基于灰色理论的输变电工程全过程造价风险建模评估.pdf

Microcomputer Applications Vol.39,No.11,2023文章编号：10 0 7-7 57 X(2023)11-0111-03基于灰色理论的输变电工程全过程造价风险建模评估研究与设计微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第11期钱启宇1，沈扬帆，刘至甚1（1.国网浙江省电力有限公司海宁市供电公司，浙江，嘉兴31440 0；2.国网浙江省电力有限公司嘉善县供电公司，浙江，嘉兴31410 0）摘要：为了避免输变电工程建设过程中出现结算超预算情况，提出基于灰色理论的输变电工程全过程造价风险建模评估方法。建立输变电工程全过程造价风险识别特征映射模型。确定分析序列，构造分析矩阵，计算灰色关联度，并利用灰色理论分别计算概算与结算造价信息，获取风险函数与概率密度函数，根据风险函数期望值与方差评估输变电工程全过程造价风险。仿真实验证明，此种评估方法符合风险规律，能够正确识别敏感因素，有助于更好地控制工程建设各项费用。关键词：灰色理论；输变电工程；造价风险评估；期望函数中图分类号：TM72文献标志码：AModeling and Evaluation of Cost Risk in the Whole Processof Power Transmission and Transformation Project Based on Grey TheoryQIAN Qiyu,SHEN Yangfan?,LIU Zhishen(l.State Grid Zhejiang Haining Electric Power Supply Company,Jiaxing 314400,China;2.State Grid Zhejiang Jiashan Electric Power Supply Company,Jiaxing 314100,China)Abstract:In order to avoid that the settlement exceeds the budget in the construction process of power transmission and trans-formation project,the whole process cost risk modeling and evaluation method of power transmission and transformation pro-ject based on grey theory is proposed.The characteristic mapping model of cost risk identification in the whole process of powertransmission and transformation project is established.The analysis sequence,the analysis matrix,the grey correlation degree,the grey theory to calculate the estimate and settlement cost information respectively,the risk function and probability densityfunction,and the cost risk of the whole process of power transmission and transformation project according to the expected val-ue and variance of the risk function.Simulation experiments show that this evaluation method conforms to the law of risk,cancorrectly identify sensitive factors,and is helpful to better control the cost of engineering construction.Key words:grey theory;transmission and transformation project;cost risk evaluation;expectation function0引言输变电工程造价分析需要通过归纳分析构建表达造价风险的有关概念，这些概念就是造成风险的关键因素。风险评估就是将这些因素与矛盾体区分开来，对其衡量分类，明确风险性质与发生条件，找出有效控制方法，因此，加强输变电工程造价风险评估尤为重要。文献1提出了基于主成分回归和分层置信规则库的风险评估模型；文献2 提出了相应的变电站建筑工程造价风险管控措施，上述方法可以实现风险管控，但是针对风险评估中样本数据不完整、不确定性等问题，评估性能有待进一步提升。为此，本文在灰色理论的基础上提出灰色关联度分析法3，实现输变电工程全过程造价风险建模评估。通过财务数据重要度分析，建立灰色评估模型，对组成风险各要素排序，有效解决模型中指标赋权问题。