成本约束下的水利工程造价控制措施研究.pdf

72 首席财务官HIEF FINANCIAL OFFICERC成本约束下的水利工程造价控制措施研究章依卿（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙410004）摘要：由于传统方法在水利工程造价控制中的应用效果不佳，工程超概算量较大，采取的控制措施合理性较低，无法达到预期的工程造价控制效果，为此提出成本约束下的水利工程造价控制措施。以工程造价最小、工期压缩造价最小以及工程质量优化成本最小为目标建立目标函数，建立不等式约束条件，对水利工程成本约束，利用蚁群算法对目标函数求解，输出最优水利工程造价控制措施最优决策，以此实现成本约束下的水利工程造价控制措施优化。经实验证明，在设计方法应用下工程造价超算量低于零，工程造价未超出预算，采取的措施具有良好的造价控制效果，设计方法在水利工程造价控制方面具有良好的应用前景。关键词：成本约束；水利工程；造价；控制措施；目标函数；蚁群算法中图分类号：TU723.3文献标识码：ADOI：10.12317/j.issn.1673-3169.2023.18.025 0引言造价控制贯穿于水利工程建设项目的整个过程，是保障水利工程的经济效益的重要手段。随着水利工程行业的快速发展，现阶段水利工程具有规模大、周期长、建设难度高等特点，同时对水利工程建设质量的要求也在不断提高，在严要求、高标准下水利工程造价控制具有一定的难度。为了实现水利工程经济效益的最大化，降低水利工程建设成本，企业需要采取有效的措施对水利工程造价进行控制，但是水利工程造价影响因素比较多，控制参量也比较多，并且国内关于水利工程造价控制研究起步比较晚，相关技术与理论还不够成熟与完善，导致工程造价控制决策失误，采取的控制措施不够合理，工程造价超算量较高，为此提出成本约束下的水利工程造价控制措施。1建立造价控制目标函数造价控制的目的是降低水利工程造价偏差，将工程造价控制在预算范围内。而导致水利工程造价偏差的主要原因在于资源配置、工期以及工程质量三个方面，资源配置方面出现造价偏差的主要原因为缺乏合理的人力资源配置，缺乏科学的材料采购和使用规划，以及缺乏完善的设备使用制度和综合的资源配置方案；施工进度方面出现造价偏差的主要原因为工程施工进度不详、资源供应延误、施工条件变动，以及施工现场组织管理不力和施工进度控制不足；施工质量方面出现工程造价偏差的主要原因为施工管理混乱、施工工序错误、选材用料不规范以及工程造价过低1。通过以上分析，此次对水利工程造价控制采取的措施可以大体分为以上三个方面，针对每个方面采取的具体措施，建立相应的目标函数，通过对目标函数求解，实现对水利工程造价控制决策优化。资源配置措施决策优化目标函数建立：假设在施工工期一定的条件下，以完成一定量的水利工程主体任务，通过优化资源配置，实现水利工程成本最小化。以成本最小为目标建立水利工程资源配置优化目标，用公式表示为：（1）式（1）中，表示水利工程成本最小值；表示成本权重系数；表示水利工程分项工程序号；表示水利工程工种序号；表示水利工程分项工程的种类总量；表示施工工种的种类总量；表示水利工程第 个分项工程所需的工期；表示水利工程第 个分项工程中第 个工种每天的平均单价；表示平均每天配置到水利工程第 个分项工程中第 个工种的人数；表示水利工程第 个分项工程中第 个材料的平均单价；表示水利工程第 个分项工程中平均每天施工材料 的使用量；表示成本工时比较均衡系数；表示人工工时权重系数；表示水利工程白天作业平均每人总工时；表示水利工程夜间作业平均每人总工时2。