電纜工程通用造價(jià)優(yōu)化研究與應(yīng)用

劉薇 陳立 張夢(mèng)瑩

近年來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市建設(shè)發(fā)展迅猛，電纜線路逐漸取代架空線路成為各大城市中心城區(qū)電網(wǎng)的主要建設(shè)方式，涉及電壓等級(jí)逐步擴(kuò)展至220kV、330kV和500kV。隨著標(biāo)準(zhǔn)化管理水平的不斷提升，電網(wǎng)企業(yè)高度重視電纜線路工程通用設(shè)計(jì)編制工作，分別于2006年、2014年和2017年動(dòng)態(tài)編制了電纜線路工程通用（典型）設(shè)計(jì)，集成創(chuàng)新，不斷發(fā)揮工程建設(shè)的規(guī)模效應(yīng)。

2013年，新版《電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算規(guī)定》及配套定額發(fā)布，對(duì)電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制和計(jì)算規(guī)則、概預(yù)算定額水平進(jìn)行了更新與調(diào)整。2007年，國(guó)家電網(wǎng)公司根據(jù)2006年版電纜線路工程典型設(shè)計(jì)，編制發(fā)布了《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型造價(jià)35～110kV電纜線路分冊(cè)》，但該分冊(cè)已不能滿足目前電纜工程設(shè)計(jì)和管理的需要。電纜工程通用設(shè)計(jì)、新版電力建設(shè)工程定額和費(fèi)用計(jì)算規(guī)則的發(fā)布，為電纜工程通用造價(jià)的修編工作奠定了有力基礎(chǔ)，也反映了編制全電壓等級(jí)覆蓋、造價(jià)水平精準(zhǔn)、方案查詢便捷的通用造價(jià)迫切的需求。

本文在模塊化理論的基礎(chǔ)上，將電纜工程通用造價(jià)拆分為“典型方案+子模塊”兩級(jí)模塊設(shè)置，明確不同級(jí)別模塊設(shè)計(jì)深度和費(fèi)用計(jì)算方法。而后構(gòu)建了基于分級(jí)智能調(diào)整的優(yōu)化框架，提出了基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與智能分析的典型方案優(yōu)化策略，并結(jié)合實(shí)際工程偏差分析與業(yè)務(wù)需求制定子模塊動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，利用添加、整合、轉(zhuǎn)化等模塊化集成操作，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際工程與通用造價(jià)的快速對(duì)比，提高了設(shè)計(jì)評(píng)審效率，有助于推動(dòng)工程建設(shè)管理效率與效益的整體提升。

電纜工程通用造價(jià)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

通用造價(jià)優(yōu)化發(fā)展需求分析

根據(jù)設(shè)計(jì)流程，《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)電纜線路分冊(cè)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《分冊(cè)》）明確了電纜截面、電纜敷設(shè)（A～F模塊）、電纜終端塔（J～M模塊）、電纜固定金具（P～R模塊）、電纜線路接地、隧道附屬設(shè)施、隧道監(jiān)控7個(gè)主要組成部分的工程量。根據(jù)電壓等級(jí)、導(dǎo)線截面、敷設(shè)方式、排列形式等主要技術(shù)參數(shù)，《分冊(cè)》提供了123種電纜截面標(biāo)準(zhǔn)參考型式。同時(shí)，《分冊(cè)》設(shè)置了電纜敷設(shè)、電纜終端塔、電纜固定金具3大類共13個(gè)模塊，并依據(jù)不同技術(shù)參數(shù)在模塊下設(shè)置了91個(gè)子模塊。

通用造價(jià)是反映特定類型工程的造價(jià)綜合指標(biāo)，需直觀展現(xiàn)某一特定技術(shù)方案工程的單位工程量造價(jià)（如單站、單位容量、單位長(zhǎng)度）。例如針對(duì)電纜線路工程，通用造價(jià)則需體現(xiàn)單位長(zhǎng)度工程造價(jià)。該指標(biāo)的計(jì)算，需要將通用設(shè)計(jì)中的主要組成部分進(jìn)行聚類分析和組合，從而得到單位長(zhǎng)度模擬工程的造價(jià)水平。通用造價(jià)的編制即為通過(guò)建立一定的關(guān)聯(lián)，將通用設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)模塊轉(zhuǎn)換成可以作為工程造價(jià)編制依據(jù)的典型方案和子模塊。

