孟 碟 ，馮 平

(1. 天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津 300072；2. 貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550002)

云南是我國水能資源最豐富的省份之一，也是目前中小型水利水電工程開發(fā)得最多、最為普遍的省份．眾所周知水電工程項目有其自身的特殊性，如投資規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜、涉及的專業(yè)面廣，業(yè)主單位不可能自營整個項目．在實際工程建設(shè)過程中需要對整個工程進(jìn)行專項分包，采取何種分包辦法來對整個工程進(jìn)行有效的標(biāo)段劃分，從而謀取最佳的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，將成為廣大水電項目投資商和相關(guān)專業(yè)人士共同關(guān)注的問題．研究表明，不論是招標(biāo)最優(yōu)報價[1]、建設(shè)工程標(biāo)段劃分[2]，還是關(guān)于業(yè)主和項目經(jīng)理的溝通與合作研究[3]，都僅是結(jié)合具體工程討論標(biāo)段劃分原則和劃分影響因素；洪偉民等[4]雖然采用了經(jīng)濟(jì)學(xué)交易費(fèi)用理論對標(biāo)段數(shù)與建設(shè)成本之間關(guān)系作交易費(fèi)用定量分析，但并未從整個系統(tǒng)工程的角度，按照項目管理的原則就水電工程的標(biāo)段劃分作有效定量分析．滾朋羊二級水電站位于云南省境內(nèi)，屬于引水式水電站．不論從投資形式，還是從裝機(jī)規(guī)模上講，這樣的工程在云南乃至全國的水利水電開發(fā)和建設(shè)過程中，都具有典型性、普遍性．本文從滾朋羊二級水電站實際工況出發(fā)，構(gòu)建這類工程的施工總成本模型，并詳細(xì)分析該模型與標(biāo)段劃分的經(jīng)濟(jì)技術(shù)關(guān)系，最后利用Monte Carlo方法對施工總成本數(shù)學(xué)模型模擬求解，得出最優(yōu)解作為標(biāo)段劃分定量判別依據(jù)．按此方法得出的標(biāo)段劃分方案與業(yè)主方僅憑主觀經(jīng)驗判斷的方案相比，要節(jié)省費(fèi)用 258.06萬元．研究表明，該法可以用于廣大水電項目投資商和相關(guān)專業(yè)人在水電工程標(biāo)段劃分及其優(yōu)化的定量判別依據(jù)．

1 工程概況

滾朋羊二級水電站位于云南省德宏傣族景頗族自治州盈江縣內(nèi)，東徑 97°31′～98°15′，北緯24°24′～25°20′之間．工程任務(wù)以發(fā)電為主，不考慮盈江縣用電，主要為外送，并納入省網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，主要承擔(dān)基荷和調(diào)峰任務(wù)．電站為引水式電站，設(shè)計引用流量 8.4,m3/s，裝機(jī)容量 27.5,MW，保證出力4.223,MW，多年平均發(fā)電量 10,982×104,kW·h．工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為小(1)型，整個樞紐工程由取水樞紐、發(fā)電引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐3部分組成．工程總投資為 11,134.83萬元，靜態(tài)總投資為10,372.87萬元．單位千瓦投資4,640元，單位電度投資 1.01元/(kW·h)，基本預(yù)備費(fèi)為總投資的 6%，工程建設(shè)貸款利率為7.83%，貸款利息為761.96萬元．

2 標(biāo)段劃分的優(yōu)化模型構(gòu)建

2.1 施工總成本的數(shù)學(xué)模型

從目前水利水電工程本身的建設(shè)特點來看，普遍認(rèn)為水利水電工程施工總成本由工程的發(fā)包價(即生產(chǎn)成本費(fèi)用 CP)和工程發(fā)包運(yùn)作成本(即工程交易費(fèi)用 CE)2部分構(gòu)成．結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)家們對交易費(fèi)用定義和建設(shè)工程交易特點，工程交易費(fèi)用 CE又可以劃分為發(fā)包前交易費(fèi)用 CEA和發(fā)包后交易費(fèi)用 CEP．因此水利水電工程的施工總成本C可表示為

