數(shù)量直接體現(xiàn)著建設(shè)工程對(duì)原有自然形態(tài)的改造，公路建設(shè)當(dāng)中填挖數(shù)量驚人，有時(shí)達(dá)到上億立方，所以從物質(zhì)和資源消耗的角度來(lái)看這是合乎情理的，也是可以科學(xué)解釋的。

從綜合作用程度大小順序來(lái)看，排在前三位的是橋梁數(shù)量D2、路基寬度C1、橋梁總長(zhǎng)D1，這三個(gè)指標(biāo)中兩個(gè)是橋梁指標(biāo)，一個(gè)是路基路面指標(biāo)。與直接影響的絕對(duì)程度排序不同的是，在綜合作用程度中橋梁指標(biāo)取代了路線指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)地位，這說(shuō)明雖然最大縱坡B3和平曲線最小半徑B2反映的是路線對(duì)原有地形的縱向改變，直接或間接的決定著土石方挖填數(shù)量，但是由于橋梁工程的復(fù)雜性和所用材料的昂貴性，在總造價(jià)的層面上表現(xiàn)出了強(qiáng)勢(shì)地位；與直接影響的絕對(duì)程度排序相同的是，路基寬度指標(biāo)仍然處在前三位的位置，而且排序還有所提前，這說(shuō)明直接決定土石方數(shù)量的路基寬度指標(biāo)的重要性，也說(shuō)明由于土石方數(shù)量上的巨大優(yōu)勢(shì)，它的造價(jià)對(duì)總造價(jià)是有很大影響的，基本上是可以決定總造價(jià)水平的，所以在造價(jià)控制上既要關(guān)注橋梁工程也要密切注意土石方的挖填數(shù)量。

從圖3可以看出，在綜合作用中路基路面和橋梁指標(biāo)占到了總體作用程度的80%左右，這說(shuō)明在基本建設(shè)情況和路線確定之后，決定總造價(jià)水平的還是具體的工程技術(shù)指標(biāo)，所以為了合理地控制總體造價(jià)水平，優(yōu)化設(shè)計(jì)和多方案比選是必要的，也是必需的。

從圖4可以看出，路線指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)的直接影響是巨大的、突出的，而它通過其他技術(shù)指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生的反方向作用也是絕對(duì)明顯的，而由于正反方向作用的抵消，導(dǎo)致在綜合作用程度上的不明顯，這也啟發(fā)我們的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，選擇好的線性會(huì)導(dǎo)致土石方的數(shù)量增加似乎會(huì)影響造價(jià)水平，但是由于線性的優(yōu)勢(shì)會(huì)使其他工程的數(shù)量上的改變，綜合起來(lái)會(huì)抵消路線因素的影響程度，所以在路線線性選擇上不必過于擔(dān)心由此產(chǎn)生的影響。

圖4再次讓我們認(rèn)識(shí)到了各種影響因素指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)作用的復(fù)雜性，有的直接作用很大，但是綜合作用卻不見得很明顯，例如路線指標(biāo)的最大縱坡B3和平曲線最小半徑B2；有的直接作用不大，但是正向的間接作用會(huì)強(qiáng)化其綜合作用效果，例如橋梁指標(biāo)的橋梁總長(zhǎng)度D1；有的雖然有一定的反方向作用，但是由于直接作用的效果，絲毫不會(huì)影響其綜合作用程度，例如路基路面指標(biāo)中的路基寬度C1和橋梁指標(biāo)中的橋梁數(shù)量D2。

工程實(shí)際中，公路的基本建設(shè)情況和路線的選擇一般在項(xiàng)目決策階段就已經(jīng)確定，后面很難改變，所以相關(guān)的具體指標(biāo)已經(jīng)確定，成為公路建設(shè)項(xiàng)目的先決條件，是以后公路建設(shè)的基礎(chǔ)。鑒于此，這里僅就路基路面和橋梁指標(biāo)對(duì)總造價(jià)的作用機(jī)理做分析，通徑分析圖見圖5。

根據(jù)圖5可以清楚地看到，橋梁數(shù)量D2、路基寬度C1、橋梁總長(zhǎng)D1、特殊路基長(zhǎng)度C3、橋梁最大跨徑D3之間的關(guān)系以及這些因素指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)的作用機(jī)理，使我們對(duì)工程造價(jià)影響因素的分析更具目的性和可操作性。

通過上面的分析，我們可以更為直觀和精確地看出各影響因素指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)的直接作用效果、間接作用效果以及綜合影響程度，也使我們對(duì)技術(shù)方案比選的經(jīng)濟(jì)性具有清晰的認(rèn)識(shí)和控制能力；也為造價(jià)部門對(duì)概算的快速?gòu)?fù)核提供了主要工作方向。

4 結(jié)論與分析

以云南省武定到昆明的高速公路項(xiàng)目為工程實(shí)例，深入分析了影響因素指標(biāo)之間的作用關(guān)系和各指標(biāo)對(duì)工程總造價(jià)的作用機(jī)理，說(shuō)明路線指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)的直接影響是突出的，而它通過其他技術(shù)指標(biāo)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生的反方向作用也是絕對(duì)明顯的，而由于正反方向作用的抵消，導(dǎo)致在綜合作用程度上的不明顯；在綜合作用中路基路面和橋梁指標(biāo)占到了總體作用程度的80%左右，這說(shuō)明在基本建設(shè)情況和路線確定之后，決定總造價(jià)水平的還是具體的工程技術(shù)指標(biāo)，所以為了合理地控制總體造價(jià)水平，優(yōu)化設(shè)計(jì)和多方案比選是必要的，也是必需的。

利用通徑分析理論對(duì)影響工程造價(jià)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析對(duì)比，可將對(duì)影響工程造價(jià)的技術(shù)指標(biāo)的研究由定性分析提升到定量化分析的層次上，分析更為直觀精確，也更能清晰地反映工程造價(jià)影響因素對(duì)工程造價(jià)的影響及其影響程度，為以后進(jìn)一步研究做了有力的鋪墊。

在利用通徑分析這一理論對(duì)造價(jià)影響因素進(jìn)行分析時(shí)，要盡可能地收集多條公路建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料進(jìn)行分析整理，以取得較多、較全面的樣本資料，才能取得更為精確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，而本文僅僅收集到武昆高速公路項(xiàng)目的一部分資料，分析結(jié)果的科學(xué)性還有待進(jìn)一步提高，也是今后需要重點(diǎn)研究的方向。