劉細軍，于 婷，曾 磊，彭仙淼，王 芳

（1.廣州市高速公路有限公司，廣東 廣州 510000；2.長安大學 運輸工程學院，陜西 西安710000，E-mail：wangfang_jg@chd.edu.cn）

隨著公路建設進入高質量跨越式發(fā)展的重要時期，一方面建設單位、施工單位的工程管理能力顯著增強；另一方面新的投資方式、新的建設管理模式、新的建造方式等對公路工程建設項目管理的層次、內容要求已發(fā)生了深刻的變化。近年來發(fā)生的一些工程事件，表明現行公路建設行業(yè)不僅需要借助一些技術手段完善建設過程，更要從工程管理方向進行改革。在投入成本有限的情況下，選擇何種路徑提升質量有效，是公路工程質量管理的重點。

現有研究中關于提升公路工程建設質量有很多，包括從影響公路建設質量因素進行分析的研究，如舒歡等[1]運用SEM 對大型工程質量影響因素進行分析。李曉娟等[2]利用物元分析法考慮公路項目施工安全管理影響因素并利用模糊數學評估結果等級。孫月峰等[3]探討了專業(yè)技能、組織系統(tǒng)等因素為質量管理帶來影響。張春生等[4]對全壽命周期質量管理影響因素進行分析并評價；也有從質量管理體制機制入手。如余家飛[5]通過完善質量監(jiān)管機制提高工程質量。馮志華等[6]通過監(jiān)理方向進行質量預控。孫建誠等[7]利用BIM 技術研究公路工程協同管理平臺提高工程質量；還有許多學者提出了各種質量管理提升的對策建議。但從現有研究中可以看到，質量提升的主體更多為從施工方角度出發(fā)，忽略了其他參建方的管理協同作用；質量提升較少考慮到技術與管理的投入，更少考慮投入成本與效益之間的關系。

本文將利用無差異曲線分析方法對公路工程質量提升問題進行研究。無差異曲線最初由帕累托提出，是為了研究有關聯的商品關系[8]，無差異曲線變量之間重要的特性是替代性與互補性[9]，無差異還具有單調性、凹性且向右上方傾斜[10]、曲線上與約束線相切的點總效用最大等特性[11]。無差異曲線的各種特性，使得在多個研究領域均能看到其應用[12～15]。本文關注到公路工程建設質量提升在技術創(chuàng)新與管理改進二者的互補特性，從而利用無差異曲線分析方法，對公路工程建設質量提升策略路徑與效果進行分析，并以南中高速項目改革為案例進行進一步說明。

1 基于無差異曲線的公路工程建設質量提升分析

對于公路工程質量提升策略可概括為兩類，一是技術創(chuàng)新方面，指利用新技術、新材料、新設備、新工藝等手段與公路工程建設生產緊密結合，改造建設技術與手段、提升工程要素投入質量、提高建設者素質等，從而使工程質量提升；二是管理改進方面，綜合運用現代工程管理理念，提高管理水平，合理組織生產力等手段，著力構建現代工程品質管理體系，提升工程要素的協調管理能力，從而使工程質量提升。不論是技術創(chuàng)新還是管理改進都需要一定的投入成本，二者具有一定互補與替代作用。

通過增加技術進步投入及管理改進投入，可以取得工程建設質量提升的效果，在一定條件下，二者采取不同的組合將取得一致的質量效果，如圖1所示無差異曲線U1。U1與成本約束線C相切于A點，代表在無差異曲線上，A點的技術進步投入與管理改進投入的總成本最低，A點亦為在C約束下U1的均衡點，即在有限的投入成本的約束下，存在技術進步與管理改進的最優(yōu)數量組合，使工程質量水平達到最高。在總成本不變的情況下，遠離A 點就會有質量損失。同理，B點為不同投入約束下的均衡點，B點位于更高質量水平的無差異曲線上，然而從A到B的推進需要通過改變一種或兩種投入的數量來實現，路徑不一定是恒定速率的直線，可能是由一系列連續(xù)和不間斷的小步驟組成，鏈接起來可能如圖中曲線i所示，每一個步驟產生一個優(yōu)勢，投入和產出的尺度在每一步都取決于當時所達到的位置，這個演化過程特征就是公路工程建設管理改革推進演化的特征，而這需要以人的更精心、更長時間的付出和適當的更高效管理或信息化、自動化為基礎，相關公路工程建設質量中涉及的新技術應用、施工管理、監(jiān)理管理、薪酬管理、造價管理等制度與政策需要順應這一規(guī)律，從而促使公路工程建設行業(yè)進步。

