劉士李，朱曉虎，陳付雷，李建青

（國網(wǎng)安徽省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，安徽 合肥 230009，E-mail：yujingyu@foxmail.com）

基于層次分析法的變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)分析

劉士李，朱曉虎，陳付雷，李建青

（國網(wǎng)安徽省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，安徽 合肥 230009，E-mail：yujingyu@foxmail.com）

變電站工程造價影響因素眾多，造價管控的難度較大，出現(xiàn)了變電站工程概算結(jié)余過多的現(xiàn)象，占用了過多的資金，造成了資金的浪費。為了有效地控制變電站工程概算，有必要研究影響工程概算的關(guān)鍵指標(biāo)?；诎不针娋W(wǎng)變電站工程2010～2015年的歷史造價數(shù)據(jù)，用于主成分分析對指標(biāo)屬性進(jìn)行優(yōu)化精簡，應(yīng)用相關(guān)分析確定了指標(biāo)屬性與變電站工程概算的相互關(guān)系，從而構(gòu)建了變電站工程的關(guān)鍵指標(biāo)體系。同時，在56位專家問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，應(yīng)用層次分析法對變電站工程關(guān)鍵指標(biāo)的重要性權(quán)重進(jìn)行技術(shù)分析，為下一步構(gòu)建變電站工程投資預(yù)測模型奠定了基礎(chǔ)，有效地控制變電站工程概算。

變電站工程；造價管理；主成分分析；層次分析法

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求量在不斷增加，因此，國家不斷加大對電源和電力工程建設(shè)的投資力度。“十二五”期間，國家電網(wǎng)公司對變電站工程建設(shè)投資將超過1萬億元，巨大的資金投資對變電站工程造價管理提出了更高的要求。近年來，國家電網(wǎng)公司“依法治企”、“依法建設(shè)”理念的深入，對電網(wǎng)工程造價專業(yè)化、精益化、規(guī)范化管理的要求越來越高。2016年，國家電網(wǎng)公司提出“依法依規(guī)做好造價管理工作，服務(wù)電網(wǎng)建設(shè)，提高造價管理效率和效益”的要求。

近年來，安徽電網(wǎng)工程建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展時期，淮南—南京—上海1000千伏工程、平圩電廠三期1000千伏送出工程、寧東-浙江±800千伏直流輸電工程、肥南500千伏變電站工程、孔店500千伏變電站工程等全面開展建設(shè)，農(nóng)網(wǎng)升級改造工程投資和工程數(shù)量大幅增加，安徽公司基建工程管理面臨時間緊、任務(wù)重的嚴(yán)峻形勢。然而，電力系統(tǒng)造價根據(jù)概算定額、限額設(shè)計等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行項目投資的估算，項目投資估算與實際的工程造價有較大差別，統(tǒng)計結(jié)果顯示，以變電工程為例：2014年500kV、220kV、110kV工程結(jié)余率分別為22.35%、26.53%和26.32%。因此，工程造價管理作為工程建設(shè)管理的重要環(huán)節(jié)，必須要適應(yīng)新的形勢變化，找出變電站工程造價的影響因素，探索一種科學(xué)、合理的變電站工程估算方法，對有效控制工程造價非常重要。

鑒于工程造價的重要性，近年來研究造價估算方法的文獻(xiàn)有逐漸增多的趨勢，然而造價估算方法的研究多集中在鐵路[1]、公路[2]、建筑工程[3，4]方面，針對電力工程造價的方法較少[5]。變電站工程地區(qū)差異大，可參考的歷史數(shù)據(jù)少，因此目前電力工程造價估算誤差較大[6，7]。研究思路主要是基于模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對歷史工程數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，估算項目造價，由于樣本數(shù)量過少，容易導(dǎo)致神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時出現(xiàn)無法收斂或局部最優(yōu)的情況，導(dǎo)致造價估算誤差較大。因此，要有效地估算變電站工程造價，首先要對影響變電站工程造價的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分析，分析關(guān)鍵指標(biāo)對變電站工程造價的影響程度，為構(gòu)建科學(xué)合理的工程造價估算模型奠定基礎(chǔ)。因此，本文旨在利用主成分分析法和相關(guān)分析方法，分析安徽電網(wǎng)2010～2015年的歷史數(shù)據(jù)，建立變電站工程造價估算的技術(shù)指標(biāo)集。邀請工程造價專家對變電站工程造價的關(guān)鍵指標(biāo)的重要性進(jìn)行評分，應(yīng)用層次分析法，借助于電力工程造價專家的經(jīng)驗，有效地發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵指標(biāo)對變電站工程造價的影響程度。

