滾朋羊二級水電站工程標段的優化劃分

孟 碟 ，馮 平

(1. 天津大學建筑工程學院，天津 300072；2. 貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

云南是我國水能資源最豐富的省份之一，也是目前中小型水利水電工程開發得最多、最為普遍的省份．眾所周知水電工程項目有其自身的特殊性，如投資規模大、技術復雜、涉及的專業面廣，業主單位不可能自營整個項目．在實際工程建設過程中需要對整個工程進行專項分包，采取何種分包辦法來對整個工程進行有效的標段劃分，從而謀取最佳的經濟技術效果，將成為廣大水電項目投資商和相關專業人士共同關注的問題．研究表明，不論是招標最優報價[1]、建設工程標段劃分[2]，還是關于業主和項目經理的溝通與合作研究[3]，都僅是結合具體工程討論標段劃分原則和劃分影響因素；洪偉民等[4]雖然采用了經濟學交易費用理論對標段數與建設成本之間關系作交易費用定量分析，但并未從整個系統工程的角度，按照項目管理的原則就水電工程的標段劃分作有效定量分析．滾朋羊二級水電站位于云南省境內，屬于引水式水電站．不論從投資形式，還是從裝機規模上講，這樣的工程在云南乃至全國的水利水電開發和建設過程中，都具有典型性、普遍性．本文從滾朋羊二級水電站實際工況出發，構建這類工程的施工總成本模型，并詳細分析該模型與標段劃分的經濟技術關系，最后利用Monte Carlo方法對施工總成本數學模型模擬求解，得出最優解作為標段劃分定量判別依據．按此方法得出的標段劃分方案與業主方僅憑主觀經驗判斷的方案相比，要節省費用 258.06萬元．研究表明，該法可以用于廣大水電項目投資商和相關專業人在水電工程標段劃分及其優化的定量判別依據．

1 工程概況

滾朋羊二級水電站位于云南省德宏傣族景頗族自治州盈江縣內，東徑 97°31′～98°15′，北緯24°24′～25°20′之間．工程任務以發電為主，不考慮盈江縣用電，主要為外送，并納入省網統一調度，主要承擔基荷和調峰任務．電站為引水式電站，設計引用流量 8.4,m3/s，裝機容量 27.5,MW，保證出力4.223,MW，多年平均發電量 10,982×104,kW·h．工程等別為Ⅳ等，工程規模為小(1)型，整個樞紐工程由取水樞紐、發電引水系統和廠區樞紐3部分組成．工程總投資為 11,134.83萬元，靜態總投資為10,372.87萬元．單位千瓦投資4,640元，單位電度投資 1.01元/(kW·h)，基本預備費為總投資的 6%，工程建設貸款利率為7.83%，貸款利息為761.96萬元．

2 標段劃分的優化模型構建

2.1 施工總成本的數學模型

從目前水利水電工程本身的建設特點來看，普遍認為水利水電工程施工總成本由工程的發包價(即生產成本費用 CP)和工程發包運作成本(即工程交易費用 CE)2部分構成．結合經濟學家們對交易費用定義和建設工程交易特點，工程交易費用 CE又可以劃分為發包前交易費用 CEA和發包后交易費用 CEP．因此水利水電工程的施工總成本C可表示為

2.2 生產成本費用 PC與標段數R的關系

生產成本費用PC與標段數R服從下列函數關系

從經濟學的角度，該函數關系式可以解釋為標段劃分與投標人數相關或無關2種關系．

1)標段劃分與投標人數相關

即同一工程所分標段數R越多，標段的規模就越小，市場上具備資格參加的承包商就越多．在同一規模的招標中，博弈分析證明，參與投標的承包商越多，承包商的報價越接近其成本，業主可以得到的價格越低[1-2]，可表示為與1/R是正相關關系，即一個工程項目劃分的標段數越少，支付給承包商的實施成本就越低．另一方面，標段的規模越小(即R越大)，承包商的規模效益就越差，其成本也就越高；標段規模越大，承包商所配置資源的利用效率就越高，其成本相應地降低．另外，標段數越多，各個標段相互間的制約也就越大，實施中向業主索賠的費用也越高．可表示為與R成正相關關系，即一個工程項目劃分的標段數越多，支付給承包商的實施成本就越高．

