基于數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)工程造價(jià)控制方法

董磊 魏博 安世華 梅曉輝 徐向陽

摘要：配電網(wǎng)建設(shè)形式多樣化發(fā)展增加了大量不確定因素，這些因素是工程設(shè)計(jì)規(guī)劃和現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)差異化的主要原因。配電網(wǎng)投資規(guī)模僅次于骨干網(wǎng)，因此在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，從全壽命周期的角度嚴(yán)格控制工程造價(jià)，將其貫穿于工程項(xiàng)目運(yùn)行的全過程，綜合提升公司的經(jīng)濟(jì)效益。提出了利用大數(shù)據(jù)分類計(jì)算的數(shù)據(jù)處理方法，通過改進(jìn)的K-means方法對(duì)工程投資各環(huán)節(jié)進(jìn)行系數(shù)估計(jì)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)系數(shù)出現(xiàn)大幅度偏差時(shí)，立即進(jìn)行投資調(diào)整，避免造成整體投資過高，節(jié)約基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；工程；造價(jià)；投資；控制

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2019）17-61-4

0引言

隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)也迎來了新一輪的升級(jí)改造熱潮，將會(huì)引入新技術(shù)、新設(shè)備及平臺(tái)，給配電網(wǎng)帶來創(chuàng)新血液。配電網(wǎng)工程建設(shè)有投資金額大、節(jié)點(diǎn)多、單規(guī)模小和資金回收周期長等特點(diǎn)，且不確定因素較多，在項(xiàng)目實(shí)施全過程中，往往會(huì)因?yàn)槟承┮蛩氐淖兓鴰碣Y金改變，導(dǎo)致預(yù)算和工程實(shí)際投資的差距較大，有時(shí)可達(dá)40%，其中政府影響因素可能占10%左右。高偏差會(huì)造成電網(wǎng)投資的極大浪費(fèi)，不能合理利用建設(shè)資金。本文旨在分析配電網(wǎng)工程各階段造價(jià)管控存在的問題及原因，探討解決方法和管理措施，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，合理有效地控制成本，節(jié)約資金和資源，提高企業(yè)投資效益，爭(zhēng)取偏差控制在20%（目標(biāo)為10%）。

1影響配電網(wǎng)工程造價(jià)不精準(zhǔn)因素分析

1.1環(huán)境影響

最不可預(yù)知的是自然環(huán)境因素，例如天氣或自然災(zāi)害等不可抵擋因素，在施工過程中能直接阻止持續(xù)施工，影響施工進(jìn)度，如果遇見長時(shí)間的災(zāi)害，則會(huì)嚴(yán)重影響建設(shè)周期，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)也會(huì)升高。自然災(zāi)害嚴(yán)重破壞施工現(xiàn)場(chǎng)，也嚴(yán)重?fù)p害建工財(cái)產(chǎn)。有時(shí)提前規(guī)劃的地塊、路徑等會(huì)由于地理環(huán)境的破壞，需要重新選址，必須采取不同的施工方式繼續(xù)進(jìn)行，這些都會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致預(yù)算超額。

1.2人為因素

人員的技術(shù)能力是項(xiàng)目實(shí)施的核心，并且貫穿整個(gè)項(xiàng)目周期。從設(shè)計(jì)咨詢開始，設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮方案的合理性，并具有應(yīng)急機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)變更時(shí)可以最節(jié)省的方式繼續(xù)施工，減輕難度；在采購階段，人員依靠專業(yè)能力，選擇性價(jià)比高的設(shè)備材料，對(duì)物料精準(zhǔn)控制，避免影響后期的施工；在實(shí)施過程中，可對(duì)施工工藝、承包人能力等進(jìn)行有效評(píng)估，發(fā)現(xiàn)違規(guī)等不良行為，盡早規(guī)避。