企业可以通过压缩工期，降低水利工程成本，故以压缩工期成本最小为目标，建立水利工程施工工期优化决策目标函数，其用公式表示为：（2）式（2）中，表示水利工程压缩工期最小成本；表示工期压缩成本权重系数；表示水利工程工序 到工序 单位压缩工期成本；表示水利工程工序到工序 原计划完成工期；表示水利工程工序 到工序 实际完成工期；表示人力资源增量权重系数；表示工期压缩成本与人力资源增幅比较均衡系数；表示水利工程人力资源协调系数；表示水利工程工期协调73经济与管理INGJI YU GUANLIJ系数3。在工程资源供应充足的条件下，通过对工程施工质量优化，降低工程成本，以水利工程质量优化成本最小为目标建立目标函数，用公式表示为：（3）式（3）中，表示水利工程质量优化最小成本；表示工程质量优化成本权重系数；表示水利工程混凝土施工项目中机械设备种类的总量；表示水利工程混凝土施工项目材料重量；表示每天混凝土工程中工人的日平均成本；表示平均每天配置到水利工程混凝土施工中前台、后台的作业人数；表示混凝土工程中材料的平均单价；表示混凝土施工中材料的使用量；表示混凝土施工中机械设备平均每天的单位成本费用；表示施工质量权重系数；表示质量与成本两类目标函数的数量级协调系数；表示水利工程混凝土面层施工主要工序中技工、机械质量得分。将以上三个目标函数整合，建立水利工程成本控制措施优化决策目标函数，用公式表示为：（4）式（4）中，表示水利工程成本控制措施优化决策目标函数。通过建立以上目标函数，将水利工程成本控制措施转化为成本控制措施决策优化问题。2设定成本约束条件针对以上建立的目标函数设定相应的约束条件，对水利工程成本进行约束，具体约束条件如下：约束条件1：对工程中技工与普通工时约束，用公式表示为：（5）式（5）中，表示约束条件1；、分别表示水利工程中技工总工时下限与上限；、分别表示水利工程中普工总工时下限与上限4。约束条件2：对工程中材料使用量进行约束，用公式表示为：（6）式（6）中，表示约束条件2；、分别表示每个技工平均每工时材料耗用相应分项工程材料量的下限与上限。约束条件3：对水利工程施工成本约束，用公式表示为：（7）式（7）中，表示约束条件3；表示水利工程最低预算；表示水利工程最高预算。为了方便计算，将上文建立的目标函数与约束条件整合为水利工程造价控制措施决策优化模型，用公式表示为：（8）式（8）中，表示水利工程造价控制措施决策优化模型，为后续最优成本控制措施决策奠定基础。3求解最优成本控制措施决策本文利用蚁群算法对以上建立的优化模型求解，求出最优水利工程造价控制措施决策，具体求解流程如图1所示。图 1最优成本控制措施决策流程图如图1所示，假设优化模型中目标函数解有 个，建立目标函数解集，解集中每个目标函数解为一个个蚂蚁个体，由此生成蚁群。并且根据实际情况对蚁群算法参数进行初始化，其中包括迭代次数、期望因子以及启发因子。蚁群按照转移规则移动，并且选择相应的移动目标点，转移规则用公式表示为：（9）式（9）中，表示蚁群转移后更新的位置；表示目标函数可能解的信息素浓度；表示能见度因素；表示期望因子；表示启发因子；表示信息素增加量；表示信息素保留因子。按照上述规则对蚁群转移后的位置更新。利用适用度函数对更新后的蚁群位置适用度值进行计算，适用度值可以反映出蚁群当前位置距离目标位置的距离，适应度值越大，表示蚁群位置与目标位置距离越近。对当前迭代条件进行检验，如果没有满足迭代要求，则继续对蚁群位置进行更新；如果满足迭代要求，则输出适应度值最大的目标函数解，即全局最优个体，该个体对应的目标函数解为水利工程造价控制措施最优决策，以此实现成本约束74 首席财务官HIEF FINANCIAL OFFICERC下的水利工程造价控制措施决策优化。