作者简介：钱启宇（1991一），男，工程师，研究方向为输变电工程管理、造价管理；沈扬帆（1991一），男，工程师，研究方向为电力发展规划输变电工程管理；刘至甚（1991一），男，政工师，研究方向为综合管理、造价管理。.111.1输变电工程造价风险识别特征映射模型建立在考虑多种不同特征或因素之间的相互关系和影响的基础上，结合集合论与线性代数理论，分析输变电工程造价风险在不同种类特征域内的映射关系。假设A与B都属于非空集，如果形成对应规律f,当EA,存在唯一yEB与其相对,则称是从A到B的映射，记作f:AB或f：y,EA称作在映射f下所成的像，记为y=f（）。通过不同方式特征映射能实现造价风险从管理目标信息到风险检测指标的变换，特征映射模型如图1所示。2灰色关联矩阵与关联度计算灰色关联分析指计算比例系数a;=（1），;（2），（n）和参考序列o=（c o（1），o（2），,（n）的关联系数；（k）与关联度R，对比二者产生曲线形状的相似程Microcomputer Applications Vol.39,No.11,2023特征域映射1映射2图1风险识别特征映射模型图度，明确不同因素的影响程度。关联度R,越高，表明对比序列和参考序列变换趋势越接近，反之变换趋势相。灰色理论主要根据R=EW这个模型，结合R数值进行排序。其中,R是m个待评价目标的综合评估结果矢量，W是n个评价指标权重分配矢量，E表示关联系数矩阵：i(1)5i(2)Si(n)752(1)52（2)52(n)E=：Lsm(1)5m(2)式中，s（k）表示第i种方法的第k个指标和第k个最佳指标之间的关联系数。利用灰色理论对工程造价风险评估，首先需要选择参考序列，将不同风险因素最高权重当作对比序列4，计算各因素和参考序列关联程度，并根据计算结果对风险因素进行排序。（1）选取分析序列，建立分析矩阵。若待评价目标由m个数据序列组成，存在n个评估体系，则待评估序列为m（k）。假设o（k）是参考序列，i（k）表示对比序列,则建立的初始分析矩阵为X=nXm。（2）利用初值化方式调整分析矩阵。初始评价矩阵量纲与数量级不同，不能直接进行对比，为确保结果的准确度，必须对初始数值做规范化处理5，分析矩阵无量纲化。由于各因素之间关系可以互相转换，所以每个参考序列和对比序列之间也可以相互变换。（3）获取绝对差值、最小极差与最大极差。获取参考序列和其他对比序列相对的绝对差值（k）。构成绝对差值矩阵如下：Ai(1)i(2)2 (1)2(2)(k)=：Lm(1)m(2)（4）确定关联系数。为确定对比序列;和参考序列。的相似度，必须获取第i个方案第k个指标和第k个最佳指标关联系数，（k），计算式为s(k)=+pFA;(k)+pF式中，表示分辨系数，越小，分辨率越高，f表示最小极差，F表示最大极差。（5）计算关联度。如果（k）对应权重是w;（k），结合R=EW,计算第i个对比序列所对应参考序列co的关联度为R,=Zr-,W.(k)Xs(k)(4)如果关联度R,最大，表明（）和最佳指标（o）最相近，即第i个因素与其他因素相比优势更显著，因此根据计算结果，对所有因素的优劣程度进行排序。研究与设计目标表征管理度量风险特征域目标管理微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第11期3全过程造价风险建模评估本文确定8 个关键因素对输变电工程的不同影响程度6 ，其表示的含义相同，不会对构建评估模型造成影响。风险风险损失因素特征域：.5m(n)i(n)72 (n)：m(n)J假设i与i是预期、实际本体工程费用，2与2是预期、实际辅助工程费用，3与3是预期、实际场地建设和赔偿费用7，4与c4是预期、实际中工程管理费用，s与s是预期、实际技术服务费用，与是预期、实际调试费用8，与是预期、实际生产准备费用，与是预期、实际中其他费用。由此计算出任意输变电线路工程概算造价公式：Z(a1,s)=Z,t;各工程规模、环境、地理位置、设备种类均有所不同9，如果将历史造价数据直接进行比较，不存在可比性，因此必须对其做标准化处理，获取工程造价风险函数：(1)：(2)(3).112.(5)(6)式中,二代表不同费用的结余率。在实际建设过程中，各因素对总造价影响不同，通过赋予权重体现其影响不同：(7)式中，代表各不确定性因素权重。结合风险定义与输变电工程实际情况，建立下述工程造价风险度函数：R=Z,P,Z.式中,P,为工程造价第i个因素可能出现超预算的机率，也属于不确定性因素。根据上述分析可知，输变电工程中的管理费用、技术服务费用、调试费用以及生产准备费用为静态费用。假设本体费用结余率超过概算的机率P满足均值是M、方差是oP的正态分布；超出预算比例满足均值是a、方差是，的正态分布，造价风险函数方差表示为D(R)=Z,g(o+i,)(oa,+pia,-i,(9)全部不确定性因素发生的机率与出现超概算额度均满足独立正态分布，所以超概算风险也符合正态分布10 1，则R应该满足正态分布，其分布函数表示为F(R)=8V2元-80%根据以往工程计算数据，能够计算出风险函数理想值与方差。若概率与1相近时，表明输变电超出概算风险较高，相关部门必须采取有效方法，提高概算费用；若概率较小时，表明超出概算的风险较低，管理单位只需在工程建设过程中加强管理即可。