葉 青，劉曉蒙

(國網(wǎng)上海市電力公司金山供電公司，上海 200540)

在經(jīng)濟(jì)全球化的時代背景下，輸變電工程的建設(shè)規(guī)模不斷增加，輸變電外線工程所涉及的線路跨越地域廣闊，為滿足建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”要求的，對電氣裝備和設(shè)備技術(shù)水平的要求提高，導(dǎo)致輸變電工程的建設(shè)成本不斷增加，使得技經(jīng)人員在每年對輸變電工程進(jìn)行造價分析時，需要分析處理的工程造價數(shù)據(jù)量增大。由此可見，傳統(tǒng)的輸變電工程造價管理方式已無法適應(yīng)電力行業(yè)信息化、智能化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢，需要應(yīng)用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理等信息化處理技術(shù)，構(gòu)建輸變電工程造價管理“大數(shù)據(jù)”處理平臺，以更精準(zhǔn)、更科學(xué)的方式，分析輸變電工程全過程造價管理的短板，為工程造價管理人員提供有價值的輸變電工程造價管理的決策建議。

1 輸變電工程全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)

1.1 輸變電工程全過程造價管理流程劃分

輸變電工程全過程造價管理流程一般分為可研階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工階段、工程結(jié)算階段、工程決算階段5個階段。輸變電工程建設(shè)規(guī)模較大，所涉及投資金額大多在億元以上，設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位極有可能通過招標(biāo)環(huán)節(jié)才能確定。因此，本文將輸變電工程全過程造價管理流程細(xì)化為8個階段(見圖1)：可研階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、招投標(biāo)階段、合同管理階段、施工階段、工程結(jié)算階段、工程決算階。

輸變電工程各個階段造價管理目標(biāo)如下。

(1)可研階段。根據(jù)國家能源局頒布的《輸變電工程可行性研究內(nèi)容深度規(guī)定》[1]文件的要求，輸變電工程可研報(bào)告應(yīng)在電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對項(xiàng)目建設(shè)的必要性、系統(tǒng)方案、建設(shè)規(guī)模等進(jìn)行充分論證分析，出具輸變電工程可行性研究報(bào)告和項(xiàng)目投資估算書。

(2)初步設(shè)計(jì)階段。根據(jù)文獻(xiàn)[2]對國網(wǎng)公司《輸變電工程初步設(shè)計(jì)內(nèi)容深度》解讀可了解到：初設(shè)文件應(yīng)在已批復(fù)的可行性研究報(bào)告和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)用通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備、通用造價、標(biāo)準(zhǔn)工藝，對工程建設(shè)規(guī)模、設(shè)計(jì)范圍、站址概況、主要技術(shù)方案等描述清晰準(zhǔn)確，并出具初步設(shè)計(jì)圖紙及概算文件等。

(3)施工圖設(shè)計(jì)階段。施工圖設(shè)計(jì)文件是依據(jù)批準(zhǔn)的初設(shè)文件、初設(shè)評審意見、設(shè)備訂貨資料等設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料編寫的，能正確指導(dǎo)施工、方便竣工驗(yàn)收、保證運(yùn)行檔案正確齊全，并滿足設(shè)備材料招標(biāo)、施工招標(biāo)、業(yè)主單位工程管理、項(xiàng)目施工和竣工結(jié)算要求的文件，主要包括施工圖紙和施工圖預(yù)算書[3]。

(4)招投標(biāo)階段。輸變電工程投資金額較大，通常采用公開招標(biāo)的形式確定承包方。在招投標(biāo)階段，招投標(biāo)文件范圍、工程量清單的確定等都是影響招標(biāo)結(jié)果的重要因素。

(5)合同管理階段。通過公開招標(biāo)方式確定中標(biāo)的承包方后，須與承包方就工程承包范圍、合同約定工期、工程安全質(zhì)量要求、工程款支付方式等關(guān)于發(fā)、承包雙方權(quán)利和義務(wù)簽訂施工合同，保障工程施工的合法性[4]。

(6)施工階段。在工程施工階段，除了確保工程安全施工、保障施工進(jìn)度之外，有可能會遇到當(dāng)?shù)卣岢龈邍鷵醢踩┕?，施工后完成路面、綠化修復(fù)等工作要求；或其他影響工程施工的狀況出現(xiàn)，例如施工路徑下存在其他單位的地下管線影響施工，這些都導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場簽證的出現(xiàn)以及工程造價成本提高。

(7)工程結(jié)算階段。根據(jù)國網(wǎng)公司最新要求，輸變電工程結(jié)算分為分部結(jié)算與工程竣工結(jié)算。分部結(jié)算是在單項(xiàng)工程完工后進(jìn)行的結(jié)算，在施工過程中，有效優(yōu)化工程施工組織、設(shè)計(jì)、施工方案、提前避免設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場簽證的發(fā)生，有效控制工程造價[5]。工程竣工結(jié)算是依據(jù)合同約定對工程建設(shè)全過程中設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、技術(shù)服務(wù)等工程費(fèi)用的全口徑結(jié)算。