1.3政策因素

配網(wǎng)統(tǒng)推建網(wǎng)是國網(wǎng)統(tǒng)一安排的項(xiàng)目行為，在一定的行業(yè)需求下具備強(qiáng)制性，但這種強(qiáng)制性僅僅能夠限制國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部，而配電網(wǎng)建設(shè)屬于國家基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目范疇，建設(shè)選址、施工周期等都需要政府部門出具相關(guān)文件，而流程的審批周期會(huì)嚴(yán)重影響項(xiàng)目實(shí)施周期。而且，國家政策大于國網(wǎng)行業(yè)發(fā)展要求，往往突發(fā)性的上級(jí)政策會(huì)直接推翻項(xiàng)目前期，對(duì)項(xiàng)目也是一種很大的打擊。需要在項(xiàng)目前期進(jìn)行周密調(diào)研，洞察各方面信息，降低因政策變動(dòng)而引起的損失。

1.4社會(huì)因素

配網(wǎng)屬于“最后一公里”網(wǎng)絡(luò)，所以建設(shè)前需直接與業(yè)主溝通，但經(jīng)常會(huì)發(fā)生征地補(bǔ)償糾紛，如村民阻撓、周邊企業(yè)摻合及政府干預(yù)等，阻礙施工順利進(jìn)行。這類社會(huì)事件會(huì)延遲實(shí)施周期，應(yīng)嚴(yán)格管控談判時(shí)間，采取合理的談判條款，盡力協(xié)調(diào)。

1.5管理規(guī)范因素

配網(wǎng)項(xiàng)目的實(shí)施和普通項(xiàng)目的實(shí)施過程一致，每個(gè)階段都會(huì)涉及到投資，因此每個(gè)階段都要嚴(yán)格控制投資資金。目前來看，每個(gè)階段都存在由于各種疏忽或者事故而造成的資金浪費(fèi)，并缺乏及時(shí)的處理措施。應(yīng)制定嚴(yán)格的管理規(guī)范，避免設(shè)計(jì)考慮不周全、工程造價(jià)存在偏失和工程實(shí)施周期不合理等現(xiàn)象，將設(shè)備及施工造價(jià)控制在最低可接受范圍內(nèi)[1-2]。

2配電網(wǎng)全壽命周期工程造價(jià)控制理論研究

配電網(wǎng)的工程造價(jià)是貫穿配網(wǎng)項(xiàng)目全壽命周期的一項(xiàng)巨大工程，每個(gè)階段都會(huì)涉及龐大的費(fèi)用，應(yīng)利用有效的造價(jià)管控手段對(duì)每一個(gè)投資細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制。從工程周期看，包括規(guī)劃立項(xiàng)、設(shè)計(jì)咨詢、招標(biāo)采購、安裝施工、竣工驗(yàn)收和工程維護(hù)等費(fèi)用，每一個(gè)實(shí)施階段的投資變更都會(huì)對(duì)總投資產(chǎn)生影響；從工程投資明細(xì)來分，包括安裝工程費(fèi)、銀行貸款利息、設(shè)備購置費(fèi)和設(shè)備測(cè)試費(fèi)等。對(duì)于工程造價(jià)而言，最核心的就是實(shí)時(shí)的價(jià)格機(jī)制，因此配電網(wǎng)工程一定要制定在國家宏觀政策下的以市場(chǎng)為主的價(jià)格機(jī)制，以期在一定程度上影響投資宏觀決策并提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。本文采用以價(jià)格控價(jià)為基礎(chǔ)，以全壽命周期為主線的配網(wǎng)工程造價(jià)控制方法。

2.1立項(xiàng)階段

立項(xiàng)工程第一步，雖投資不大，但至關(guān)重要。應(yīng)綜合調(diào)研國家、市場(chǎng)、行業(yè)內(nèi)外的現(xiàn)狀，統(tǒng)籌做好結(jié)合各類規(guī)劃的合理布局，采用可持續(xù)兼容發(fā)展的思維，將多面因素協(xié)調(diào)一致，制定最優(yōu)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；并且要提前同市政、環(huán)保等各部門協(xié)商項(xiàng)目需求及可行性，獲取項(xiàng)目涉及到的許可證；進(jìn)行投資、效益、發(fā)展等綜合分析，看項(xiàng)目是否具備一定的收益比，并對(duì)社會(huì)、國家發(fā)展具有積極的發(fā)展推動(dòng)作用。立項(xiàng)階段的投資主要在調(diào)研、專家分析等方面，占比大約在5%，應(yīng)提前制定調(diào)研方案，保證調(diào)研部門的全面和順序，既不矛盾也不漏項(xiàng)，良好的決策是配電網(wǎng)建設(shè)的先決條件。