2.2 生產(chǎn)成本費(fèi)用 PC與標(biāo)段數(shù)R的關(guān)系

生產(chǎn)成本費(fèi)用PC與標(biāo)段數(shù)R服從下列函數(shù)關(guān)系

從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，該函數(shù)關(guān)系式可以解釋為標(biāo)段劃分與投標(biāo)人數(shù)相關(guān)或無關(guān)2種關(guān)系．

1)標(biāo)段劃分與投標(biāo)人數(shù)相關(guān)

即同一工程所分標(biāo)段數(shù)R越多，標(biāo)段的規(guī)模就越小，市場上具備資格參加的承包商就越多．在同一規(guī)模的招標(biāo)中，博弈分析證明，參與投標(biāo)的承包商越多，承包商的報價越接近其成本，業(yè)主可以得到的價格越低[1-2]，可表示為與1/R是正相關(guān)關(guān)系，即一個工程項目劃分的標(biāo)段數(shù)越少，支付給承包商的實施成本就越低．另一方面，標(biāo)段的規(guī)模越小(即R越大)，承包商的規(guī)模效益就越差，其成本也就越高；標(biāo)段規(guī)模越大，承包商所配置資源的利用效率就越高，其成本相應(yīng)地降低．另外，標(biāo)段數(shù)越多，各個標(biāo)段相互間的制約也就越大，實施中向業(yè)主索賠的費(fèi)用也越高．可表示為與R成正相關(guān)關(guān)系，即一個工程項目劃分的標(biāo)段數(shù)越多，支付給承包商的實施成本就越高．

2)標(biāo)段劃分與投標(biāo)人數(shù)無關(guān)

即一個工程項目分標(biāo)無法吸引更多的承包商參與投標(biāo)，此時投標(biāo)人報價策略不變，但由于標(biāo)段的規(guī)模小成本高反而報價高，因為工程的最優(yōu)標(biāo)段數(shù)為R= 1，可表示為與R無關(guān)[3]．此時若強(qiáng)行把1個標(biāo)段A拆分為B和C2個標(biāo)段，則其實施成本增加，即某大型工程3個標(biāo)段同時招標(biāo)，要求各投標(biāo)人提出各標(biāo)段組合的總投標(biāo)報價，開標(biāo)結(jié)果各組合的總投標(biāo)報價都小于各標(biāo)段獨立報價之和，降價率最高達(dá)19%[5]．

2.3 發(fā)包前工程交易費(fèi)用 EAC 與標(biāo)段數(shù)R的關(guān)系

發(fā)包前交易費(fèi)用EAC 與標(biāo)段數(shù)R服從下列函數(shù)關(guān)系

發(fā)包前交易費(fèi)用EAC 主要包括委托招標(biāo)代理的費(fèi)用、合同談判費(fèi)用、招標(biāo)可能失敗的風(fēng)險性費(fèi)用等．依據(jù)國家計委頒布的招標(biāo)代理服務(wù)收費(fèi)管理暫行辦法，招標(biāo)代理服務(wù)收費(fèi)采用差額定率累進(jìn)計費(fèi)方式[6]，如表1所示．

表1 招標(biāo)代理費(fèi)用收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Standard of the bidding agency cost

由表 1看出委托招標(biāo)代理費(fèi)ZC與標(biāo)段數(shù)正相關(guān)．毫無疑問合同談判費(fèi)用及招標(biāo)失敗的可能也是和招標(biāo)次數(shù)正相關(guān)的，即與標(biāo)段數(shù)正相關(guān)．由此可以得出結(jié)論：發(fā)包前交易費(fèi)用EAC 與標(biāo)段數(shù)R正相關(guān)．根據(jù)滾朋羊二級水電站工程規(guī)模的大小，發(fā)包前交易費(fèi)用CEA(單位：萬元)計算式為

