基于關鍵要素法的碼頭工程造價指標動態調整研究

賈 楠，焦從松，張寶華，王 巖

(交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津 300456)

工程造價指標是項目建議書、可行性研究報告等前期工作階段編制投資估算的重要參考[1-2]。目前，水運行業造價指標大多為靜態指標，體現指標編制當年的價格水平。指標一經發布，難以隨著時間的推移和市場工料價格的波動而自動變化，應用過程中存時效性問題[3-5]。

為使造價指標具有更好的適用性，需根據市場價格水平變化對指標及時進行調整。任妍等分析因時間變化引起主要波動費用及其影響因素，測算各關鍵因素權重及影響程度，建立了輸變電工程造價控制指標動態調整模型[6]。但是，水運工程具有水上作業的特點[7]，施工工藝與電力工程等行業有顯著差異，相應的造價指標要素構成也不同，輸變電工程造價指標動態調整模型不適用于水運工程造價指標。王云祥等認為應當借助計算機技術，以波動的工料價格信息為基礎，建立動態指標系統[8]。劉玲指出在大數據背景下，應對工程造價信息資源進行前端化挖掘，研究以造價預測和工程造價動態管理所需的造價共享信息為對象，運用模糊數學法構建工程造價信息指標測算模型[9]。應用大數據技術需要廣泛的數據來源并開發相應的數據庫，工程量較大，短時間內較難實現。因此，市場價格水平波動時，如何在現行水運工程造價指標的基礎上實現動態調整是一個亟需解決的問題。

碼頭工程作為港口工程的主體結構，在水運工程中地位十分重要。本文以碼頭工程造價指標為對象，分析人工、材料、船舶機械中影響指標波動的關鍵要素，研究碼頭工程造價指標的動態調整方法。本研究可減少大量繁雜重復的指標調整工作，使工程造價指標動態調整過程簡單化，對實現碼頭典型工程造價指標的應用和動態發布具有重大意義。

1 理論基礎及指標概況

1.1 關鍵要素法

帕累托法則指在任何特定群體中重要的因子通常只占少數，而不重要的因子則占多數，因此只要能控制具有重要性的少數因子即能控制全局[10]。關鍵要素法的核心思想與帕累托法則類似，選擇出具有代表性的、對工程造價影響較大的關鍵要素，關鍵要素價格水平的變化足以代表整個工程造價的變化[11]，此方法可減少大量繁雜重復的指標調整工作。

本文就關鍵要素法對碼頭工程造價指標動態調整的適用性進行研究探討，研究流程如圖1所示。

圖1 研究流程Fig.1 Research process

1.2 碼頭工程造價指標概況

造價指標分析的數據來源有兩種不同的形式：一是完全按照實際開支費用進行統計，二是按照工程預期開支的費用進行統計[12]。實際操作過程中，往往難以獲得竣工決算文件等實際開支費用資料而采用概、預算文件等預期開支費用資料編制造價指標[13]。本文針對以工程概算文件為依據編制的碼頭工程造價指標進行研究，碼頭工程造價指標示例見表1。

表1 碼頭工程造價指標Tab.1 Cost index of a wharf project

2 關鍵要素分析

2.1 碼頭工程造價指標費用構成分析

圖2 碼頭工程建筑安裝工程費用組成Fig.2 Construction and installation cost of the wharf engineering

碼頭工程造價指標為每延米或每平方米碼頭工程建筑安裝工程費用，根據《水運建設工程概算預算編制規定》[14]，碼頭工程建設安裝工程費構成如圖2所示。可將各部分費用分為自變費用和因變費用兩類。自變費用指構成建設工程費用的基礎性費用，因變費用指隨基礎性費用變動的費用[6]。碼頭工程建筑安裝工程費中，人工費、材料費和施工船舶機械使用費為自變費用，施工取費(其他直接費、企業管理費、利潤、規費)和增值稅為因變費用。