2.2咨詢?cè)O(shè)計(jì)

該階段投資占比10%。這部分投資應(yīng)選擇專業(yè)的具備一級(jí)設(shè)計(jì)資質(zhì)的公司進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)調(diào)研方案，綜合考慮選址、環(huán)境和建設(shè)技術(shù)等因素，至少設(shè)計(jì)2種可選方案，遵循經(jīng)濟(jì)適用原則，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范設(shè)計(jì)，尤其選擇規(guī)范的最新定額標(biāo)準(zhǔn)制定預(yù)算，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙認(rèn)真編制造價(jià)文檔，選擇最新的協(xié)議庫存標(biāo)準(zhǔn)作為參考，制定設(shè)備材料價(jià)格。一般包含可研設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)概算要低于可研估算，會(huì)在原基礎(chǔ)上有部分核減。基于此，應(yīng)提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力，提升設(shè)計(jì)文件的質(zhì)量，并制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)考核機(jī)制，對(duì)方案的設(shè)計(jì)、比選和造價(jià)審核等各個(gè)細(xì)節(jié)規(guī)范約束，保障設(shè)計(jì)方案的集約性和有效性。

2.3招標(biāo)采購

要嚴(yán)格遵循價(jià)格核心機(jī)制，按照最低價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采購設(shè)備，避免出現(xiàn)泡沫型無理由高價(jià)采購現(xiàn)象出現(xiàn)。制定招標(biāo)規(guī)范，從制定技術(shù)規(guī)范書、掛網(wǎng)開標(biāo)、投標(biāo)、評(píng)標(biāo)到中標(biāo)，每一步都要符合法規(guī)要求，杜絕不法的行為出現(xiàn)，例如故意抬高投標(biāo)價(jià)格、技術(shù)規(guī)范設(shè)備參數(shù)存在漏洞和評(píng)標(biāo)不嚴(yán)等，導(dǎo)致一些高價(jià)格的設(shè)備廠家中標(biāo)，嚴(yán)重提升工程造價(jià)，采購時(shí)應(yīng)對(duì)照技術(shù)規(guī)范要求，切忌出現(xiàn)采購人員能力欠佳而購買不符合要求的低質(zhì)量產(chǎn)品，影響工期和項(xiàng)目整體質(zhì)量[3]。

2.4工程施工和竣工驗(yàn)收

施工過程中遇到的不可預(yù)知因素較多，上面提到的環(huán)境、社會(huì)和人為等因素都會(huì)在該過程體現(xiàn)。施工督導(dǎo)人員應(yīng)具備一定的應(yīng)變能力，當(dāng)出現(xiàn)困難事件時(shí)，能及時(shí)找到最佳方案，充分結(jié)合各部門力量，共同協(xié)調(diào)解決，既節(jié)約了工時(shí)，也能降低方案變更成本。工程施工過程中應(yīng)安排一位技術(shù)及協(xié)調(diào)等綜合能力較強(qiáng)并具備設(shè)計(jì)咨詢能力的人員擔(dān)當(dāng)督導(dǎo)，能夠完全了解及掌控施工全過程，能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，工程實(shí)施嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案、施工圖紙要求開展。竣工驗(yàn)收要求按照技術(shù)規(guī)范書來逐一審核，避免由于驗(yàn)收的疏忽導(dǎo)致后期運(yùn)維過程中出現(xiàn)較大的事故。

2.5運(yùn)行維護(hù)

運(yùn)行維護(hù)是一個(gè)長期過程。配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)比骨干網(wǎng)更加復(fù)雜，點(diǎn)多類型不一，例如上海基本選型為地埋式的配網(wǎng)建設(shè)方式，給運(yùn)維帶來了很大挑戰(zhàn)，要精準(zhǔn)地找到故障點(diǎn)需要付出較大的代價(jià)。因此，應(yīng)提升運(yùn)維人員的素質(zhì)，通過智能化手段精準(zhǔn)定位故障源并盡量采取遠(yuǎn)程維護(hù)的一站式解決故障，降低運(yùn)維成本。制定合理的運(yùn)維流程，避免由于無序運(yùn)維帶來的投資浪費(fèi)，降低工程成本[4]。