模塊化理論基本原理及適用性分析

模塊化理論最早起源于實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，這種生產(chǎn)方式在當(dāng)時(shí)只存在于極個(gè)別領(lǐng)域生產(chǎn)過(guò)程，并未得到廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展與信息技術(shù)的普及，模塊化管理理念已深入到生產(chǎn)、管理等諸多領(lǐng)域。作為一種分析工具，模塊化理論的發(fā)展加快了工程項(xiàng)目精益化管理的推進(jìn)。模塊化主要按照功能類型進(jìn)行劃分，可以根據(jù)模塊的不同功能，將工程的組成模塊細(xì)化為固定的通用模塊和可以自主添加的自選模塊。

工程造價(jià)具有唯一性的特點(diǎn)，不同環(huán)境條件、技術(shù)參數(shù)均會(huì)對(duì)工程造價(jià)造成影響。運(yùn)用模塊化理論，將工程技術(shù)方案拆分為不同級(jí)別、類型的模塊，通過(guò)模塊的拼接與調(diào)整可以提高通用造價(jià)的覆蓋面，實(shí)現(xiàn)通用造價(jià)與實(shí)際工程造價(jià)的對(duì)接，從而有效減少因工程量不同和時(shí)間緊迫等因素對(duì)造價(jià)的影響。

通用造價(jià)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)思想，本文為電纜線路工程通用造價(jià)設(shè)置了兩級(jí)模塊系統(tǒng)，包括典型方案系統(tǒng)和子模塊系統(tǒng)。基于分級(jí)優(yōu)化調(diào)整方案，通用造價(jià)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)如圖1所示。

基于模塊化的電纜線路工程通用造價(jià)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提出了包括典型方案層級(jí)調(diào)整優(yōu)化、子模塊層級(jí)調(diào)整優(yōu)化的兩層級(jí)調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)層級(jí)間的靈活拼接組合，能夠有效提升造價(jià)編制的準(zhǔn)確性與高效性。

（1）典型方案是單一技術(shù)方案、單一地形、單一敷設(shè)方式的單位長(zhǎng)度造價(jià)，分為電纜電氣方案與電纜建筑方案2個(gè)類別，重點(diǎn)突出影響電纜線路工程造價(jià)水平的技術(shù)條件。

（2）子模塊是單一形式的單個(gè)（座）造價(jià)。根據(jù)分析影響電纜線路工程造價(jià)的主要因素，確定了電纜中間頭和工作井2類子模塊。

結(jié)合模塊化的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了電纜線路工程通用造價(jià)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，通過(guò)典型方案和子模塊的拼接，預(yù)計(jì)通用造價(jià)對(duì)實(shí)際工程覆蓋率將達(dá)到90%以上。

電纜工程通用造價(jià)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

通用造價(jià)典型方案調(diào)整優(yōu)化

《輸變電工程典型造價(jià)35～110kV電纜線路分冊(cè)》設(shè)置電纜電氣典型方案52個(gè)；電纜土建典型方案172個(gè)，其中直埋10個(gè)，排管63個(gè)，電纜溝64個(gè)，橋架11個(gè)，工作井24個(gè)。方案涉及面廣、劃分細(xì)致，但是對(duì)近幾年典型造價(jià)的應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，仍存在部分典型方案使用率較低，代表性較弱等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

本文基于輸變電工程造價(jià)分析大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)平臺(tái)，深入挖掘電纜線路工程典型造價(jià)與實(shí)際造價(jià)的偏差，結(jié)合2013～2017年五年內(nèi)的造價(jià)分析結(jié)論，明確了典型造價(jià)存在適用性、覆蓋性、準(zhǔn)確性有待提升等問(wèn)題。本文引入概率統(tǒng)計(jì)思想，針對(duì)典型方案適用性、覆蓋性較低的方案進(jìn)行專項(xiàng)分析，以概率水平60%為分界標(biāo)尺，并以此作為增加及約簡(jiǎn)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，提出基于數(shù)據(jù)挖掘與概率統(tǒng)計(jì)分析的通用造價(jià)典型方案調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖2所示。

基于數(shù)據(jù)挖掘與概率統(tǒng)計(jì)，以提升適用性、覆蓋率、指導(dǎo)性為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際電纜線路工程實(shí)際數(shù)據(jù)大樣本統(tǒng)計(jì)分析，提出通用造價(jià)典型方案調(diào)整優(yōu)化策略。

