基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估模型研究

黃小龍

摘 要： 針對輸變電工程建設的諸多不穩定因素與復雜情況所造成的造價不確定問題，結合輸變電工程特點，分析工程造價內容與風險識別，給出輸變電工程造價概率分布函數和蒙特卡洛算法框架，構建基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估模型。并對模型進行計算機仿真計算，得出變電站工程的造價風險，以及工程結余率為80%時的工程造價。

關鍵詞： 輸變電工程造價； 風險評估； 蒙特卡洛法； 計算仿真

中圖分類號： TN911?34； TP391.77 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）20?0178?03

Abstract： The cost of power transmission project construction is uncertain due to the instable factors and complex situation. In combination with the characteristics of the power transmission project， the content and risk identification of project cost are analyzed. The probability distribution function of power transmission project cost and the framework of Monte?Carlo algorithm are given， and the Monte?Carlo method based risk evaluation model of power transmission project cost is constructed. The computer simulation and calculation are performed for the model to get the cost risk of substation project， and project cost that the surplus rate of the project cost is 80%.

Keywords： power transmission project cost； risk assessment； Monte?Carlo method； computational simulation

隨著輸變電工程建設的不斷增多，輸變電項目投資成本、環境復雜度和不確定因素也在不斷增長，導致工程造價的不確定，且會面臨著工程項目延期、安全事故和停工等風險，所以需要結合輸變電工程特點，分析工程造價內容與風險識別，進而構建風險評估模型來評估影響各風險因素的大小。本文提出了一種基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估模型，并結合風險管理原則提出輸變電工程各個階段工程造價風險規避策略[1?2]。

1 造價風險評估模型建立

蒙特卡洛法是根據隨機過程與經驗建立概率分布模型，并設置參數來對輸變電工程造價風險因素進行分析[3?4]。基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估步驟為：

（1） 確定風險來源，根據工程項目特點與各組成部分并結合歷史經驗來確定風險來源；

（2） 確定各風險源的概率分布，根據以往采集的輸變電工程數據資料，并加之各影響因素，確定風險的概率分布函數；

（3） 根據確定的概率分布函數，使用概率模擬軟件生成隨機數，從而基于蒙特卡洛模擬進行各工程造價風險源影響因素分析；

（4） 根據分析結果與規劃方案計算公式對各影響因素進行匯總，得到風險的概率統計值；

（5） 進行多次模擬即可得到風險模擬值。

1.1 輸變電工程造價風險識別

對輸變電工程造價風險進行識別[5]，首先需要明確識別內容，其包括對風險進行分解，判斷是否有新風險產生，對風險事件進行確定以及明確風險后果，其過程如圖1所示。政府、施工機構、電網公司等的變化均會對輸變電工程產生影響，故工程造價風險管理需要有效的計劃與管理，嚴格審批核準與驗收多個關聯機構。

1.2 工程造價風險概率分布特性

工程造價風險概率[6?7]分布分為確定性分布和不確定性分布，其下面又可主要分為泊松分布、二項分布、三角分布、經驗概率分布、正態分布、均勻分布和盲數理論等。由輸變電工程特點和風險經驗分析可知，輸變電工程造價分析概率分布多使用三角分布和經驗概率分布。三角分布的概率密度函數如下：

但實際情況觀察數據往往不足，使得概率分布估計不準確，則需要結合經驗進行估計預測，也可引入模糊分布，如三角分布數。三角函數分布函數如圖2所示。

1.3 工程造價風險評估模型

輸變電工程造價包括本體工程費用，輔助設施工程費用及其他費用。由于本體工程費用占整個輸變電工程造價的70%以上，故本模型以本體工程費用為主要研究對象。同時，由于設備購置費因不同輸變電工程而異，因此本模型以工程安裝費為最終研究目標[8?9]。

設工程安裝中人力、機器、物料消耗量以及單價估算值分別為 [qr]，[qj]，[ql]，[pr]，[pj]，[pl]，則工程費[Cz]為：

2 計算機仿真及模型測試

2.1 概率分布的確定

采用Crystal Ball軟件，基于各種風險影響指標，確定的輸變電工程造價各個動態子項目價格的概率分布及參數，如表1所示。

2.2 蒙特卡洛模擬結果

按照之前所述的基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估模型對某一項目工程造價風險進行模擬，模擬結果如圖4和圖5所示。

預測的工程造價目標函數為[C=Ci]，其中Ci為各動態子項目造價。在計算機中對數據進行10 000次的模擬，從圖5中輸變電工程總價CDF分布圖可得到，在1 309.7～1 457.6萬元之間頻率波動最大，概率為90%。表2為蒙特卡洛的計算仿真結果，輸變電工程總價均值為1 381萬元，標準差為45.2萬元，則風險為3.3%，超概算風險較小。從計算仿真結果還可以看出，造價可能性最大的為1 419.1萬元，此時結余概率為80%。endprint

3 結 語

本文針對輸變電工程建設的諸多不穩定因素與復雜情況所造成的造價不確定問題，分析工程造價內容與風險識別，給出了輸變電工程造價概率分布函數和蒙特卡洛算法框架。同時，構建了基于蒙特卡洛法的輸變電工程造價風險評估模型，最后對模型進行計算機仿真，得出輸變電工程的造價風險。

參考文獻

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