(8)工程決算階段。工程結(jié)算完成之后，由審計(jì)咨詢公司依據(jù)工程建設(shè)資料將工程建設(shè)所涉及的資金轉(zhuǎn)化成固定資產(chǎn)，并移交給設(shè)備運(yùn)維部門進(jìn)行后期設(shè)備維護(hù)工作[6]。

圖1 輸變電工程全過程造價管理流程

1.2 輸變電工程全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)

根據(jù)輸變電工程全過程造價管理的8個階段，綜合使用專家打分法和流程圖法深入分析輸變電工程全過程造價管理各個階段可能存在的造價管理風(fēng)險因素，即全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)[7-12]，見表1。

表1 輸變電工程全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)因素清單表

2 基于隸屬函數(shù)對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行綜合評價

2.1 隸屬函數(shù)綜合評價法

為使綜合評估過程的計(jì)算量和復(fù)雜性大大降低，同時保證評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度，將每一評估指標(biāo)分為5個等級，即：V={很差，較差，合格，良好，優(yōu)質(zhì) }。三角形—梯形分布隸屬函數(shù)示意圖如圖2所示，0

圖2 三角形—梯形分布隸屬函數(shù)示意圖

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

等級1↓等級2↓等級n↓指標(biāo)1指標(biāo)2?指標(biāo)m→→→r11r12…r1nr21r22…r2n??…rm1rm2…rmn(6)

2.2 合成全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)綜合評價結(jié)果

2.2.1 序關(guān)系分析法確定指標(biāo)權(quán)重

為簡化標(biāo)準(zhǔn)層次分析法判斷矩陣一致性檢驗(yàn)過程，序關(guān)系法原理及權(quán)重計(jì)算步驟如下。

(1)根據(jù)圖2，請相關(guān)專家給出同一層次指標(biāo)對上一層次重要性程度確定序關(guān)系。若有指標(biāo)u1，u2，K，uk和n位專家，第i位專家給出的序關(guān)系可記為：uiuj…uk。

(2)令rik為第i位專家關(guān)于相鄰指標(biāo)uk-1與uk的相對重要程度：rik=ωk-1/ωk，其取值見圖3。

圖3 比例標(biāo)度圖

(3)第k個指標(biāo)的權(quán)重ωk的計(jì)算公式如下：

(7)

ωk-1=rkωk，(k=2,3,K,…,m)

(8)

2.2.2 合成全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)綜合評價結(jié)果

將隸屬度矩陣R與權(quán)重向量W相乘，得到模糊綜合評價結(jié)果向量B。根據(jù)最大隸屬度原則可獲得輸變電工程全過程造價管理關(guān)鍵指標(biāo)綜合評價結(jié)果，即

B=W·R

(9)

3 基于粒子群與遺傳混合優(yōu)化算法(PSO-GA)搭建輸變電工程全過程造價管理數(shù)據(jù)處理平臺

輸變電工程全過程造價分析涉及的數(shù)據(jù)種類繁多[14]，在對如此復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)粒子群算法(PSO)和遺傳算(GA)法對輸變電工程全過程造價管理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出造價分析中的有效數(shù)據(jù)，剔除無效和冗余數(shù)據(jù)，不僅能夠提高數(shù)據(jù)處理效率，同時也能提高輸變電工程造價分析工作的準(zhǔn)確度。

3.1 PSO-GA概述

是模擬鳥類飛行覓食行為，通過鳥群個體協(xié)作使群體得到最優(yōu)解，具有計(jì)算簡單、收斂快、魯棒性好的特點(diǎn)；GA是通過模擬自然進(jìn)化過程來搜索最優(yōu)解，其特點(diǎn)是直接對結(jié)構(gòu)對象進(jìn)行操作[15]。

PSO-GA的主要原理是將粒子群算法引入到遺傳算法中，用粒子群算法構(gòu)建遺傳算法中的變異算子，破壞染色體在變異時的隨機(jī)性而隨著以往信息進(jìn)行有向變異，保證了子代的優(yōu)良性，使種群快速良性發(fā)展。

(10)

(11)

式(10)通過權(quán)重因子c1，c2和隨機(jī)數(shù)γ1，γ2以及信息反饋、xmax,i和Xmax預(yù)測了變異的幅度和方向；式(11)描述了變異操作的具體實(shí)施過程。

3.2 PSO-GA數(shù)據(jù)處理流程

(1)初始群體的生成及參數(shù)編碼。先將多個輸變電工程造價數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，然后等分參數(shù)的限值區(qū)間產(chǎn)生初始群體，最后對參數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制編碼。設(shè)待修正參數(shù)Ari的變化范圍是[Amin，Amax]，參數(shù)Asi的二進(jìn)制數(shù)為b，則

(12)

將所有待修正參數(shù)Ar1，Ar2，…，Arm的二進(jìn)制編碼聯(lián)結(jié)成二進(jìn)制串p，若有m-k個待辨識參數(shù)，每個參數(shù)的二進(jìn)制編碼均為q位，則二進(jìn)制串p共有(m-k)q位。

