公路工程施工進度與成本動態控制研究

摘要 為研究公路工程施工中復雜地質及施工不確定性因素對施工進度及成本的影響，文章結合公路工程施工中的風險因素，構建了公路工程施工進度及成本動態控制函數。研究結果表明：（1）公路工程施工中的路面結構施工、面層結構變更及風險事故發生概率是影響施工進度成本的關鍵因素，應控制公路工程施工進度偏差率小于0.05。（2）公路工程進度及成本與其單位時間內的工程量成正相關關系，隨著公路工程施工中地質災害、路面沉陷等風險因素的增加，公路工程施工所需時間及成本呈現增加趨勢。（3）隨著公路工程動態調整次數的增加，工程進度及成本偏差逐漸降低。

關鍵詞 公路工程；施工進度；成本；動態預測；動態控制

中圖分類號 U415 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0180-03

0 引言

當前，公路工程施工進度與成本的動態控制已成為業界關注的焦點[1]。國內外學者和企業界人士對此進行了廣泛而深入的研究[2]。張曉明[3]對公路工程進度與成本的關聯性進行了分析，提出了一系列有效的控制策略，如BIM技術、大數據分析等，以實現更精準的動態控制；李偉[4]指出在國際上尤其是歐美國家，對于公路工程進度與成本的控制已形成了一套成熟的體系，強調施工過程中的實時監控與調整，并注重采用先進的項目管理軟件進行數據分析，以實現高效的成本控制和進度管理；趙陽[5]認為工程施工進度及成本管理實際操作中仍存在許多困難和挑戰，如信息溝通不暢、資源調配不合理、突發事件應對不足等問題仍較普遍。因此，對于公路工程施工進度與成本的動態控制仍需進一步深入研究和實踐。

針對目前公路工程施工進度與成本控制方面存在的問題，該文根據公路工程施工過程中存在的結構變更、風險事故等因素，提出了工程進度及成本控制偏差率，構建了蒙特卡洛數學控制模型，明確提出了公路工程施工進度及成本的動態評價指標及標準。

1 公路工程施工時間及成本計算

針對公路工程的特殊地質問題、路面結構層類型的改變和施工團隊的影響，根據式（1）和式（2）估算該段路面結構的施工進度和成本：

式中，Tw——某一段路面的建設周期（月）；Cw——某一段路面的建設成本（元）；l' i——當路面結構更改為第i種類型時所增加的長度（m）；tsi——針對第i類道路結構類型的每月工程進度（m3）；csi——路面結構層類型為i時的對應每延米成本（元）；lfi——路面結構風險級別i下的總長度（m）；pfi——i級別在所有可能的路面結構風險級別中的出現頻率，即事件發生的次數（n）；tfi——對不同級別下的路面結構風險級別i采取措施所需的時間（天）；cfi——路面結構風險級別i需要支付的相應費用（元）；n——路段可能會面臨的各種風險類別數量（n）。

其中，在遵循約束式（5）的情況下，按式（3）和式（4）求解l' i，且lfi也應遵守約束式（6）：

式中，L——該段路面結構長度（m）；li——路面結構變更前，路面結構層類型為i時的長度（m）；ρij——公路工程路面結構層類型的變更概率（%）；lij——路面結構層類型i變更為路面結構層類型j的變更長度（m）。

2 動態控制評估的指標和準則

2.1 工作面評價指標

根據式（7）計算工作面第i次時的現行進度偏差率αti。通過式（8）也可以得出當前的成本偏差率αti。

當αgt;0時，若αigt;αi-1，那么項目的時間延遲和成本超支的風險會迅速增長并持續變差；相反，若αi=αi-1，則項目的進展時間與成本的控制情況維持不變；而如果αilt;αi-1，則可以預期到項目的進度時間和成本管理狀況會有所改善，從而降低風險。至于αlt;0的情況，工程實際完成度（即成本支出）概率正在逐步提高，將促進工程項目提前結束且成本能被合理管控。