1 變電站工程造價的關(guān)鍵指標(biāo)研究

變電站工程造價由建筑費用、安裝費用、設(shè)備費用和其他費用組成?，F(xiàn)有研究提出變電工程造價的影響因素包括相關(guān)專業(yè)技術(shù)指標(biāo)（包括輸送容量、電壓等級、回路數(shù)、變電站類型、地形情況等）以及項目所在地社會因素（包括市場條件、政策支持、征地拆遷難度等）[8，9]?？偟膩碚f，變電站工程造價的關(guān)鍵指標(biāo)包括以下四類：

（1）外部環(huán)境。外部環(huán)境主要指項目所在地的社會因素對于變電站工程造價的影響。由于變電工程建設(shè)屬于資金密集型工程，且工程對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟生活都有密切聯(lián)系。因此，變電工程受項目所在地政策影響很大，同時變電工程的相關(guān)土地費用也受到征地拆遷政策的影響。

（2）市場環(huán)境。在變電工程中，設(shè)備購置費、裝置性材料費在工程造價和工程投資中占比較大，一般達(dá)50%以上。因此市場環(huán)境和價格的變化對變電工程造價的影響也較大，包括設(shè)備價格、主要材料價格、消耗性材料價格、原材料價格等[10]。

（3）工程建設(shè)規(guī)模。工程建設(shè)規(guī)模是技術(shù)變電站工程造價的主要參考指標(biāo)，直接影響著工程概算估計的準(zhǔn)確性。如，建筑面積對變電工程的建筑費用有著直接的影響。主變?nèi)萘?、輸送容量等對變電工程的建筑費用、安裝費用和設(shè)備費用都有較大影響[9]。

（4）工程技術(shù)條件。工程技術(shù)條件是決定變電站工程造價的一個重要條件[10]。變電站建筑形式（戶內(nèi)站、戶外站）直接影響變電站工程的建筑費用，而配電裝置布置形式、配電裝置基礎(chǔ)、地基處理方式等不同程度的影響著工程造價的大小。

在對變電工程關(guān)鍵指標(biāo)的研究中，華生萍[11]應(yīng)用WSR理論對變電工程造價的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行歸納總結(jié)。高云[12]定性總結(jié)了35kV變電工程的關(guān)鍵影響因素。周小軍等[13]提出模糊數(shù)學(xué)在水利水電工程投標(biāo)中的應(yīng)用。顏廣安[14]應(yīng)用層次分析法提出農(nóng)村變電工程的綜合效益評價。彭光金等[7]應(yīng)用層次分析法和粒子群算法對小樣本情況下，輸變電工程的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用主成分分析法和相關(guān)分析方法，分析安徽電網(wǎng)2010～2015的歷史數(shù)據(jù)，建立變電站工程造價估算的技術(shù)指標(biāo)集，并通過層次分析法來確定技術(shù)指標(biāo)的權(quán)重，從而建立系統(tǒng)的變電工程造價估算的關(guān)鍵指標(biāo)體系。

2 變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)分析

運用主成分分析的方法，借助數(shù)理統(tǒng)計軟件SPSS20.0對安徽電網(wǎng)變電站工程歷史工程資料進(jìn)行分析，找出對工程造價影響最大的部分技術(shù)指標(biāo)，通過相關(guān)分析確定技術(shù)指標(biāo)和變電站工程造價的線性關(guān)系，并開展專家討論，構(gòu)建變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)集。

2.1 主成分分析法

變電站工程的影響因素眾多，在進(jìn)行分析和評價時，影響因素之間的相關(guān)性難以直觀確定，需要對影響因素進(jìn)行降維處理。主成分分析法是在保證數(shù)據(jù)信息盡可能少損失的原則下，對高維變量空間進(jìn)行降維處理的有效方法。因此，本文采用主成分分析法對變電站工程的影響因素進(jìn)行降維處理。在對安徽電網(wǎng)變電站工程數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析之前，首先對歷史工程數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括屬性過濾，定性屬性的定量化，以及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。在完成變電站工程歷史數(shù)據(jù)的預(yù)處理之后，通過數(shù)理統(tǒng)計軟件進(jìn)行主成分分析，從而找出對工程造價影響最大的關(guān)鍵指標(biāo)。