（1）增加調(diào)整方案

根據(jù)通用設(shè)計(jì)，增加220kV、330kV和500kV等電壓等級(jí)相應(yīng)的電氣、建筑典型方案。

（2）約簡(jiǎn)調(diào)整方案

重點(diǎn)刪減使用頻率較少的敷設(shè)方式。由于直埋敷設(shè)方式近年來(lái)使用較少，設(shè)計(jì)過(guò)程中一般不再推薦使用；橋架方案通常由橋梁管理部門(mén)設(shè)計(jì)施工，近幾年均未出現(xiàn)單獨(dú)的橋架工程，故本次不再選取上述2種敷設(shè)方式的典型方案。

（3）調(diào)整優(yōu)化結(jié)果分析

通過(guò)典型方案數(shù)據(jù)挖掘統(tǒng)計(jì)與概率統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行典型方案優(yōu)化，最終形成典型方案30個(gè)，其中電纜電氣典型方案17個(gè)，電纜建筑典型方案13個(gè)。典型方案的使用覆蓋率達(dá)實(shí)際工程的60%以上，較2007年版典型造價(jià)，精簡(jiǎn)了35～110kV工程的典型方案，更便于工程設(shè)計(jì)階段、評(píng)審過(guò)程中通用造價(jià)的使用。模塊示例如表1和表2所示。

基于需求導(dǎo)向與靈活拼接的通用造價(jià)子模塊調(diào)整優(yōu)化

為進(jìn)一步提升電纜工程通用造價(jià)相對(duì)于實(shí)際工程的覆蓋率，在典型方案優(yōu)化處理的基礎(chǔ)上，提出基于需求導(dǎo)向的子模塊靈活拼接優(yōu)化策略。當(dāng)實(shí)際工程方案與典型方案差異較大時(shí)，結(jié)合業(yè)務(wù)實(shí)際需求，可通過(guò)工程量差異分析進(jìn)行子模塊的靈活拼接，結(jié)合工程量差異與子模塊造價(jià)乘積實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的靈活快速調(diào)整。

本文結(jié)合實(shí)際工程的具體情況，選擇對(duì)工程造價(jià)影響較大的電纜中間接頭和電纜工作井作為子模塊，與典型方案模塊進(jìn)行組合拼接。其中電纜中間接頭模塊劃分與基本方案各電纜截面保持一致，電纜工作井模塊選取與常用隧道及排管斷面相適應(yīng)，選擇實(shí)際工程應(yīng)用較多的工井型式，其中與排管典型方案相適應(yīng)的模塊4個(gè)，與隧道典型方案相適應(yīng)的模塊6個(gè)。子模塊示例如表3所示。

基于模塊化方案設(shè)計(jì)及分級(jí)智能調(diào)整優(yōu)化策略，以《輸變電工程通用設(shè)計(jì)電纜線路分冊(cè)（2017年版）》為基礎(chǔ)，可以提出既能滿足當(dāng)前建設(shè)要求又有一定代表性的典型方案。同時(shí)，依據(jù)《電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算規(guī)定（2013年版）》《電力建設(shè)工程概算定額（2013年版）》等現(xiàn)行的概預(yù)算編制依據(jù)，統(tǒng)籌考慮科技進(jìn)步、資源節(jié)約、環(huán)境友好等因素，針對(duì)電纜電氣、土建工程分別進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，編制形成的電纜工程通用造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以更好地反映近年來(lái)實(shí)際工程造價(jià)的綜合平均水平，為工程建設(shè)管理提供決策依據(jù)，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境全面和諧發(fā)展。

電纜工程通用造價(jià)優(yōu)化應(yīng)用實(shí)證

優(yōu)化應(yīng)用實(shí)施流程分析

結(jié)合電纜工程通用造價(jià)模塊化與智能分級(jí)調(diào)整優(yōu)化，通用造價(jià)在應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際工程技術(shù)條件選擇對(duì)應(yīng)的典型方案通用造價(jià)，而后通過(guò)加權(quán)計(jì)算、靈活拼接調(diào)整，形成對(duì)應(yīng)實(shí)際工程的參考造價(jià)，最后對(duì)實(shí)際工程造價(jià)進(jìn)行分析、評(píng)審和控制。