從式(4)可以看出 CEA是CP的函數(shù)，針對具體的標(biāo)段劃分方案，其 CEA可表示為

式中：sij表示 si中的第j個標(biāo)段；C（PsijRij）表示 s標(biāo)段的生產(chǎn)費(fèi)用．

2.4 發(fā)包后工程交易費(fèi)用 CEP與標(biāo)段數(shù)R的關(guān)系

發(fā)包后工程交易費(fèi)用EPC 包括業(yè)主方委托監(jiān)理費(fèi)用、管理組織費(fèi)用以及履約過程中不構(gòu)成工程成本的額外交易成本等．依據(jù)現(xiàn)行建設(shè)工程監(jiān)理與相關(guān)服務(wù)收費(fèi)管理規(guī)定[7]，根據(jù)滾朋羊二級水電站工程規(guī)模的大小委托監(jiān)理費(fèi)JC(單位：萬元)的計算式為

式中：α為專業(yè)調(diào)整系數(shù)；β為工程復(fù)雜程度調(diào)整系數(shù)；γ為高程調(diào)整系數(shù)．可以看出 CJ是 C （PR）的函數(shù)，針對具體的分標(biāo)方案，其 CJ可表示為

依據(jù)基本建設(shè)財務(wù)管理規(guī)定[8]，建設(shè)單位管理費(fèi)總額控制如表 2所示．業(yè)主管理費(fèi)用GC 控制額按設(shè)計概算D

C 取相應(yīng)的費(fèi)率δ，從發(fā)包后交易費(fèi)用與標(biāo)段數(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)分析知，DC 與標(biāo)段數(shù)R成正比例關(guān)系，即隨著R的增加GC 越接近其控制額．

表2 建設(shè)單位管理費(fèi)總額控制算例Tab.2 Case of total management fee control of the construction unit

根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)，GC 與R服從下列函數(shù)關(guān)系

綜上可以簡要得出

將式(2)、式(5)和式(9)代入式(1)得施工總成本C的數(shù)學(xué)模型為

3 標(biāo)段劃分的模型求解方法

3.1 可行的標(biāo)段劃分方案

3.1.1 工程建設(shè)任務(wù)及招標(biāo)概算

1)取水樞紐部分

主要包含滾朋河取水樞紐(s1)84.26萬元和烏鴉卡河取水樞紐(s2)118.12萬元，攔河壩從左至右依次由左岸非溢流壩段、溢流壩段、沖沙底孔、取水口及右岸非溢流壩段等部分組成．

2)發(fā)電引水系統(tǒng)

主要含無壓引水渠系(s3)579.81萬元，壓力前池(s4)690.5萬元，泄水道(s5)730.4萬元，壓力管道(s6)1 156.25萬元4部分．

3)發(fā)電廠房部分

主要含主副廠房、升壓站開挖及建設(shè)(s7)593.46萬元，廠區(qū)及電廠管理房建設(shè)升壓站(s8)120.78萬元2部分．

4)機(jī)電設(shè)備部分

主要含水輪發(fā)電機(jī)及輔機(jī)(s10)1,868.24萬元，電氣設(shè)備(s11)337.62萬元 2部分；機(jī)電設(shè)備安裝(s9)591.66萬元．

1.3 診斷標(biāo)準(zhǔn)和評價指標(biāo) ①BMI判定標(biāo)準(zhǔn)：以《中國成年人超重與肥胖癥預(yù)防控制指南》的分級標(biāo)準(zhǔn)：BMI=體重除以身高的平方(kg/m2)；BMI<18.5 kg/m2為低體重，18.5≤BMI<24 kg/m2為正常，BMI≥24 kg/m2為超重。②Hp感染陽性判定依據(jù)：Hp抗體陽性。③肝功判定標(biāo)準(zhǔn)：ALT<40 U/L為正常，40 U/L≤ ALT<80 U/L為升高一倍，ALT≥80 U/L為升高兩倍。