（1）屬性過濾。屬性過濾就是將不相關(guān)的屬性剔除，從而選取較為準(zhǔn)確的屬性來建立模型，從而提高計算的可靠性并減少數(shù)據(jù)的存取時間。安徽電網(wǎng)變電站工程的原始數(shù)據(jù)中有近百個屬性，然而相當(dāng)一部分屬性與造價工作不相關(guān)，如工程名稱，工程所屬地區(qū)等。通過對歷史工程數(shù)據(jù)的梳理，將不相關(guān)的屬性刪除。

（2）定性屬性的定量化處理。在原始數(shù)據(jù)中包括如線路導(dǎo)線型號、電壓等級、地形、土質(zhì)情況等定性屬性，需要對定性屬性進(jìn)一步進(jìn)行量化處理，如線路導(dǎo)線型號屬性以導(dǎo)線截面積大小計算；而電壓等級的標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地量化，如35kV設(shè)定為1,110kV則設(shè)定為2,220kV則設(shè)定為3,500kV設(shè)定為4。

（3）數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于變電站屬性的量綱和數(shù)量級不盡相同（如，km，萬元，m2等），而在進(jìn)行主成分分析時，協(xié)方差矩陣易受指標(biāo)的量綱和數(shù)量級的影響，因此有必要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采用均值標(biāo)準(zhǔn)差方法，利用屬性的原始數(shù)據(jù)減去各屬性的均值，再除以其標(biāo)準(zhǔn)差作為新的樣本數(shù)據(jù)。

（4）主成分分析。在SPSS20.0軟件中進(jìn)行主成分分析，最大迭代次數(shù)設(shè)定為25，結(jié)果顯示前10個主成分的累積貢獻(xiàn)率超過85%，通過10個主成分的正交旋轉(zhuǎn)變換后，初步得出以下12個屬性的組合能夠基本反映原始數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)：地質(zhì)條件、設(shè)備價格、設(shè)備數(shù)量、接線型式、建筑面積、主變?nèi)萘?、線路長度、出線規(guī)模、配電裝置構(gòu)支架型式、配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物、材料用量、材料類型。

2.2 Pearson相關(guān)分析

Pearson相關(guān)分析被用來驗證主成分分析法得到的12個關(guān)鍵指標(biāo)屬性與變電站工程概算的線性關(guān)系。結(jié)果顯示，在變電站工程中，12個指標(biāo)屬性中除了線路長度之外，其他11個屬性（地質(zhì)條件、設(shè)備價格、設(shè)備數(shù)量、接線型式、建筑面積、主變?nèi)萘?、出線規(guī)模、配電裝置構(gòu)支架型式、配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物、材料用量、材料類型）都與變電站工程概算中四大費用（即建筑費用，安裝費用，設(shè)備費用和其他費用）有顯著的正相關(guān)關(guān)系（見表1）。其中設(shè)備價格，設(shè)備數(shù)量，主變?nèi)萘?，配電裝置構(gòu)支架型式、配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物、材料用量和材料類型與變電站工程概算的相關(guān)系數(shù)都在0.5以上，呈現(xiàn)出強相關(guān)的線性關(guān)系。

表1 變電站工程關(guān)鍵指標(biāo)屬性與變電站工程概算的相關(guān)分析

2.3 變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)體系

根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，邀請若干工程造價專家進(jìn)行討論，剔除了一些不可控制變量（如接線型式）和工程造價不相關(guān)的指標(biāo)（如線路長度），增加了一些歷史數(shù)據(jù)中沒有但是在實際工作中影響較大的變量（如征地拆遷難度），最終構(gòu)建了變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)體系，如圖1所示。變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)包括4個一類指標(biāo)，分別是外部環(huán)境、市場環(huán)境，工程建設(shè)規(guī)模以及工程技術(shù)條件。

圖1 安徽省變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)體系

（1）外部環(huán)境中包含4個二類指標(biāo)：政策環(huán)境、征地拆遷難度、地形條件和社會風(fēng)俗。電網(wǎng)工程造價專家認(rèn)為外部環(huán)境中除了地形條件之外，變電站工程項目所在地的征地拆遷難度、政策環(huán)境和社會風(fēng)俗對變電站工程的場地平整費、征地拆遷費等有很大影響，造成了變電站工程概算與工程結(jié)算的差距，增加了工程概算的難度。

（2）包含6個二級指標(biāo)歸類在市場環(huán)境。其中設(shè)備價格是通過主成分分析法以及相關(guān)分析確定的關(guān)鍵指標(biāo)。設(shè)備價格對于變電站工程的設(shè)備費用概算編制有重要作用，其他價格的波動包括材料價格、人工價格、機械價格也對建筑費用、安裝費用和設(shè)備費用的概算編制有重要影響。而經(jīng)濟形勢和招標(biāo)方式也被工程造價專家提出對工程概算的精度影響較大。