造價(jià)需調(diào)整時(shí)，應(yīng)將與實(shí)際工程建設(shè)規(guī)模接近的典型方案作為基礎(chǔ)，將技術(shù)方案或建設(shè)規(guī)模不一致的部分在典型方案基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的修正、調(diào)整。當(dāng)實(shí)際工程的規(guī)模發(fā)生增減變化時(shí)，可分別按電纜安裝（35～500kV）、電纜建筑（排管、電纜溝、隧道）兩類典型方案，電纜中間接頭與電纜工作井兩類子模塊進(jìn)行組合調(diào)整，計(jì)算參考造價(jià)。

參數(shù)設(shè)置與典型方案差異對(duì)比

以某220kV電纜安裝工程進(jìn)行實(shí)證分析，該電纜安裝工程的敷設(shè)方式為全線蛇形隧道內(nèi)敷設(shè)，路徑長(zhǎng)度為3.1km，電纜型號(hào)為ZC-YJLW02-127/220kV-1×2500mm2 ，電纜中間接頭為預(yù)制式絕緣接頭，終端頭為預(yù)制式GIS終端頭和預(yù)制式戶外終端頭，電纜金屬護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)為兩組交叉互聯(lián)。該工程的主要條件與通用造價(jià)差異如表4所示。

在220-D（SD）-1×2500的工程造價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行典型方案的拼接及子模塊的增減。工程造價(jià)調(diào)整計(jì)算如表5所示。

工程造價(jià)偏差動(dòng)因分析

將示例工程造價(jià)與典型方案調(diào)整后的工程造價(jià)進(jìn)行對(duì)比分析，示例工程造價(jià)較通用造價(jià)高213.9萬(wàn)元/ km，造成造價(jià)差額的主要原因包括以下幾個(gè)方面。

（1）價(jià)格差異。示例工程電纜價(jià)格高于通用造價(jià)電纜價(jià)格，導(dǎo)致費(fèi)用增加了76萬(wàn)元/km；電纜接頭價(jià)格高于通用造價(jià)電纜接頭價(jià)格，導(dǎo)致費(fèi)用增加了47萬(wàn)元/km。

（2）增加費(fèi)用項(xiàng)目。示例工程計(jì)列了電纜局放試驗(yàn)費(fèi)用、電纜拆除費(fèi)用，通用造價(jià)中未包含上述費(fèi)用，費(fèi)用增加分別為25萬(wàn)元/km、8萬(wàn)元/km。

（3）工程量變化。示例工程接地箱、接地電纜、阻水法蘭等材料量高于通用造價(jià)，導(dǎo)致費(fèi)用增加了28萬(wàn)元/km。

（4）由于取費(fèi)基數(shù)變化，導(dǎo)致費(fèi)用增加了26萬(wàn)元/km。

扣除以上主要影響差異后，示例工程造價(jià)為843.23萬(wàn)元/km，較通用造價(jià)增加3.9萬(wàn)元/km。

總結(jié)

本文將模塊化思想引入電纜工程通用造價(jià)編制，通過(guò)典型方案和子模塊兩級(jí)模塊的系統(tǒng)組合，達(dá)到通用造價(jià)應(yīng)用效果的最大化。結(jié)合分級(jí)智能調(diào)整思想，實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)挖掘與概率統(tǒng)計(jì)的典型方案智能調(diào)整優(yōu)化和基于需求導(dǎo)向與靈活拼接的子模塊智能調(diào)整優(yōu)化。研究成果豐富了工程造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)容，為提升電纜線路工程造價(jià)確定與評(píng)估的科學(xué)性和合理性提供了理論支撐與實(shí)踐指導(dǎo)。

同時(shí)，本文充分利用了造價(jià)分析大數(shù)據(jù)平臺(tái)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘與概率統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)電纜線路工程典型造價(jià)應(yīng)用覆蓋性、適用性存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，并將分析結(jié)論綜合應(yīng)用于通用造價(jià)典型方案的優(yōu)化選擇，極大地提高了通用造價(jià)的編制效率。采用“典型方案+子模塊”確定的造價(jià)水平不僅可作為合理評(píng)價(jià)工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，更能科學(xué)快速地提高通用造價(jià)的應(yīng)用效果，提升設(shè)計(jì)、評(píng)審的效率，從而有效提高電網(wǎng)工程的建設(shè)效率，為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)提供大數(shù)據(jù)支持和智能決策參考。