智能變電站光纖熔接消耗量定額測(cè)定方法研究

王鑫+耿鵬云+李長(zhǎng)錄

摘 要：本文根據(jù)光纖熔接工程少樣本、貧數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的知識(shí)，提出了一套運(yùn)用T分布理論和數(shù)據(jù)列平穩(wěn)代換的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，基于a/b/m統(tǒng)計(jì)法來確定人工、材料、機(jī)械消耗量的水平。

關(guān)鍵詞：a/b/m統(tǒng)計(jì)法； 數(shù)據(jù)列平穩(wěn)代換法； 數(shù)據(jù)處理； 光纖熔接定額測(cè)定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.137

1 前言

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，光纖被大量應(yīng)用于智能變電站中，但目前尚未有統(tǒng)一的光纖熔接消耗量標(biāo)準(zhǔn)，因此有必要探索科學(xué)的測(cè)算方法對(duì)光纖熔接消耗量進(jìn)行測(cè)算，從而提高智能變電站通信工程的造價(jià)管理水平，補(bǔ)充完善現(xiàn)有定額體系，提高造價(jià)的透明度，更好地服務(wù)于電網(wǎng)建設(shè)。

2 數(shù)據(jù)測(cè)算與預(yù)處理

在測(cè)算定額之前，首先要獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于光纖熔接定額測(cè)定的數(shù)據(jù)，分為三個(gè)方面：人工、材料、機(jī)械。采用測(cè)時(shí)法測(cè)量人工工時(shí)消耗，用現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)法測(cè)量材料和機(jī)械消耗量。

定額測(cè)定的主要目的是依據(jù)已有的工程數(shù)據(jù)，確定一個(gè)能夠體現(xiàn)大部分（85%）單位完成這項(xiàng)任務(wù)的水平，以供之后的同類工程編制預(yù)算、估計(jì)成本所用。然而實(shí)際中由于不同工程的地理位置、氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、施工技術(shù)水平等存在差異，所搜集到的工程數(shù)據(jù)往往是參差不齊的，它們之間甚至可能相差幾倍，如果直接采用這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行定額測(cè)算，勢(shì)必將導(dǎo)致結(jié)果與實(shí)際平均水平相差很大，因此有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過數(shù)據(jù)處理將識(shí)別并剔除異常值，采用科學(xué)的方法將數(shù)據(jù)歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足光纖熔接的消耗量測(cè)定的要求。

鑒于光纖熔接多步驟、多環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，下面以人工工時(shí)消耗為例，分為五步說明數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法。

第一步：將測(cè)量的數(shù)據(jù)換算成占總工時(shí)的百分比。

光纖熔接可分為十幾道工序，不同工程每道工序上所耗用的時(shí)間有差別，這樣對(duì)所有工序直接加總得到的總工時(shí)會(huì)造成更大的差異，所以從總工時(shí)上確定光纖熔接工作的平均水平可能與實(shí)際結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。為降低數(shù)據(jù)之間的波動(dòng)性、準(zhǔn)確地確定光纖熔接工作的平均消耗量水平，以每道工序占該工程總工時(shí)的百分比來衡量工時(shí)的平均水平。即先計(jì)算每個(gè)工程中17道工序占該工程總工時(shí)的百分比，然后通過橫向比較收資表中同一道工序數(shù)個(gè)工程的百分比來確定每道工序應(yīng)該占總工時(shí)的百分比平均水平。

第二步：T分布剔除異常值。

T分布經(jīng)常應(yīng)用在對(duì)呈正態(tài)分布的總體的均值進(jìn)行估計(jì)。在絕大多數(shù)施工工程中，平均先進(jìn)水平定義為85%的施工企業(yè)能夠達(dá)到的水平，據(jù)此，光纖熔接工作的置信度可定為85%，然后采用MATLAB程序得出T分布結(jié)果，將不在置信區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)剔除，以消除異常值的影響。

第三步：回歸擬合、確定百分比的平均水平。通過MATLAB程序?qū)γ康拦ば虻陌俜直戎颠M(jìn)行一元線性回歸擬合，根據(jù)擬合曲線和擬合方程可以準(zhǔn)確地確定每道工序所占總工時(shí)的百分比的平均水平。

第四步：異常值處理。

首先確定一個(gè)平均水平作為基準(zhǔn)值（即第三步求得的平均百分比值），將此基準(zhǔn)值乘以1.2作為能使本組數(shù)據(jù)平穩(wěn)的上限值；將此基準(zhǔn)值乘以0.8作為能使本組數(shù)據(jù)平穩(wěn)的下限值。原始數(shù)據(jù)對(duì)照上下限，若原始數(shù)據(jù)大于上限則取上限取代原數(shù)值；若原始數(shù)據(jù)小于下限，則取基準(zhǔn)值的0.8倍作為調(diào)整后的值；若原始數(shù)據(jù)恰好落在下限和上限之間，則用原始數(shù)據(jù)不作調(diào)整，其本身即為有效值。