4实验论证4.1实验准备与设计完成以上设计成本约束下的水利工程成本控制方式后，为实现对设计方式在实际应用中效果的检验，以下将采用对比实验的方式对设计方式以及设计方法的适用性与可行性进行检验，以某水利工程为实验对象，该水利工程合同工程量为5642.62立方米，总计34个帷幕单元，水库结构采用钢筋混凝土结构，总建筑面积为21564.15m，利用此次设计方法对该水利工程成本控制采取相应的措施，为了使实验数据与实验结果具有一定的说明性与可靠性，选择两种传统方法作为比较对象。两种传统方法分别为基于全生命周期成本管理的控制方法和基于BIM的控制方法，以下将分别用传统方法A与传统方法B表示。施工期间人工单价确定为：普通工人100元/工日，技术工人150元/工日，根据2022年三季度调查以及同类在建工程比较综合分析确定工程材料预算价格，其中钢筋价格为6452.48元/t，空心砌块架构为195.65元/m，混凝土价格为346.86元/m。按照上述流程对水利工程成本控制决策优化，制定工程成本控制措施采取方案。采取控制措施下该水利工程实际成本如表1所示。表 1水利工程成本清单序号项目成本/万元（1）招投标1.26（2）工程设计5.56（3）排洪沟挡墙工程3451.12（4）基坑开挖土方工程1023.56（5）基坑支护工程1024.51（6）排洪渠工程1567.46（7）坝面护坡工程1036.77本文设计方法基本可以完成水利工程成本控制任务，以下对具体控制效果进行检验。4.2实验结果与讨论实验将该水利工程施工工期划分为八个阶段，根据每个阶段的预算，以及实际工程成本，确定每个阶段超算量，将超算量作为三种方法应用下采取控制措施的效果评价指标，超算量越大，表示控制措施效果越差。具体数据如表2所示。表 2三种方法应用下水利工程超算量对比（万元）工程阶段设计方法传统方法 A传统方法 B第一阶段 20.3621.4635.46第二阶段 54.8635.4648.95第三阶段 18.6756.1558.62第四阶段 36.4746.86102.56第五阶段 47.15102.48148.68第六阶段 59.28145.89100.63第七阶段 36.47163.25145.25第八阶段 47.15145.25103.47从上表中数据可以看出，在本次设计方法应用下该水利工程各个阶段超算量均小于零，表示该工程各个阶段成本支出均未超出预算，在预算范围之内，节约成本约321.42万元。而在两种传统方法应用下，该水利工程各阶段超算量均大于零，表示工程各个阶段成本支出均超出预算，传统方法A超出成本预算712.62万元，传统方法B超出成本预算736.15万元，因此从超算量方面来看，设计方法明显优于两种传统方法，采取的控制措施更加合理和有效，相比较两种传统方法更适用于水利工程成本控制。5结语成本控制作为水利工程成本管理手段之一，是降低水利工程成本、提高水利工程收益的保障。此次从成本约束角度出发，提出了一个水利工程成本控制决策方法，通过对工程成本控制决策优化，采取有效的控制措施，有效降低了水利工程成本超算量，实现了对传统方法的优化与创新，以及现有水利工程成本控制理论的补充与完善，此次研究为成本约束下水利工程成本控制提供了参考依据，同时还有助于提高水利工程成本控制决策的自动化与智能化水平，具有较高的现实意义。参考文献1 王菲.水利工程概预算成本控制中的问题及解决对策探讨J.城市建设理论研究(电子版),2023(4):152-154.2 孙琦.水利工程概预算成本控制中的问题及解决措施分析J.城市建设理论研究(电子版),2023(3):143-145.3 展秀荣.水利工程建设项目招投标阶段和施工阶段工程成本控制分析J.农业科技与信息,2020(10):110-112.4 韩莹莹.水利工程成本全过程的控制管理措施探讨J.建材发展导向,2020,18(8):41-42.