李雪

摘要：在簡要介紹高速公路路基施工成本構成基礎上，闡述路基施工成本動態(tài)預測和路基施工成本控制方法，基于工程實例使用軟件建模，編制施工進度表并進行擬合度對比，驗證施工成本控制方法的效果，為高速鐵路路基工程施工提供了有益的參考。

關鍵詞：高速鐵路；路基施工；成本預測；成本控制

0? ?引言

目前高速鐵路在我國現(xiàn)代交通系統(tǒng)中具有重要的地位和作用，已經成為交通運輸業(yè)的重要支柱。高速鐵路以其快速、安全、高效的特點成為人們出行的首選。高速鐵路工程的施工和運營成本，對其長期可持續(xù)發(fā)展至關重要。進行準確的施工成本預測和有效的成本控制研究，是高速鐵路建設的重要課題之一[1]。

目前已有許多學者對高速鐵路路基施工成本進行了研究，但這些研究對路基施工成本影響因素的識別不夠全面，缺乏對施工成本動態(tài)預測的有效方法，導致高速鐵路路基施工成本預測及其控制效果不佳。本文在簡要介紹高速公路路基施工成本構成基礎上，闡述路基施工成本動態(tài)預測和路基施工成本控制方法，基于工程實例使用軟件建模，編制施工進度表并進行擬合度對比，驗證施工成本控制方法的效果。

1? ?研究內容

本文研究旨在全面揭示路基施工成本的影響因素，提出施工成本動態(tài)預測方法，探討實現(xiàn)路基施工成本控制的有效途徑。首先通過對以前研究成果的梳理和評價，明確高速鐵路路基施工成本的影響因素。其次結合實地調查收集路基施工項目的相關數(shù)據(jù)，運用數(shù)學建模方法實現(xiàn)施工成本動態(tài)預測[2]。最后提出實現(xiàn)路基施工成本控制的方法，為實際路基工程提供指導。本文的研究成果進一步完善了高速鐵路路基施工成本預測與控制理論，同時為實際工程項目提供了有益的指導[3]，為高速鐵路建設領域提供了更為全面和有效的成本控制方法。

2? ?路基成本預測和控制方法

2.1? ?路基施工成本的構成

高速鐵路路基施工成本形成過程主要包括4個階段，即投標報價階段、施工準備階段、分項施工階段和竣工結算階段。投標報價階段主要是根據(jù)招標文件預測項目成本并參與投標；施工準備階段主要是在中標以后，根據(jù)合理性、經濟性和可行性對項目成本進行分項規(guī)劃和預算；分項施工階段主要是根據(jù)分項工程預算和施工流程控制施工成本；竣工結算階段主要是進行分項成本審核并控制支出。高速鐵路路基施工成本構成如圖1所示。

2.2? ?路基施工成本動態(tài)預測

根據(jù)高速鐵路路基施工成本支出的影響因素和路基施工的實際情況，動態(tài)收集和分析與施工成本有關的工程量、工程成本、材料成本等數(shù)據(jù)，以便計算路基施工的計劃成本。該計劃成本的計算公式如下：

（1）

式中：Fbcws表示施工階段路基施工的整體計劃成本，即路基施工的整體預算；d表示施工階段整體計劃工程量[4]；k表示整體計劃工程量的單價；Facwp表示施工階段已經完成當前施工計劃工程量的實際成本；b表示施工階段已經完成的工程量；v表示已經完成當前施工計劃單位工程量的實際費用；Fbcwp表示施工階段已經完成路基施工的利潤值[5]。

在上述分析的基礎上，分析施工計劃執(zhí)行中的偏差問題，該偏差主要由施工費用偏差和施工計劃進度偏差組成，其計算公式如下：

（2）

式中：T表示產生偏差的施工計劃進度，Ts表示執(zhí)行施工計劃形成的實際施工費用偏差，Ti表示執(zhí)行施工計劃形成的施工造價偏差。

當施工計劃進度偏差大于零時，施工計劃數(shù)量在有限的時間內提前完成，此時在沒有確定具體、合理費用范圍的情況下，可不采取相關控制措施。一旦實際施工費用偏差超過預算偏差，則應采取控制措施，將與閾值進行比較，可確定當前施工進度是否應控制施工成本。

根據(jù)上述預測結果，在施工計劃的實施過程中采取控制措施，可優(yōu)化施工資源配置、縮短總體施工周期，由此創(chuàng)建的成本動態(tài)預測函數(shù)公式如下：

minz=α∑BiCijXijPkYk+βγM∑HnXijYk? ? ?（3）

式中：z表示施工計劃實施過程中工人的總工作時間；α表示施工計劃中的當前成本加權系數(shù)；i代表鋼筋工程、混凝土工程等的數(shù)量；j表示工種編號，如日工、夜班工程師等；Cij表示子項目i、j工種的日平均單價；Xij表示分配到子項目i、j工種的人數(shù)；k表示當前施工計劃中建筑材料的數(shù)量；Pk表示分配到每個工序的材料平均單價；Yk表示建筑材料的日均使用量；β表示建筑工人工作時間的加權系數(shù)；γ表示建筑成本小時的比較加權；M表示工程類別建設項目分項總數(shù)；n表示某工種；Hn表示執(zhí)行施工計劃時工種n的日平均單人作業(yè)總工時。