（3）工程建筑規(guī)模。包括建筑面積、主變?nèi)萘亢统鼍€規(guī)模包含3個二類指標(biāo)。這3個指標(biāo)是編制變電站工程概算的主要參考指標(biāo)，直接影響著變電站工程的建筑費用和設(shè)備費用。變電站工程概算與建筑面積、主變?nèi)萘亢统鼍€規(guī)模呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即變電站工程概算隨著建筑面積、主變?nèi)萘亢统鼍€規(guī)模的增大而增加。

（4）工程技術(shù)條件。包括變電站建筑形式、配電裝置布置方式、配電裝置構(gòu)支架、配電裝置基礎(chǔ)和地基處理方式5個二類指標(biāo)。變電站工程造價與變電站建筑形式（戶外站、戶內(nèi)站），配電裝置（AIS、GIS）以及配電裝置布置方式（室外構(gòu)架、室內(nèi)開關(guān)柜、箱式等）、基礎(chǔ)和支架都有直接聯(lián)系。而變電站的地基處理方式也直接影響了變電站工程的建筑費用。

3 變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)的層次分析

基于上述指標(biāo)體系，邀請56位專家對安徽省變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)的重要性進(jìn)行評分。受邀的專家均具備至少1年的變電站工程造價工作經(jīng)驗，熟悉造價管理和變電站工程特點。同時，受邀專家的崗位、工作年限、教育背景等方面都不盡相同，增加了樣本的多樣性，有效地避免了專家主觀經(jīng)驗的影響。56位專家中男性40位，女性16位，分別為樣本總數(shù)的71.4%和28.6%。93%以上的專家都有大專以上的教育經(jīng)歷。56個樣本數(shù)據(jù)中，有35.7%的專家有1～3年的工作經(jīng)驗，32.1%的專家有3～5年的工作經(jīng)驗，25.0%的專家有5～8年工作經(jīng)驗，7.1%的專家參加工作8年以上。從專家的背景資料中推斷，參與調(diào)查的專家均掌握了工程概算和造價的知識，同時熟悉變電站工程以及變電站工程造價管理。

專家對變電站工程造價的4個一類指標(biāo)和20個二類指標(biāo)的重要性進(jìn)行了評分，問卷得到的定量數(shù)據(jù)將進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化之后的評分再根據(jù)層次分析法對不同指標(biāo)的重要性進(jìn)行分析。層次分析的結(jié)果如表2和表3所示。表2中市場環(huán)境對于變電站工程造價的影響最?。?quán)重僅為0.1409）。這主要是由于在項目立項之后，變電站工程的站址和走線基本確定，外部環(huán)境中的指標(biāo)變化較少，對變電站工程造價的影響較小。而工程技術(shù)條件決定了工程的難度和設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，對變電站工程造價管理的重要性最大。

表2 變電站工程一類指標(biāo)對工程造價的重要性權(quán)重

表3 變電站工程二類指標(biāo)對工程造價的重要性權(quán)重

對表3給出的變電站工程造價的二類指標(biāo)的重要性權(quán)重討論如下：

（1）外部環(huán)境中，政策影響和征地拆遷難度的重要性權(quán)重較高，說明政府政策變化、社會事件、征地拆遷賠償政策變化以及宗教信仰的影響而帶來的工程造價的變化較大。事實上征地費用在變電站工程概算估計中難度較大，不同的變電站工程對于征地面積和取費基數(shù)的確定影響了工程概算的估計精度。因此，在變電站工程造價關(guān)鍵指標(biāo)中，政策影響和征地拆遷難度的重要性權(quán)重較高。

（2）市場環(huán)境中，經(jīng)濟形勢和設(shè)備價格對于變電站工程造價的影響較大，而招標(biāo)方式在所有指標(biāo)中的重要性權(quán)重最低。經(jīng)濟形勢的變化對市場上設(shè)備和材料價格影響較大，因此會影響到變電站工程造價的估計。由于設(shè)備、材料費用占工程造價的比重較大，因此經(jīng)濟環(huán)境和設(shè)備價格的作用已經(jīng)成為決定電網(wǎng)工程造價水平的重要因素。工程造價管理必須加強市場價格的實時跟蹤，建立相應(yīng)的動態(tài)價格信息數(shù)據(jù)庫，以分析預(yù)測市場價格的趨勢，掌握經(jīng)濟新常態(tài)下電網(wǎng)工程造價的規(guī)律和特點，從而達(dá)到有效控制造價的目的。