4仿真实验结果与分析为验证本文所提基于灰色理论的输变电工程全过程造价风险建模评估的性能，以某2 2 0 kV输变电工程为例，进行造价风险评估。该工程全过程概算总造价是10 6 50 万元，包含静态投资10 2 0 0 万元，所有资金均出自供电单位，其中，静态投资包括管理费用、技术服务费用、调试费用以及生产准备费用。该工程各项不确定费用造价分析对比表如表1所示。(8)e2dt(10)Microcomputer Applications Vol.39,No.11,2023表1输变电工程各项费用造价对比表本体工辅助工程比率程比例0.59-13.340.4322.870.98-24.560.97-11.320.34-5.9818.98一9.32通过对以上数据进行分析，可以计算出这4个不确定因素发生超概算的概率及所带来损失的均值和方差，其中发生概率的方差无法统计，所以统一设为5%，输变电工程风险因素的均值及方差如表2 所示。表2 输变电工程风险因素的均值及方差概率/%风险因素均值本体19.05辅助71,43建厂28.57其他38.10将风险发生概率的阈值设定为0.5，即P大于0.5，输变电工程所面临的超概算风险较大，需要输变电工程进行全过程造价管理。在其余条件相同情况下，绘制如图2 所示的风险因素波动图。0.840.830.820.810.800.780.770.760.75图2 不同因素风险概率示意图从图2 中可以看出随着超出概算比例增加，风险概率也逐步提高，此种情况符合风险规律，即损失越大，风险越高。同时也可以看出各类不确定性因素对工程造价影响程度不同，即曲线倾斜程度不一致。其中，本体费用超出概算比例对工程造价影响最大，曲线越倾斜，属于最敏感因素；其次是其他费用与建厂费用。通过对敏感因素分析，有利于对输变电工程造价费用控制的更具合理性。在输变电工程决策阶段、设计阶段、实施阶段和竣工阶段等条件不相同情况下，分析本体费用、其他费用、辅助费用和建厂费用对输变电造价的影响，风险因素波动图如图3所示。分析图3的数据可知本体费用在输变电工程决策阶段、设计阶段和实施阶段的曲线倾斜程度较大，而到后期竣工阶段，本体费用对工程造价影响降低；其他费用在4种不同阶段的曲线倾斜程度最大，辅助费用在4种不同阶段的曲线倾斜程度最小，则对工程造价影响最小；而建厂费用从最初的决策阶段到设计阶段均对工程造价有影响，到后期的实施阶研究与设计单位：%段和竣工阶段，建厂费用对工程造价影响降低。建厂费其他费用比例用比率28.67-23.8745.2339.87-23.6734.98-12.54-13.5425.9811.0957.1259.12损失值比例/%均方差均值5-4.3269.405-22.8755本体费用其他费用辅助费用建厂费用1.011213141.5超概比例倍数微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第11期本体费用0.94其他费用0.93辅助费用0.92建厂费用0.910.900.870.860.85决策阶段设计阶段实施阶段竣工阶段图3不同因素风险值示意图5总结输变电工程存在投资大、工期长、环境复杂等特性，在建设过程中存在大量不确定性因素影响资金计划。为避免输变电造价出现结算超预算情况，本文提出基于灰色理论的输均方差变电工程全过程造价风险建模评估方法。在输变电造价风4.12险评估过程中，利用灰色理论建立风险评估模型，计算指标123.3525.76-42.2519.91之间关联度，获取权重，减少关联度计算的主观性，确保评估结果更加客观、准确，具有很强的说服力。1刘栅杉，朱海龙，韩晓霞，等.基于主成分回归和分层置信规则库的企业风险评估模型J.计算机科学，2021,48(S2):570-575.2 王冰，王延利，王利平变电站建筑工程造价风险分析J.河南科技,2 0 2 1,40(11):10 8-110.3陆中伟，张云宁，王洁雨.基于ANP和可拓理论的输变电工程造价风险预警模型研究.武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2 0 18，40（1）：31-35.4艾宪仓，岳铁军，彭露苇.基于全过程造价理论的输变电工程结算管理研究J.电网与清洁能源，2 0 19，35(1):72-77.5辛建波，康琛，陈田，等.基于动态数据的输变电设备全寿命周期成本分析J.电力系统保护与控制，2019,47(7):181-187.6 孔军，曹小宇，肖峰.基于支持向量机的输变电工程造价预测模型研究J.现代电子技术，2 0 18，41（4）：127-130.7韩文军，余春生.面向输变电工程数据存储管理的分布式数据存储架构J.沈阳工业大学学报，2 0 19，41(4):366-371.8 温欣岚，罗占业，樊美娜，等链式风险评估方法研究及工程应用J.中国安全生产科学技术，2 0 19，15(3):154-160.9 史雷，王莹，魏联滨，等.基于风险熵的增益配电网投资风险评估模型设计J.微型电脑应用，2 0 2 0，36(12):90-92.10孙晓琳，胡莎莎，郭海凤.基于缓冲超越概率的风险度量及套期保值J.运筹与管理，2 0 2 1，30（2）：146-154.（收稿日期：2 0 2 1-12-2 2）参考文献.113.