2)標段劃分與投標人數無關

即一個工程項目分標無法吸引更多的承包商參與投標，此時投標人報價策略不變，但由于標段的規模小成本高反而報價高，因為工程的最優標段數為R= 1，可表示為與R無關[3]．此時若強行把1個標段A拆分為B和C2個標段，則其實施成本增加，即某大型工程3個標段同時招標，要求各投標人提出各標段組合的總投標報價，開標結果各組合的總投標報價都小于各標段獨立報價之和，降價率最高達19%[5]．

2.3 發包前工程交易費用 EAC 與標段數R的關系

發包前交易費用EAC 與標段數R服從下列函數關系

發包前交易費用EAC 主要包括委托招標代理的費用、合同談判費用、招標可能失敗的風險性費用等．依據國家計委頒布的招標代理服務收費管理暫行辦法，招標代理服務收費采用差額定率累進計費方式[6]，如表1所示．

表1 招標代理費用收費標準Tab.1 Standard of the bidding agency cost

由表 1看出委托招標代理費ZC與標段數正相關．毫無疑問合同談判費用及招標失敗的可能也是和招標次數正相關的，即與標段數正相關．由此可以得出結論：發包前交易費用EAC 與標段數R正相關．根據滾朋羊二級水電站工程規模的大小，發包前交易費用CEA(單位：萬元)計算式為

從式(4)可以看出 CEA是CP的函數，針對具體的標段劃分方案，其 CEA可表示為

式中：sij表示 si中的第j個標段；C（PsijRij）表示 s標段的生產費用．

2.4 發包后工程交易費用 CEP與標段數R的關系

發包后工程交易費用EPC 包括業主方委托監理費用、管理組織費用以及履約過程中不構成工程成本的額外交易成本等．依據現行建設工程監理與相關服務收費管理規定[7]，根據滾朋羊二級水電站工程規模的大小委托監理費JC(單位：萬元)的計算式為

式中：α為專業調整系數；β為工程復雜程度調整系數；γ為高程調整系數．可以看出 CJ是 C （PR）的函數，針對具體的分標方案，其 CJ可表示為

依據基本建設財務管理規定[8]，建設單位管理費總額控制如表 2所示．業主管理費用GC 控制額按設計概算D

C 取相應的費率δ，從發包后交易費用與標段數的經濟學分析知，DC 與標段數R成正比例關系，即隨著R的增加GC 越接近其控制額．

表2 建設單位管理費總額控制算例Tab.2 Case of total management fee control of the construction unit

根據經驗假設，GC 與R服從下列函數關系

綜上可以簡要得出

將式(2)、式(5)和式(9)代入式(1)得施工總成本C的數學模型為

3 標段劃分的模型求解方法

3.1 可行的標段劃分方案

3.1.1 工程建設任務及招標概算

1)取水樞紐部分

主要包含滾朋河取水樞紐(s1)84.26萬元和烏鴉卡河取水樞紐(s2)118.12萬元，攔河壩從左至右依次由左岸非溢流壩段、溢流壩段、沖沙底孔、取水口及右岸非溢流壩段等部分組成．

2)發電引水系統

主要含無壓引水渠系(s3)579.81萬元，壓力前池(s4)690.5萬元，泄水道(s5)730.4萬元，壓力管道(s6)1 156.25萬元4部分．

3)發電廠房部分

主要含主副廠房、升壓站開挖及建設(s7)593.46萬元，廠區及電廠管理房建設升壓站(s8)120.78萬元2部分．

4)機電設備部分

主要含水輪發電機及輔機(s10)1,868.24萬元，電氣設備(s11)337.62萬元 2部分；機電設備安裝(s9)591.66萬元．

1.3 診斷標準和評價指標 ①BMI判定標準：以《中國成年人超重與肥胖癥預防控制指南》的分級標準：BMI=體重除以身高的平方(kg/m2)；BMI<18.5 kg/m2為低體重，18.5≤BMI<24 kg/m2為正常，BMI≥24 kg/m2為超重。②Hp感染陽性判定依據：Hp抗體陽性。③肝功判定標準：ALT<40 U/L為正常，40 U/L≤ ALT<80 U/L為升高一倍，ALT≥80 U/L為升高兩倍。

