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全寿命周期费用分析在道路工程项目方案选择中的应用

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2020年4月19日
文档仅供参考
年 春 季学期研究生课程考核
（读书报告、研究报告）

考核科目
： 项目管理与评价
学生所在院（系）
： 交通科学与工程学院
学生所在学科
： 道路与铁道工程
学 生 姓 名
：
学 号
：
学 生 类 别
：
考核结果
：

全寿命周期费用分析在道路工程项目方案选择中的应用

摘要：道路工程项目方案选择的复杂性使得决策不能仅仅考虑工程项目初期的建设费用。从项目全寿命周期的角度出发，综合考虑道路工程建设项目的初期建设费、运营期的收益以及养护维修费、分析期末的残值等是必不可少的。本文首先介绍了全寿命周期费用分析的概念以及组成，其次介绍了该分析方法的基本原理和常见的分析方法，最后以道路工程中常见的一个例子对该方法应用于道路工程项目方案选择中的重要性进行了印证。

关键词 全寿命周期费用分析；道路工程；方案选择
1. 前言
1.1 全寿命周期费用的概念
道路全寿命周期费用分析(以下简称LCCA)就是从路面全寿命周期的角度，综合考虑备选方案在整个使用年限内的所有费用，包括初期建设费、养护费、以及用户费，从方案的费用效益以及对路面性能的改进程度等方面对方案进行优化分析，选择出性价比最高的方案。直观地说，LCCA就是指综合考虑各备选方案在整个寿命周期内的全部费用，对各方案费用进行经济分析，依据相应的经济指标（现值、年值、效果费用比等）选择出最优方案的方法。
1.2 全寿命周期的费用组成
LCCA是一种经济分析工具，广泛应用于各个领域的方案评比与决策确定中。道路工程涉及的全寿命周期费用主要有：道路设计及初始建设费用、后期大中修及改建费用、养护费用、用户费用、残值等。初始建设费是在道路工程开始设计、修建时直接产生的费用。而大中修、改建以及养护费用是在公路建成以后，由于各方面的原因非定时产生的，是道路全寿命周期内的不可或缺的一笔费用。用户费用是道路使用者正常行驶所耗费用与因道路状况不良而产生的除正常行驶费用外的其它费用。主要包括：车辆运营费、行驶时间费、交通延误费、交通事故费等。其中直接和路况相关的费用有车辆运营费，同时它也是用户费用中所占比例最高的一项，主要包括：油耗、轮耗、以及和车辆维修保养相关的材料、配件、维修、车组人员、润滑油、折旧、管理等费用。用户费用数量可观，是道路寿命周期费用中不可忽略的一部分。当前因其计算繁锁，尚且没有普遍认可的算法。另外，寿命周期费用还包括一些间接费用，例如环境破坏、振动、污染、交通噪音等。