3基于工程造價(jià)控制的投資統(tǒng)計(jì)方法研究

由上述分析可知，影響配網(wǎng)工程造價(jià)的環(huán)節(jié)和因素很多，應(yīng)選擇一種具有分類性的統(tǒng)計(jì)方法來分別對(duì)各環(huán)節(jié)因素進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。聚類分析法比較適合這類工程評(píng)價(jià)，可以通過自適應(yīng)分類方法實(shí)時(shí)了解工程造價(jià)情況，當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)較大偏失，則可以立即采取補(bǔ)救措施。

聚類分析法是較成熟的工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法，并且具有龐大的算法體系，不同的子算法已經(jīng)應(yīng)用于各類工程項(xiàng)目中，且都有較好的實(shí)踐應(yīng)用。聚類算法有K-means、基于因子、基于密度和層次分析等算法。每個(gè)算法都有其特殊性，需要根據(jù)應(yīng)用條件的不同選擇對(duì)應(yīng)的算法。K-means算法相對(duì)簡單，計(jì)算速度快，預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度沒有那么高，比較適合配網(wǎng)工程造價(jià)。對(duì)于配網(wǎng)這種較大投資的工程來說造價(jià)精度需求較低，但K-means算法計(jì)算的隨機(jī)性較大，很難確定簇的個(gè)數(shù)，因此需對(duì)K-means算法略做改進(jìn)。

本文提出一種基于輪廓系數(shù)的K-means聚類算法。傳統(tǒng)的K-means算法中確定每一個(gè)點(diǎn)的分類時(shí)，需要對(duì)這個(gè)點(diǎn)和每一個(gè)簇中的點(diǎn)反復(fù)計(jì)算后才能確定所在簇中的位置，計(jì)算效率太低，輪廓系數(shù)法可以通過節(jié)點(diǎn)和輪廓系數(shù)的比較計(jì)算而判斷所屬位置，大大提升速率。所謂輪廓系數(shù)法其實(shí)是在層次聚類算法的基礎(chǔ)上提出的一個(gè)優(yōu)化系數(shù)，利用相似性來確定聚類的簇?cái)?shù)，提升算法的整體效率。輪廓系數(shù)是將數(shù)據(jù)集中的任一對(duì)象與本簇中其他對(duì)象的相似性以及該對(duì)象與其他簇中對(duì)象的相似性進(jìn)行量化，且將量化后的2種相似性以某種形式組合，獲得聚類的優(yōu)劣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。改進(jìn)的K-means聚類算法詳細(xì)流程如下：

①初始化：隨機(jī)選擇個(gè)對(duì)象作為簇的初始中心，設(shè)置為對(duì)象總數(shù)，配電網(wǎng)工程造價(jià)數(shù)據(jù)樣本集=（1，2，...，），為迭代的次數(shù)，并且<。

輪廓系數(shù)的值在-1～1之間變化，當(dāng)<時(shí)，對(duì)于第個(gè)對(duì)象，其輪廓系數(shù)值為正；反之為負(fù)。取平均后得到最佳聚類輪廓系數(shù)，從而推斷簇值。

③計(jì)算某個(gè)點(diǎn)到簇中心對(duì)象的均值，把每個(gè)對(duì)象分到最相似的簇。

④重復(fù)以上操作，直到中心不再發(fā)生變化，平方誤差函數(shù)收斂。

通過改進(jìn)的方式可以大大減少重復(fù)計(jì)算次數(shù)，從而提升算法效率。

通過實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證評(píng)估算法的有效性，選擇一個(gè)地市配電工程全壽命周期的投資數(shù)據(jù)作為仿真采樣值，在Matlab7.0中進(jìn)行仿真，根據(jù)項(xiàng)目周期數(shù)據(jù)分為6個(gè)階段進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算平方誤差值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，工程立項(xiàng)造價(jià)平均誤差=0.237，咨詢?cè)O(shè)計(jì)平均誤差=0.048，招標(biāo)采購平均誤差=0.041，工程施工平均誤差=0.216，驗(yàn)收竣工平均誤差=0.071，運(yùn)行維護(hù)平均誤差=0.099。工程施工階段和運(yùn)行維護(hù)階段工程造價(jià)的誤差值較高，說明這部分的突發(fā)情況較高，并且在階段3時(shí)出現(xiàn)的幾率最高，那么應(yīng)在這部分加強(qiáng)造價(jià)管控，從提升員工技術(shù)能力及在工程設(shè)計(jì)時(shí)提供多種可備選方案作為應(yīng)急措施，并對(duì)每種方案的投資進(jìn)行較詳細(xì)的羅列和分析，作為后期現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)的選擇依據(jù)[5]。