2.2 關鍵要素分析

以高樁梁板和重力式兩種典型結構形式的碼頭為代表，研究分析影響碼頭工程造價指標的關鍵要素。某高樁梁板碼頭長1 000 m、寬30 m，上部結構由橫梁、縱梁、軌道梁、系靠船梁和疊合面板等組成，下部基礎每榀排架采用7根鋼管樁(含一對叉樁，叉樁采用預制型芯柱嵌巖鋼管樁)，每榀排架前兩排樁采用預制型芯柱嵌巖鋼管樁。某重力式碼頭泊位長378 m，采用扶壁式結構。兩類碼頭工程造價指標中各類費用占比如表2所示。

由表2可知，高樁梁板碼頭和重力式碼頭造價中的自變費用占建筑安裝工程費的比例分別為82.46%和81.04%，因變費用占建筑安裝工程費的比例分別為17.54%和18.96%。可見，自變費用為構成碼頭工程造價的主要要素。另外，因變費用以自變費用為基數，乘以相應費率得出，自變費用變化后，因變費用相應發生變化。因此，關鍵要素應在自變費用中分析研究。

表2 各類費用占建筑安裝工程費比例Tab.2 The proportion of various expenses in construction and installation costs

自變費用的價格波動體現在人工、材料、施工船舶機械的價格變動。船舶機械使用費在施工工藝未大規模調整下，其變化主要由燃料價格的浮動引起，燃料價格變化計入材料費中進行調整。因此，著重對人工和材料要素進行分析，按人工和材料要素對造價的影響大小排序，分析要素數量與建筑安裝工程費累計百分比，研究對建筑安裝工程費起主要影響的關鍵要素個數及種類。

圖3 要素數量與建筑安裝工程費累計百分比的關系Fig.3 Relationship between the number of elements and the cumulative percentage of construction and installation costs

文中高樁梁板碼頭的人工和材料要素共有73種，重力式碼頭共有71種。將要素按照在碼頭工程中的價值大小進行排序，并根據順序計算累計總價值，形成計入造價的要素數量與建筑安裝工程費累計百分比曲線，如圖3所示。由圖3可以看出，對于兩種結構形式的碼頭，前10種要素累計價值占建筑安裝工程費的比例不小于60%，前20種要素累計價值占建筑安裝工程費的比例不小于70%。計入累計總價值的要素達到20種之后，曲線幾乎持平。可見對于高樁梁板碼頭和重力式碼頭，前20種要素為構成工程造價的關鍵要素。排在前20的要素數量占人工和材料總要素數量約為28%，但是對人工和材料總費用的影響達90%以上，這與帕累托法則一致。

重點關注要素價值在碼頭工程累計總價值中占比排名前5的要素種類，這5種要素價格發生波動，會對碼頭工程建筑安裝費用產生較大影響。對于文中高樁梁板碼頭選型項目，排名前5的要素種類為鋼管樁、鋼筋、建筑安裝人工、水泥和橡膠護舷；對于文中重力式碼頭選型項目，排名前5的要素種類為鋼筋、橡膠護舷、建筑安裝人工、水泥和碎石。不同的選型項目，排名前5的要素種類略有不同，應根據項目情況進行具體分析。建筑安裝人工、鋼筋、橡膠護舷等要素單價短時間內價格相對穩定，而水泥、碎石等受環保政策、供求關系等影響[15]，價格波動較為頻繁。碼頭工程造價指標動態調整時，應重點關注關鍵要素中當地材料價格的變化。

3 關鍵要素法調整造價指標誤差檢驗

研究分析當市場工料價格波動時，采用關鍵要素法調整碼頭工程造價指標的誤差。以高樁梁板碼頭和重力式碼頭為選型，計算人工、材料要素價格上漲幅度分別為5%、10%和20%的情況下，調整要素單價數量分別為5、10、20和30的定額直接費誤差Rqn和造價指標誤差Rin。

Rqn=(Ca-Cn)/Ca

(1)

Rin=(Ia-In)/Ia

(2)

式中：Ca為調整全部人工和材料要素單價后的定額直接費；Cn為調整n個人工和材料要素單價后的定額直接費；Ia為調整全部人工和材料要素單價后的造價指標；In為調整n個人工和材料要素單價后的造價指標；n為調整要素單價數量，取值為5、10、20、30。