2 基于無差異曲線的質量提升效果模型構建

2.1 質量水平效用與成本約束函數

假設公路工程建設質量水平效用函數由技術進步與管理改進共同獲得，二者具有一定替代性，且替代性呈遞減趨勢。假設Q(x，y)為技術進步與管理改進的數量組合投入，U(x，y)為在Q(x，y)投入下獲得的質量水平效用，根據效用函數常用的表達形式[16]可得：

式中，U為質量水平效用函數；x指技術進步投入數量；y指管理改進投入數量；θ1，θ2為技術進步與管理改進投入數量產生效用的系數，均為常數，且θ1，θ2大于0；β為不受技術進步與管理改進投入影響的常數，β>0。

各因素的投入均需成本，總成本可表示為：

式中，C為總成本；cx，cy為技術進步與管理改進投入單位成本；λ1，λ2為技術進步與管理改進投入單位成本系數；ε為不受技術進步與管理改進投入成本影響的常數部分，ε>0。

2.2 質量水平無差異曲線變動分析

U1，U2，U3為在不同Q(x，y)投入下獲得的質量水平無差異曲線，且U2>U1>U3；C1，C2為不同管理改進與技術進步投入的約束成本，C1

圖2 公路工程管理質量提升無差異曲線分析

（1）對比B、D兩點，均為在最優(yōu)組合下的技術進步與管理改進，但由于投入成本約束條件的改變，使得U(xD，yD)>U(xB，yB)，且數量Q(xD)>Q(xB)同時Q(yD)>Q(yB)，由此得出：

推論1：在加大投入成本約束的情況下，或同時增加技術進步與管理改進投入數量，工程質量水平將會提高，反之亦然。

三是加強“品牌化”建設，在培育推廣上做文章。馬鞍山市人社局聯合馬鞍山市婦聯、馬鞍山市總工會，著力打造馬鞍山家庭服務業(yè)品牌。

（2）對比A、F、E三點，產出效益相等，即U(xA，yA)=U(xF，yE)=U(xB，yB)，但Q(xA，yA)≠Q(xF，yE)≠Q(xB，yB)；同時CA=CE≠CF，即三點的投入成本也未必相等，投入成本的大小與不同要素投入的單位成本與數量相關，由此得出：

推論2：在產出相同質量水平的基礎上，投入要素可以有無數多種數量組合，投入要素此消彼長，且投入要素的總成本并不相同，與投入要素的單位成本與投入數量有關。

因此，對于公路工程建設質量水平的提升改變（即圖中虛線移動的方向），可以采用調整技術進步與管理改進的投入數量比提升質量水平，也可以通過增加技術進步與管理改進的投入數量，或擴大成本約束渠道進行，這也是公路工程建設改革的努力方向。同時，在不改變工程質量水平的前提下，需要優(yōu)化投入組合，降低投入成本，以使公路工程建設改革以最小的成本獲得最大的收益。

2.3 改革對質量提升效果模型的構建

由于改革成本的存在，改革的效果需要根據投入成本變化與質量水平變化對比進行進一步分析。

式中，f指改革對質量提升效果的函數；ΔU指改革前后的質量提升效用；ΔC指改革前后的成本差；Δx、Δy指改革前后技術進步與管理改進的投入差；(xi，yi)指改革前技術進步與管理改進的投入組合；(xi+1，yi+1)指改革后二者的投入組合。