4配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)深化應(yīng)用效果分析

配電網(wǎng)投資比例已經(jīng)在電網(wǎng)總投資中逐步提升，從過去的10%到現(xiàn)在的45%，可見國網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的重視程度。從技術(shù)發(fā)展來看，骨干電網(wǎng)建設(shè)已發(fā)展到一定的瓶頸階段，突破可能還需一段時(shí)間的運(yùn)行積累。配電網(wǎng)的多態(tài)性和多樣性，注定發(fā)展速度會(huì)快很多，在電網(wǎng)末端與多個(gè)部門融合發(fā)展，形成營配調(diào)數(shù)據(jù)融會(huì)貫通平臺(tái)，部分會(huì)有重復(fù)投資，為避免資金浪費(fèi)，應(yīng)將配電網(wǎng)的投資數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)輸送到電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)上，分別計(jì)算其對(duì)各應(yīng)用系統(tǒng)的影響，將數(shù)據(jù)滲透到各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，并能夠調(diào)節(jié)各系統(tǒng)的投資規(guī)模，形成資金最優(yōu)的良性循環(huán)系統(tǒng)[6]。

跨業(yè)務(wù)平臺(tái)的綜合工程造價(jià)如圖1所示。大數(shù)據(jù)平臺(tái)上存儲(chǔ)了電網(wǎng)各業(yè)務(wù)部門的投資數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)投資數(shù)據(jù)作為不同的樣本集輸入，可選擇數(shù)據(jù)挖掘算法，如支持向量機(jī)、優(yōu)先級(jí)、最大期望值和決策樹算法等，選擇合適的配網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算訓(xùn)練，形成輔助因子進(jìn)一步優(yōu)化各業(yè)務(wù)部門工程投資參數(shù)，最終目標(biāo)是對(duì)各部門投資做到最大集約化。

5結(jié)束語

配電網(wǎng)工程造價(jià)全壽命周期管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，滲透在工程規(guī)劃立項(xiàng)、設(shè)計(jì)招標(biāo)、建設(shè)實(shí)施、竣工驗(yàn)收乃至后期維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)，兼具專業(yè)性、技術(shù)性和管理綜合性。項(xiàng)目管理單位應(yīng)做好事前控制、過程管理和事后閉環(huán)。嚴(yán)控項(xiàng)目周期內(nèi)每一個(gè)可能影響工程造價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，增強(qiáng)防范意識(shí)，在造價(jià)發(fā)生改變時(shí)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，將工程費(fèi)用控制在合理范圍內(nèi)，從而提升配電網(wǎng)工程造價(jià)精益化管理，推進(jìn)配電網(wǎng)建設(shè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以滿足電力企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程，更好地服務(wù)社會(huì)民生[7]。

參考文獻(xiàn)

[1]張勇.工程造價(jià)影響因素及造價(jià)控制措施[J].建材與裝飾， 2018（5）：128-129.

[2]陳艷清.論配電網(wǎng)施工中工程造價(jià)控制的管理[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（11）：108-109.

[3]燕琴，張萍.配電網(wǎng)工程各階段的造價(jià)控制[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（23）：159-160.

[4]蘇海鋒.配電系統(tǒng)規(guī)劃全壽命周期管理理論和方法研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2012.

[5]劉婷，凌俊斌.淺談電力工程造價(jià)管理與控制對(duì)策[J].機(jī)電工程技術(shù)，2013，42（12）：62-65.

[6]國家能源局.20 kV及以下配電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算規(guī)定[M].北京：中國電力出版社，2016.

[7]張靖，段富.優(yōu)化初始聚類中心的改進(jìn)K-means算法[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013，34（5）：1691-1694.