(2)適應(yīng)度函數(shù)的建立，即個體適應(yīng)度f：

f=C/[D+f(e)]

(13)

式中C，D——比例系數(shù)和非零的調(diào)節(jié)參數(shù)，用于調(diào)節(jié)適應(yīng)度值。

由式(13)可知，誤差函數(shù)f(e)的值越小，適應(yīng)度f的值越大，該個體被保留的概率越大；反之，則該個體將被淘汰。

(3)確定遺傳算子。采用無放回的隨機(jī)余數(shù)選擇法和“精英保留”相結(jié)合的選擇方式：為改變算法的收斂速度，以每次迭代的最優(yōu)個體和現(xiàn)存的最優(yōu)個體替換每代中適應(yīng)度最差的個體；為避免父代中適應(yīng)度最優(yōu)的個體在選擇、交叉和變異的過程中丟失，在算法執(zhí)行過程中將父代中的最優(yōu)個體保存下來直接復(fù)制，而不進(jìn)行交叉和變異操作。

為提高算法的時間效率，提出自適應(yīng)交叉率，其公式如下：

(14)

式中Pc1，Pc2——值的大小可依據(jù)隸屬函數(shù)綜合評價模型的造價管理關(guān)鍵指標(biāo)的綜合評估結(jié)果進(jìn)行設(shè)定；fmax——每代群體中的最大適應(yīng)度值；favg——平均適應(yīng)度值；f′——待交叉?zhèn)€體中適應(yīng)度的較大值。

(4)迭代終止。

3.3 PSO-GA造價分析數(shù)據(jù)處理算例

在對輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)基于PSO-GA進(jìn)行數(shù)據(jù)處理前，首先應(yīng)建立輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)資源庫(見圖4)，并對其進(jìn)行分類。一般情況下，輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)庫資源可分為3類，即工程造價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(工程造價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫又包含工程概況基本數(shù)據(jù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)以及工程各項(xiàng)費(fèi)用明細(xì)數(shù)據(jù))、物資市場價格數(shù)據(jù)庫、定額標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。

圖4 輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)資源庫

以某省2018年共計(jì)15個110 kV輸變電工程的造價分析數(shù)據(jù)為例，并選取該省10組造價分析數(shù)據(jù)作為PSO-GA的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其余5組造價分析數(shù)據(jù)用以驗(yàn)證PSO-GA的準(zhǔn)確性，輸變電工程造價分析樣本數(shù)據(jù)見表2。

表2 輸變電工程造價分析樣本數(shù)據(jù)

依據(jù)PSO-GA原理，將表2數(shù)據(jù)作為算法的初始群體進(jìn)行編碼前，需將其還原至工程的各個階段內(nèi)，以利用造價管理關(guān)鍵指標(biāo)的綜合評估結(jié)果，在算法交叉、變異過程中選擇適合的Pc1，Pc2值以求取最大適應(yīng)度值fmax和平均適應(yīng)度值favg。PSO-GA數(shù)據(jù)處理流程圖如圖5所示。

圖5 PSO-GA數(shù)據(jù)處理流程圖

在PSO-GA的運(yùn)算過程中，應(yīng)對輸變電工程造價分析的各類進(jìn)行歸一化處理，以消除數(shù)據(jù)間數(shù)量級的差別。通過10組輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)PSO-GA的訓(xùn)練，完成了對PSO-GA關(guān)鍵環(huán)節(jié)參數(shù)的修正工作，最后用訓(xùn)練完成的PSO-GA對剩余5組輸變電工程的單位容量造價進(jìn)行測試以檢驗(yàn)算法的精度。經(jīng)過計(jì)算，基于PSO-GA輸變電工程造價的計(jì)算值與實(shí)際值對比見表3。

表3 計(jì)算值與實(shí)際值對比表

通過算例可證明，PSO-GA對輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)的處理是有效的，基于PSO-GA的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工程結(jié)算的偏差在6%之內(nèi)。因此，應(yīng)用基于PSO-GA對輸變電工程全過程造價管理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理分析，可極大提高輸變電工程造價分析的時效性和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)全球化的時代背景下，信息技術(shù)不斷發(fā)展，為適應(yīng)國網(wǎng)公司“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也逐步加大，輸變電工程全過程造價管理數(shù)據(jù)量不斷增多[16]。為提高國網(wǎng)年度輸變電工程造價分析數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，急需應(yīng)用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)算法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從海量數(shù)據(jù)中抽取有價值的造價數(shù)據(jù)，剔除無效和冗余數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)處理效率和準(zhǔn)確性。通過分析影響輸變電工程各個階段工程造價成本的關(guān)鍵指標(biāo)因素，基于隸屬函數(shù)方法對輸變電工程全過程造價管理的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行綜合評價；基于PSO-GA對輸變電工程全過程造價管理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理分析，大大提高了輸變電工程造價分析的時效性和準(zhǔn)確性。