5)輸電線路部分

主要指從滾朋羊一級站到盈江110,kV變電站長39.5,km的LGJ-240輸電線路架設(shè)(s12)1,926.78萬元．3.1.2 需要考慮的原則問題

(1) 利于總進(jìn)度的實施，使招標(biāo)工作按籌建期、備期、主體工程施工期和工程竣工期的建設(shè)程序有銜接和明確的分工，有條不紊地組織施工．

(2) 在工程項目、施工場地和施工道路現(xiàn)場規(guī)劃上，盡量減少各標(biāo)段之間現(xiàn)場工作的相互穿插和干擾，盡量減少發(fā)包的協(xié)調(diào)工作．

(3) 盡量使各標(biāo)段作業(yè)內(nèi)容相對單一，便于各施工工種的工作開展，充分發(fā)揮各施工隊伍的技術(shù)專長和優(yōu)勢．

(4) 對于同一部位、同性質(zhì)施工作業(yè)，劃分為同一標(biāo)段，從而減少施工干擾和簡化施工管理．

(5) 為加快工程進(jìn)度，使各施工隊伍進(jìn)入工地后迅速開展工作，標(biāo)段劃分應(yīng)該充分為各施工隊伍考慮提前施工創(chuàng)造條件．

(6) 充分利用籌及準(zhǔn)備階段工期，由發(fā)包人負(fù)責(zé)“四通一平”等公共設(shè)施項目的修建．

(7) 各標(biāo)段共用的輔助企業(yè)單獨招標(biāo)，減少設(shè)備購置、場地占用、料源開采和管理運(yùn)行等方面的重復(fù)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省工程投資．

3.1.3 可行的標(biāo)段劃分方案

從實際工況出發(fā)根據(jù)以上原則，云南盈江滾朋羊二級水電站工程共有7個可行的標(biāo)段劃分方案．

3.2 模型的求解

最優(yōu)的標(biāo)段劃分方案中施工總成本C必須滿足

式中：S表示由所有可能的標(biāo)段劃分方案組成的集合；is表示第i個標(biāo)段劃分方案．

依據(jù)歷史資料，統(tǒng)計得出當(dāng)標(biāo)段概算大于1億元時，工程施工總成本相對于概算下浮幅度服從β分布，下浮區(qū)間為 5.65%～8.33%，平均下浮 6.62%；當(dāng)標(biāo)段概算小于1億元時，施工總成本下浮幅度服從三角分布，下浮區(qū)間為 6.44%～9.35%，平均下浮7.47%．滾朋羊二級水電站工程各標(biāo)段概算都未大于1億元，因此施工總成本相對于概算下浮幅度服從三角分布．運(yùn)用Monte Carlo方法對以上7個可行的標(biāo)段劃分方案，分別進(jìn)行模擬10,000次的仿真計算，可得最優(yōu)的標(biāo)段劃分方案為方案3，min C≈8,863.65萬元．整個工程共分為 5個標(biāo)段，除標(biāo)段9s和12s外，其余3個標(biāo)段又可以分為多個小專業(yè)標(biāo)段．

4 結(jié) 語

現(xiàn)云南盈江滾朋羊二級水電站已經(jīng)發(fā)電運(yùn)行，從業(yè)主提供的前期標(biāo)段劃分資料來分析，業(yè)主方在招標(biāo)設(shè)計階段并未對標(biāo)段劃分作合理有效的定量分析，僅憑業(yè)主方主觀經(jīng)驗判斷，采用方案2作為本工程的標(biāo)段劃分方案，施工總成本竟達(dá)9 121.71萬元．如果采用本文提出的施工總成本模型來對滾朋羊二級水電站的標(biāo)段劃分作有效定量分析，會得出最優(yōu)標(biāo)段劃分方案——方案3，其結(jié)果可以節(jié)約258.06萬元．研究表明，采用Monte Carlo方法對本文提出的標(biāo)段劃分優(yōu)化模型進(jìn)行模擬求解，所得出的最終解可作為水電項目投資商和相關(guān)專業(yè)人員在進(jìn)行標(biāo)段劃分時定量分析的判別和決策依據(jù)．

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