2.3? ?路基施工成本控制方法

上述公式可計算出多個成本動態(tài)預測值，但并不是所有的預測值均可直接用于成本控制措施。須根據(jù)工程施工的實際情況確定成本控制措施[6]。若選定某目標函數(shù)，針對施工階段動態(tài)成本控制措施，對該目標函數(shù)施加適當限制，包括施工人員的施工出勤次數(shù)、薪酬數(shù)量和工作時間，以實現(xiàn)最佳成本控制方案。高速公路路基施工過程中的人工成本計算公式如下：

（4）

式中：w表示施工計劃實施中每種工作的日工作量；wmin表示日工作量下限；wmax表示日工作量上限；l與α之間具有正比例關系；α表示路基施工工種協(xié)調系數(shù)；l表示路基施工人數(shù)協(xié)調系數(shù)；τ表示日平均單人作業(yè)總時長在各個分項工程中的下限；τ0表示日平均單人作業(yè)總時長在各個分項工程中的上限。高速公路路基施工成本動態(tài)控制流程如圖2所示。

如圖2所示，在全面分析施工階段成本偏差的基礎上，可將建立成本優(yōu)化的目標函數(shù)添加適當?shù)目刂茥l件。根據(jù)控制條件，逐一探索某目標函數(shù)解中的每個選項對應的所有限制條件的輸出解，并將其應用于施工階段每個施工計劃的成本控制措施的實施中，以降低施工計劃實施過程中的成本。路基施工成本控制措施實施后，檢查實施效果是否令人滿意。如果未能達到預期效果，則重復上述過程，直到高速鐵路路基成本偏差得到糾正，從而實現(xiàn)施工階段對高速公路路基施工成本的動態(tài)控制。

3? ?實驗驗證

為了驗證本文研究的高速鐵路路基施工成本預測和控制方法的有效性，將本文研究的成本控制方法與傳統(tǒng)方法1和傳統(tǒng)方法2同時對施工成本進行控制，通過模擬工程實例進行實驗來驗證這3種施工成本控制方法的控制效果。

3.1? ?使用軟件建模

模擬工程位于某省某市境內的CJ6號高速公路，該公路全長為3.5km，寬度為35.5m。使用AutoCAD2016軟件將公路的二維圖紙繪制成三維模型。在構建三維模型過程中，對公路的結構形式、受力特點和設計理念進行全面考量，對公路各個組成部分的形狀、位置和幾何尺寸進行精確建模，利用其圖層管理和動態(tài)查詢功能對模型進行有效的分類和檢索，以方便后續(xù)的工程量清單和成本控制等工作。完成三維建模后，將建立好的模型導入到BIM建筑信息模型軟件中。根據(jù)不同施工階段對模型進行拆分與整合，將相關的工程量數(shù)據(jù)信息與對應的構件模型進行掛接，形成基于實體的模型。通過基于實體的模型，可以實時統(tǒng)計、分析和優(yōu)化工程量數(shù)據(jù)，精確預測和控制施工成本，并為項目管理人員提供更全面、更直觀的數(shù)據(jù)支撐，從而實現(xiàn)高速公路路基工程的成本最優(yōu)控制和精細化管理。

3.2? ?編制施工進度表

項目進度計劃是項目實施的主要內容，合理的工程進度計劃有助于提高工程施工質量、成本管理質量和安全管理質量。通過基于實體的模型編制施工進度計劃，可以明確各部門和項目之間的進度關系，使施工人員更好地了解施工順序和工作內容，有利于項目的順利完成。將公路工程施工分為基礎工程、護欄、支柱、公路、路面和附加段，使用項目管理軟件編制的高速公路工程施工進度表如表1所示。

3.3? ?擬合度對比

在管理平臺使用動態(tài)成本控制系統(tǒng)，將施工進度表添加到公路施工計劃中，以建立實體模型并模擬施工項目。相關工程量采用動態(tài)成本控制系統(tǒng)中建立的模型進行計算后，利用函數(shù)對不同方法工序施工成本與實際施工成本進行擬合計算。使用的函數(shù)為多項式函數(shù)，可直接輸出對應的施工成本擬合。采用多項式函數(shù)擬合計算出的3種成本控制方法，將其與實際施工成本的擬合度進行對比，如表2所示。

從表2可知，本文提出的高速鐵路路基施工成本預測及其控制方法，與實際結果之間具有較高的擬合度。本文提出的方法最大擬合度和最小擬合度的數(shù)值均在0.978以上，高于傳統(tǒng)方法1和傳統(tǒng)方法2。擬合度對比結果表明，本文提出的施工成本控制方法與實際施工成本非常相關，控制效果更好，控制結果可靠。

4? ?結束語

本文以高速鐵路路基施工成本預測及其控制為研究課題，提出了一種有效的成本控制方法。該方法能夠及時預測施工過程中可能出現(xiàn)的成本偏差，有助于采取相應的控制措施。實現(xiàn)高速公路路基施工成本有效控制，應從工程管理、施工技術、資源配置和質量控制等方面提高施工企業(yè)的成本控制能力。這一研究有助于實現(xiàn)高速公路工程施工項目的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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