3 案例分析

3.1 南中高速公路項目監(jiān)理改革總體架構

南沙至中山高速公路項目監(jiān)理改革（以下稱為南中高速公路項目監(jiān)理改革）是廣東省第三批公路工程監(jiān)理改革項目，自2021 年開始試點，目的是提升公路建設管理水平，促進公路工程建設高質量發(fā)展。南中高速項目全線均為橋梁，建設條件復雜、技術難度大。南中高速改革確立了以“共建、共管、共創(chuàng)、共享”監(jiān)理改革為切入點，從工程需求出發(fā)，以提高工程建設水平為總目標，通過“壓實業(yè)主的首要責任、壓實施工單位的主體責任，加強監(jiān)理的支撐作用”，力求推進公路治理體系和治理能力現代化。改革中涉及公路建設的業(yè)主單位、監(jiān)理單位、檢測單位（廣州自2012 年開始檢測單位與監(jiān)理單位分離）、施工單位，對工程質量提升是四方單位共同努力的結果。

（1）業(yè)主單位。在技術進步方面，業(yè)主單位開展了一系列關鍵技術研究課題。在管理改進方面，業(yè)主單位全面落實其首要責任，以“共建、共管、共創(chuàng)、共享”監(jiān)理改革為切入點，從理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新視角進行管理提升；積極貫徹新發(fā)展理念，通過流程再造、制度重構等手段，構建現代工程品質管理體系；與監(jiān)理單位合署辦公，提高各參建方溝通協調效率等。

（2）監(jiān)理單位。在技術進步方面，監(jiān)理單位將項目建設管理一體化平臺、無人機巡檢、視頻監(jiān)控、智慧監(jiān)測、統(tǒng)一應急管控平臺、定型防護設施等技術應用在項目中，提高了監(jiān)理效率。在管理改進方面，監(jiān)理單位強化監(jiān)理支撐作用，增設技術顧問組，定期與不定期對方案的實施進行符合性檢查；改革監(jiān)理工作機制，以巡視及重點環(huán)節(jié)檢查為主，簡化監(jiān)理內業(yè)，拓展監(jiān)理技術咨詢業(yè)務；強化監(jiān)理人才隊伍建設，完善人員培訓體系。從而提升項目質量水平。

（3）檢測單位。在技術進步方面，檢測單位搭建了視頻監(jiān)控、二維碼識別儀器、混凝土抗壓檢測機器人等一系列智能檢測設備的智慧檢測云平臺，為項目建設提質增效。在管理改進方面，檢測單位強化檢測支撐作用，對原材料實行全過程管理，破除僅對來樣負責；取消檢測單位對工地試驗室的簽認，使用電子化臺賬等，起到提質增效的效果。

（4）施工單位。在技術進步方面，多家施工單位采用多種四新技術提升建設質量，包括建立融合裝配式橋梁生產研發(fā)基地、升級鋼箱梁智能智造“四線一系統(tǒng)”、建造大噸位智能爬升系統(tǒng)的多功能一體化斜拉橋智慧筑塔平臺、建設了鋼筋智能加工中心與智慧配送云工廠，配置毫米級數控鋼筋智能加工設備和智能焊接機器人等。在管理改進方面，施工單位通過落實施工主體責任提高工程建設質量水平，包括推行工序“三檢制”和“管監(jiān)分離”，強化內部監(jiān)督，發(fā)揮項目部主動監(jiān)管；創(chuàng)新“智能體檢+認知教學+實操體驗+實名考核”四位一體實名制培訓方式，持續(xù)評估改進培訓質量及效果。

3.2 改革要素投入與質量水平效用變化分析

南中高速公路項目監(jiān)理改革實際上是對產業(yè)群落的分工、生產技術、生產水平、驗證交互成本進行了改變，相關主體的投入數量、產出效益都有顯著變化，表1 是根據調研情況針對公路建設項目參與各方視角的投入產出情況的匯總。