（3）工程建設(shè)規(guī)模中，建筑面積和主變?nèi)萘康闹匾詸?quán)重較高。建筑面積的大小直接決定了變電站的建筑費用，而主變?nèi)萘康燃夹g(shù)參數(shù)也決定了變電站工程的設(shè)備費用和安裝費用。在工程建設(shè)規(guī)模中，出線規(guī)模主要與變電站工程的安裝費用有直接聯(lián)系，但是出線規(guī)模的影響較建筑面積和主變?nèi)萘枯^低。

（4）工程技術(shù)條件中，配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物的重要性權(quán)重在全部指標(biāo)中排序第一，另外，配電裝置構(gòu)支架和變電站建筑形式的重要性權(quán)重也較高。配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物直接決定了變電站工程的建筑費用，同時也決定了變電站工程的設(shè)備參數(shù)，影響著變電站工程的設(shè)備費用和安裝費用。配電裝置構(gòu)支架和變電站建筑形式對變電站工程的建筑費用、設(shè)備費用也有著直接影響，因此重要性權(quán)重也較高。

4 結(jié)語

在變電站工程的概算方法研究中，由于工程指標(biāo)繁多，影響因素復(fù)雜，使得概算計算難度增加且結(jié)余較大。本文通過主成分分析，將原有指標(biāo)進(jìn)行合并降維，并結(jié)合專家意見形成綜合的指標(biāo)體系。

為了進(jìn)一步確定變電站工程關(guān)鍵指標(biāo)的重要性權(quán)重，本文邀請56位專家對變電站工程造價指標(biāo)體系的重要性進(jìn)行評分，運用層次分析法計算變電站工程造價指標(biāo)的重要性權(quán)重。結(jié)果顯示，工程技術(shù)條件對于變電站工程造價的重要性最高（權(quán)重為0.3902），外部環(huán)境和工程建設(shè)規(guī)模對變電站工程造價的重要性權(quán)重分別排第二和第三（權(quán)重為0.2345和0.2210），工程建設(shè)而市場環(huán)境對于變電站工程造價的影響最?。?quán)重僅為0.1409）。而在二類指標(biāo)中，政策影響、征地拆遷難度、經(jīng)濟形勢、設(shè)備價格、建筑面積、主變?nèi)萘?、變電站建筑形式、配電裝置構(gòu)支架和配電裝置基礎(chǔ)構(gòu)筑物的重要性權(quán)重較高，說明這些指標(biāo)對于變電站工程造價的影響較大，是變電站工程造價管理的重點。

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Critical Factors for Cost Management of Power Grid Projects Based on Analytic Hierarchy Process

LIU Shi-li，ZHU Xiao-hu，CHEN Fu-lei，LI Jiang-qing
（Anhui Electric Power Company Research Institute of Economy and Technology，Hefei 230009，China，E-mail：yujingyu@foxmail.com）

Many factors influence the costs of power grid projects，resulting in difficulty for cost estimation and management. The budgetary estimates of power grid projects often exceed actual costs，causing the waste of abundant money. In order to effectively control cost estimation of power grid projects，it is necessary to investigate the critical factors of power grid projects. Therefore，this paper applied principal component analysis on the historical data of Anhui Electric Power Company from 2010 to 2015 to identify critical factors of power grid projects. Pearson correlation analysis was also adopted to investigate linear relationships between critical factors of power grid projects and their budgetary estimates. It also used analytic hierarchy process to calculate the importance weights of critical factors. The practical suggestions were also proposed based on current results to control cost estimation of power grid projects in future.

power grid projects；cost management；principal component analysis；analytic hierarchy process

TU723.3

A

1674-8859（2016）06-129-05

10.13991/j.cnki.jem.2016.06.024

劉士李（1982-），男，碩士，經(jīng)濟師，工程師，研究方向：電力工程造價管理，電力工程造價審核和研究；

朱曉虎（1974-），男，碩士，經(jīng)濟師，工程師，研究方向：電網(wǎng)工程造價管理；

陳付雷（1984-），男，本科，經(jīng)濟師，工程師，研究方向：電網(wǎng)工程造價管理；

李建青（1985-），女，碩士，經(jīng)濟師，工程師，研究方向：電網(wǎng)工程造價管理。

2016-08-09．

國家電網(wǎng)公司科學(xué)技術(shù)項目；安徽省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃項目（AHSKQ2015D39）．