图1-1 道路全寿命周期费用组成
2. 全寿命周期费用分析在道路方案比选中的应用
2.1 全寿命周期费用分析的基本原理
全寿命周期成本分析(LCCA)就是以项目寿命周期作为费用核算的期间，来分析项目的经济效益的一种方法。它是从市场评价的价值角度出发的，强调以最低的成原来实现项目的综合功能，其目标就是从一系列比选方案中选出一个最优的成本效益方案，以使在资产的占有过程中所付出的长期成本最少。
当前，由于建设资金的紧缺，道路维修和养护费用的增加，社会对基础设施投资的关注，特别是在发展中国家，道路建设占整个政府财政预算的首位，因此如何选择道路建设方案变成了一个重要的课题。在比选方案时，业主总是希望所选的方案最具经济效益，而LCCA正是当前分析这种公共基础设施方案最为合适的方法，它所包含的一些经济学基本原理主要有：
(1) 必须明确所作分析的层次。
(2) 经济分析只为某个管理决策提供支持，但并不能独立代表一个决策。
(3) 这些决策的标准、规则或指南必须在经济分析之前就独立地建立起来。
(4) 经济分析与道路项目的融资无关。
(5) 所有的道路比选方案应该尽可能放在相同的寿命周期内进行比较，且周期的预测应具有合理的可靠度；在对方案做最终定夺时，应考虑有关分析因素的不确定性。
(6) 道路建设项目的LCC主要包括业主费用、用户费用、非用户费用和效益。其定义分别为：业主成本——业主支付的预算内和预算外的成本；用户费用——使用者在道路上的时间费用、车辆的运营费用、出现事故时的费用预算和在进行道路维护时所延误的时间费用；非用户费用——主要是指环境污染和对周边的影响所支付的费用；效益——随着用户费用的直接减少而增加的总收益。
2.2 全寿命周期费用分析在道路工程方案比选中的常见方法介绍
全寿命周期费用分析的方法有现值法(费用现值法、效益现值法、净现值法)、等额年值法、效益成本比法、内部收益率法、成本—效益法等。下面介绍几种常见的方法。
2.2.1 净现值法
净现值(NPV)是指项目投产后各年现金净流量的现值之和与投资额现值之间的差额。
净现值法就是用净现值指标作为评价长期投资方案优劣标准的方法。若净现值是正数，即说明该方案的现金流入量现值大于原投资额，该方案可行；反之，净现值为负数，则不可行。净现值越大，说明项目的经济效益越好。净现值计算公式如下式所示。
(2-1)
式中：
——净现值；
n——分析期；
——第t年的收益；
——第t年的费用；
i——折现率。
2.2.2 等额年值法
当需要对分析期不同的各个项目方案进行比选时，净现值法已不再适用，可是可采用等额年值法(NAV)进行分析。
等额年值法是将不同分析期的项目方案的净现值按照基准折现率分摊到各自的项目分析期内而得到的等额年值。等额年值法的计算公式如下式所示。
(2-2)
式中：
——等额年值；
——净现值；
n——分析期；
i——折现率。
2.2.3 内部收益率法
内部收益率法，又称内部报酬率法，是评价工程项目长期投资经济效益的一种重要方法。其基本原理是以方案自身的内部收益率的高低作为衡量方案优劣的标准。内部收益率，是指使方案在使用寿命期中净现值为零的折现率。即使下式成立所对应的折现率i。
(2-3)
式中：
——净现值；
n——分析期；
——第t年的收益；
——第t年的费用；
i——折现率。
3. 案例分析
某地有一条二级公路，现由于交通流量的增加需对其进行改扩建或者新建一条公路。现拟定如下两个方案以供选择。：将原有二级公路等级提高为一级公路；：保留原二级公路，新建一条一级公路。已知，两个方案的费用组成如表3-1所示。折现率均为10%。费用单位：万元；分析期单位：年。
表3-1 两方案费用组成对比表
方案
初始
投资
年养护
费用
大中修费用
(以第 计)
年效益
残值
分析期

150
300
460
400
15

3000
110
260
550
500
15
分别按照公式(2-1)和公式(2-2)进行净现值和等额年值计算，结果如表3-2所示。
表3-2 两方案净现值和等额年值对比表
方案
净现值
等额年值

338
44.4

366
48.1
由上表能够看出，按照净现值方法进行方案比选能够得到方案优于方案。而等额年值比较法得到的结果也是如此。可是，如果两个方案的分析期不同，例如，方案的分析期为 ，而方案的分析期为 ，那么就不能采用净现值法进行比较，而需要用等额年值法进行。结果如表3-3所示。
表3-3 不同分析期的两方案等额年值法分析结果
方案
分析期
净现值
等额年值

12
124
18.2

15
366
48.1
按照公式(2-3)进行方案内部收益率计算，分别得到两方案的净现值为0时的折现率如表3-4所示。
表3-4 两方案的内部收益率
方案
分析期
内部收益率

12
0.11217

15
0.12799

15
0.12027
由上表能够看出，方案当分析期为12时，内部收益率为0.11217。也就是说，当折现率大于0.11217时，计算得到净现值为负数，说明该项目方案没有净效益，不可行；当折现率小于0.11217时才有净现值大于0，该项目方案才可行。对于分析期为 的方案和方案来说也是一样，它们的折现率限值分别为0.12799和0.12027。折现率分别小于这两个值时，方案可行，否则应重新考虑方案。
4. 结语
道路工程是一项长期投资项目，对其进行项目综合方案选择的时候，必须考虑其初期建设成本、运营期收益以及养护和维修费用、分析期末的残值，否则将造成决策依据的片面性，导致所作出的方案决策也将是不可靠的。因此，采用全寿命周期费用分析进行道路工程项目方案的选择是做出正确决策的前提条件，事实也证明该种方法在道路工程中的应用是正确可行的，应该得到全面地推广。
参考文献：
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