5)輸電線路部分

主要指從滾朋羊一級站到盈江110,kV變電站長39.5,km的LGJ-240輸電線路架設(s12)1,926.78萬元．3.1.2 需要考慮的原則問題

(1) 利于總進度的實施，使招標工作按籌建期、備期、主體工程施工期和工程竣工期的建設程序有銜接和明確的分工，有條不紊地組織施工．

(2) 在工程項目、施工場地和施工道路現場規劃上，盡量減少各標段之間現場工作的相互穿插和干擾，盡量減少發包的協調工作．

(3) 盡量使各標段作業內容相對單一，便于各施工工種的工作開展，充分發揮各施工隊伍的技術專長和優勢．

(4) 對于同一部位、同性質施工作業，劃分為同一標段，從而減少施工干擾和簡化施工管理．

(5) 為加快工程進度，使各施工隊伍進入工地后迅速開展工作，標段劃分應該充分為各施工隊伍考慮提前施工創造條件．

(6) 充分利用籌及準備階段工期，由發包人負責“四通一平”等公共設施項目的修建．

(7) 各標段共用的輔助企業單獨招標，減少設備購置、場地占用、料源開采和管理運行等方面的重復量，提高產品質量，節省工程投資．

3.1.3 可行的標段劃分方案

從實際工況出發根據以上原則，云南盈江滾朋羊二級水電站工程共有7個可行的標段劃分方案．

3.2 模型的求解

最優的標段劃分方案中施工總成本C必須滿足

式中：S表示由所有可能的標段劃分方案組成的集合；is表示第i個標段劃分方案．

依據歷史資料，統計得出當標段概算大于1億元時，工程施工總成本相對于概算下浮幅度服從β分布，下浮區間為 5.65%～8.33%，平均下浮 6.62%；當標段概算小于1億元時，施工總成本下浮幅度服從三角分布，下浮區間為 6.44%～9.35%，平均下浮7.47%．滾朋羊二級水電站工程各標段概算都未大于1億元，因此施工總成本相對于概算下浮幅度服從三角分布．運用Monte Carlo方法對以上7個可行的標段劃分方案，分別進行模擬10,000次的仿真計算，可得最優的標段劃分方案為方案3，min C≈8,863.65萬元．整個工程共分為 5個標段，除標段9s和12s外，其余3個標段又可以分為多個小專業標段．

4 結 語

現云南盈江滾朋羊二級水電站已經發電運行，從業主提供的前期標段劃分資料來分析，業主方在招標設計階段并未對標段劃分作合理有效的定量分析，僅憑業主方主觀經驗判斷，采用方案2作為本工程的標段劃分方案，施工總成本竟達9 121.71萬元．如果采用本文提出的施工總成本模型來對滾朋羊二級水電站的標段劃分作有效定量分析，會得出最優標段劃分方案——方案3，其結果可以節約258.06萬元．研究表明，采用Monte Carlo方法對本文提出的標段劃分優化模型進行模擬求解，所得出的最終解可作為水電項目投資商和相關專業人員在進行標段劃分時定量分析的判別和決策依據．

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［5］ 中國招標投標年鑒編輯委員會. 中國招標投標年鑒編2002 [M]. 北京：中國計劃出版社，2002.Editorial Committee of China Tendering & Bidding Almanac. China Tendering & Bidding Almanac 2002 [M].Beijing：China Planning Press，2002(in Chinese).

［6］ 中華人民共和國國家發展和改革委員會．招標代理服務收費管理暫行辦法(計價格[2002] 1980號)[Z].2002-10-15．National Development and Reform Commission of the People's Republic of China. Provisional Measures on Bidding Agency，Service，Charge and Management([2002] NO. 1980)[Z]. 2002-10-15(in Chinese)．

［7］ 中華人民共和國國家發展和改革委員會，建設部．建設工程監理與相關服務收費管理規定(發改價格[2007]670 號)[Z]． 2007-03-03．National Development and Reform Commission of the People′s Republic of China ，Ministry of Construction．Regulations of the Engineering Project Supervision and Related Services Management (2007 NO. 670)[Z].2007-03-03(in Chinese)．

［8］ 中華人民共和國財政部．基本建設財務管理規定(財建[2002]394 號) [Z]. 2002-09-27．Ministry of Finance People’s Republic of China． Financial Management Regulations of the Capital Construction([2002] NO. 394) [Z]. 2002-09-27(in Chinese)．