3.1 高樁梁板碼頭

高樁梁板碼頭要素單價調整數量為5、10、20和30時，其定額直接費和造價指標的計算值與誤差分別見表3和表4。以表中的數據為基礎，繪制不同要素單價上漲幅度下，以要素單價調整個數為變量，造價指標誤差和定額直接費誤差的變化曲線，如圖4所示。

表3 高樁梁板碼頭定額直接費誤差Tab.3 The error of quota direct cost for the high-piled wharf

表4 高樁梁板碼頭造價指標誤差Tab.4 The error of cost index for the high-piled wharf

圖4 高樁梁板碼頭要素單價調整數量與誤差的關系Fig.4 The relationship between the adjusted number of elements and the error for the high-piled wharf

分析要素單價調整數量對定額直接費誤差和造價指標誤差的影響。由圖4可以看出，6條曲線的變化趨勢相同，誤差均隨要素單價調整數量的增多而減小。要素單價調整數量為20時，曲線出現拐點，曲線斜率急劇減小，曲線變化趨勢開始平緩。可見，要素單價調整數量達到20之后，要素單價調整數量對直接費誤差和造價指標誤差的影響很小，這與第二節結論“前20種要素為構成工程造價的關鍵要素”一致。

分析要素單價變化幅度對定額直接費誤差和造價指標誤差的影響。由圖4可知，要素單價變化幅度越大，定額直接費誤差和造價指標誤差越大。在可行性研究階段，建設工程投資估算的誤差率要求在±10%以內[16]。由表4可知，即使要素單價上調幅度達到20%，當要素單價調整數量達到20時，造價指標誤差僅為0.53%。將概算文件自身與工程實際成本之間的誤差考慮入內，采用關鍵要素法調整后的造價指標誤差也可滿足投資估算精度要求。因此，采用關鍵要素法調整高樁梁板碼頭造價指標是可行的。

圖5 重力式碼頭要素單價調整數量與誤差的關系Fig.5 The relationship between the adjusted number of elements and the error for the gravity wharf

分析定額直接費誤差和造價指標誤差的關系。在同等條件下，造價指標誤差小于定額直接費誤差，但兩者相差不大。可見，用關鍵要素法調整造價指標時，施工取費和增值稅等因變費用不會擴大造價指標的誤差。

3.2 重力式碼頭

重力式碼頭定額直接費和造價指標的計算值與誤差分別見表5和表6，重力式碼頭要素單價調整數量與誤差的關系曲線如圖5所示。

由圖5可知，重力式碼頭要素單價調整數量、要素單價變化幅度對定額直接費誤差和造價指標誤差的影響趨勢與高樁梁板碼頭相同。將圖5與圖4進行對比可知，相同條件下，重力式碼頭的誤差高于高樁梁板式碼頭。要素單價上調幅度為20%，調整要素數量為20時，造價指標誤差為1.00%，比高樁梁板碼頭誤差高約0.47%，但仍可滿足投資估算精度要求。

表5 重力式碼頭定額直接費誤差Tab.5 The error of quota direct cost for the gravity wharf

表6 重力式碼頭造價指標誤差Tab.6 The error of cost index for the gravity wharf

4 結論

本文分析了構成碼頭工程造價指標的關鍵要素，研究了當市場工料價格波動時，采用關鍵要素法調整碼頭工程造價指標的誤差，得到以下結論：

(1)采用關鍵要素法調整碼頭工程造價指標是可行的，對于碼頭工程造價指標實現動態發布具有重要意義。

(2)對于以鋼管樁為基礎的高樁梁板碼頭和扶壁式重力碼頭，將人工和材料要素按照在建筑安裝工程費用的價值大小進行排序，前20種要素為關鍵要素，關鍵要素約占人工和材料要素總數量的28%。關鍵要素中，應重點關注當地材料價格的變化。

(3)人工和材料要素單價上浮20%時，采用關鍵要素法調整高樁梁板碼頭和重力式碼頭造價指標與調整全部人工和材料要素單價的造價指標之間的誤差分別為0.53%和1.00%，綜合考慮采用概算文件編制造價指標的誤差后，總誤差仍可滿足投資估算精度要求。