表1 監(jiān)理改革投入產出要素變化矩陣

按照無差異曲線進行分析，本次改革中業(yè)主單位的技術進步與管理改進投入均有增加，根據推論可得，業(yè)主單位新投入所帶來的質量提升效用均衡點將會由圖3 中的A點變化到C點。同理，施工單位亦如此。改革中的監(jiān)理單位與檢測單位，通過增加技術咨詢、增加高水平、加大智慧監(jiān)理與智慧檢測等技術進步投入，以及增加巡查與檢查、對來樣負責等管理改進方面的投入，但同時也有減少監(jiān)理旁站、減少監(jiān)理內業(yè)等管理改進方面的投入，因此監(jiān)理單位的投入對項目質量水平效用既有增加項也有減少項，但總體增加的管理幅度大于減少的管理幅度，投入要素的均衡點會由圖3 中的A點移動到B點，監(jiān)理單位與檢測單位的要素投入使得項目質量水平效用有所增加。因此從總體上來說，改革后項目的質量水平效用獲得了正向的改進。

圖3 公路工程管理質量投入要素變化圖

3.3 改革對于項目質量提升效果的分析

公路工程建設質量提升是一個包括業(yè)主、施工單位及其配套輔助生產與分包商、監(jiān)理與檢測等在內的交通基礎設施建設生態(tài)群落共同努力而來，涉及多個利益主體。根據許小年[17]對于改革成效的研究，改革能否成功，主要取決于從上到下與從下到上各個利益團體均能獲得收益，達到共贏的局面。因此對南中監(jiān)理改革是否能提升質量效果取決于建設各方的質量提升效果分析。

自南中高速公路監(jiān)理改革以來，各參與方對于質量水平效用變化與投入總成本變化的調查分析與總結，得出各參與方對于質量提升效果的判斷，結論如表2 所示，可見本次監(jiān)理改革對于南中高速公路工程建設質量提升取得了良好的效果。

表2 監(jiān)理改革對項目質量提升效果判斷

南中高速公路監(jiān)理改革，整合了項目各方管理資源，優(yōu)化了大量非必要的無效的工作環(huán)節(jié)及流程，使得建設各方可將有限的時間和精力投入到對工程建設更有價值的環(huán)節(jié)中去，項目管理體系和管理能力得到了顯著提升。南中高速公路項目建設自開工以來，質量安全各項指標均保持優(yōu)異水平。在質量水平的提升方面也取得各界認可，2021 年6 月成功入選交通運輸部平安百年品質工程示范項目（第一批）；在2021 年廣東省質量安全綜合大檢查中，項目綜合排名第二名，項目的3 個施工單位、兩個總監(jiān)辦及兩個中心試驗室均進入前10 名。

縱觀南中高速監(jiān)理改革的全貌，可以發(fā)現技術進步與管理改進的投入提升工程建設質量的前置條件，其投入可以通過產業(yè)規(guī)模化、報酬遞增而獲得持續(xù)性，不僅使企業(yè)內的效率提升，也使建造生態(tài)群路主體間互動效率提升。業(yè)主首要責任的履行，意味著主體間分工的改變，建造群落在專業(yè)化方面演進，企業(yè)內部分工環(huán)節(jié)會分解、獨立并獲得發(fā)展，從而促進了分工深化和專業(yè)化程度的提高，進而帶來企業(yè)內部與產業(yè)群落協調成本的下降與生產效率的提高。

4 結語

本文基于無差異曲線，以技術進步投入與管理改進投入為自變量，以項目成本為約束，分析了技術進步、管理改進、項目成本與項目質量水平之間的關系。在有限的投入成本的約束下，技術進步與管理改進投入要素可以有無數多種數量組合，且投入要素存在最優(yōu)數量組合，使工程質量水平達到最高；在加大投入成本約束，或同時增加技術投入和管理投入，工程質量水平將會提高；在產出相同質量水平的基礎上，投入要素的總成本并不相同，需要考慮單位要素成本與投入數量，由于改革成本的存在，改革的效果需要根據投入成本變化與質量水平變化的對比進行進一步分析；公路工程建設改革中每一次改革均會使質量提升效果產生一個新的均衡點，均衡點不斷向無差異曲線右上方運動的過程就是改革進步的過程，而這個演化過程需要以相關制度與政策為基礎，以信息化、自動化為手段，付出更多的精力和更高效管理。