2.2 公路工程評價指標

根據式（9）以公路工程合同工期與工期標準值計算工期偏差率βTi，根據式（10）以工程成本和成本標準值計算成本偏差率βCi：

式中，Th——道路工程合同的期限；Tmi——公路工程工期標準值；Ch——道路工程合同的價格；Cmi——工程成本標準值。

若βgt;0且βigt;βi-1，則項目進度和財務狀況的風險會迅速增長并持續變差；反之亦然。若βi=βi-1，項目的進展速度與之前相比是穩定或有所改善；而βilt;βi-1，則表示對存在的問題進行了有效管理且降低了其影響程度。同樣地，對于βlt;0來說，隨著時間的推移，完成整個道路建設的時間可能會有所縮短而且預算也得到了更好掌控。

2.3 綜合指標

通過結合現階段的工作面進展情況和前期的工程數據評估其效率，使用式（11）計算eTi綜合延遲指數；同時，利用同樣方法，基于前期的建設條件對成本控制進行估計，從而得到eCi綜合成本超支指數，可按式（12）計算：

eTi=w1×αit+w2×βTi （11）

eCi=w1×αCt+w2×βCi （12）

式中，w1和w2分別代表實時指標參數和模型擬合指標參數的權重，兩者相加為1.0。

3 實例分析

3.1 公路工程基本情況

該項雙軌道路建設項目總長度達6663 m，起始點位于DK79+290，終止于DK85+953，其相關建設工作包括預備階段、附帶項目和輔助設施等所需的時間與費用均已列明在表1。此外，各類路面的建筑進度及其相應的每延長米花費也已記錄在表2。

當進行初始檢查時，公路工程尚未開始施工，假定工作進度（或成本）沒有偏差，根據工作面評價指標表3得到的數據。而公路工程評價指標表4展示了公路工程施工進度（或成本）隨里程的分布情況，根據式（9）和式（10）得到公路工程施工進度和成本模型結果，具體見圖1和圖2所示。

由表4、圖1和圖2可知，項目周期超出預期的可能性βT1和實際花費超過預算的可能性βCi均gt;0，表明該項公路建設會出現延期及費用過高的潛在問題。當βTilt;0.05時，對項目的延遲影響較低且無需過多關注；而如果βCi在0.05～0.1之間，說明該項目有較高財務管理壓力風險，但仍然在可以承受的范圍內。假設設定參數w1=0.5和w2=0.5的條件下，那么eTi的結果：eTigt;0.006 5（代表著施工進度滯后的問題相對較為嚴重）。

3.2 最終評價結果分析

根據式（11）和式（12）計算得到公路工程工期與成本偏差率指標，如圖3所示。由圖3可以看出，該公路項目最后完結的時間是23.2個月，其總花費達到了310.969萬元，相較于合約價格節省了297.4萬元，這主要得益于針對性的管理和項目進展速度及費用支出的有效調控，避免了過度投入時間和資金。使用該文的模型能有效地實時預估并掌控公路建設的過程和成本，證實了此模型的實際應用性和可操作性，為公路工程項目提供了新穎的視角，以應對動態預測和管控項目過程及其成本的問題。

4 結論

該文基于公路工程建造過程中的路面結構變更、風險事故發生概率等問題，分析了公路工程施工進度及成本控制方法，主要得到以下結論：

（1）選擇以道路建設中的路基鋪設作為主導元素，并從各種路面構造層次中提取每月的推進距離和相應的每延長米費用、路面構造層次的變化概率、各類危險事件的數據統計指標，以此利用蒙特卡洛模擬技術，建立了路面建筑項目進展速度和經濟效益的關系模型。

（2）公路工程施工進度及成本調整應結合工程進度偏差率和成本偏差率進行綜合考慮，不同施工階段工程進度與成本隨工程量的增加而呈現增加趨勢。

（3）隨著道路建設項目的推進，各項指標變得更加明確，項目建設時間和費用會逐步趨于穩定，這有助于擺脫傳統的基于經驗的方法解決時間及費用的問題，從而能夠實時全面地了解現場狀況，便于迅速且精確地采取相應的糾正行動。

參考文獻

[1]王輝.公路工程施工進度與成本動態控制研究[J].交通世界，2021（30）：118-119.

[2]韓麗娟.基于BIM技術的公路工程施工進度與成本控制[J].中國公路，2022（17）：104-106.

[3]張曉明.大數據在公路工程施工進度與成本動態控制中的應用[J].智能城市，2023（2）：149-150.

[4]李偉.公路工程進度與成本控制的若干思考[J].建筑技術開發，2023（4）：135-137.

[5]趙陽.公路工程進度與成本動態控制的若干問題研究[J].交通世界，2023（13）：140-141.