即：設(shè)基準(zhǔn)值為，原始數(shù)據(jù)為xi（0

經(jīng)過上述處理，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)序列趨于平穩(wěn)，獲得消耗量及費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的有效數(shù)據(jù)。

第五步：根據(jù)以上確定的每個(gè)工程中每道工序的百分比，分別乘以每個(gè)工程的原總工時(shí)，得到數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。以此來調(diào)整收資表中的不合理數(shù)據(jù)，方便對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析應(yīng)用。

3 測(cè)定模型

3.1 常用芯數(shù)的光纖熔接定額測(cè)算方法

根據(jù)測(cè)量到的資料少樣本、貧數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，構(gòu)建基于概率論的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型——a/b/m統(tǒng)計(jì)法，計(jì)算出能反映正常施工和管理水平的定額。

a/b/m統(tǒng)計(jì)法的原理是：將預(yù)處理后數(shù)據(jù)按大小順序排列，求出該組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，此即一般值m，表示同一道光纖熔接工序下的各個(gè)工程所代表的平均水平。根據(jù)二次平均法的原理，再對(duì)該組數(shù)據(jù)中小于一般值m的值求算數(shù)平均得到，對(duì)該組數(shù)據(jù)中大于m的值求平均得到。對(duì)于消耗量的測(cè)算，數(shù)據(jù)越大，說明消耗量越大，則其施工水平越低；反之，數(shù)值越小，說明消耗量越小，其施工水平越高。因此，先進(jìn)值a即和一般值的算術(shù)平均值，先進(jìn)值表示施工技術(shù)水平先進(jìn)者的平均水平；同理，保守值b即和一般值的算術(shù)平均值，表示施工技術(shù)水平稍落后者的光纖熔接平均水平。

公式表示如下：

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，一組隨機(jī)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，如圖2所示：

統(tǒng)計(jì)學(xué)專家根據(jù)T分布的圖形大致確定，較小值：一般值：較大值占全部數(shù)據(jù)的比例大致接近1：4：1。那么根據(jù)重要性原則，占比小的表示次重要，占比大的表示較重要，則根據(jù)1：4：1的比例，可以認(rèn)為：在確定平均水平時(shí)，先進(jìn)值和保守值的權(quán)重均取1/6，一般值的權(quán)重取4/6，則加權(quán)平均值即最終確定的額平均水平，由此確定的平均水平由于考慮了數(shù)據(jù)的分布而一般的平均法更能代表其平均水平。

式中：——加權(quán)平均值；

a ——先進(jìn)值，權(quán)值為 1/6；

b ——保守值，權(quán)值為 1/6；

m ——一般值，權(quán)值為 4/6。

然后，根據(jù)正態(tài)分布的均值計(jì)算公式，即可確定具有平均水平的施工定額水平 t：

式中：t ——最終確定的施工定額水平，也稱優(yōu)化值；

——加權(quán)平均值；

σ——標(biāo)準(zhǔn)偏差；

λ——標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)，查表可得。

標(biāo)準(zhǔn)偏差：

σ值越大說明估計(jì)值數(shù)據(jù)越分散，σ值越小說明這些估計(jì)值越集中。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，工作量小，速度快，縮短擬定定額的工作時(shí)間；通過引入二次平均法處理預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，得出先進(jìn)值a、一般值m、保守值b的改進(jìn)數(shù)值，避免了單一方法所致的精確度較差、容易受個(gè)人主觀性影響的缺點(diǎn)，還可以使最終數(shù)值更接近實(shí)際水平，減少誤差。

基于以上原理，光纖熔接工程測(cè)定的人工工時(shí)消耗量采用的方法是：

①采用二次平均法求出a、b、m值；

②將已求得的a、b、m值代入a/b/m統(tǒng)計(jì)法確定加權(quán)平均值；

③計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)并代入正態(tài)分布均值公式確定消耗量水平。

3.2 任意芯數(shù)光纖熔接的定額測(cè)算方法

對(duì)于常用光纖芯數(shù)范圍外的光纖熔接定額測(cè)定，采用線性回歸預(yù)測(cè)法進(jìn)行確定。根據(jù)4、12、24芯的消耗量水平，采用MATLAB進(jìn)行線性擬合，求得線性回歸方程的參數(shù)a、b的值，這樣定義a、b后，將a、b代入一元線性回歸方程：

式中：X——光纖的芯數(shù)；

Y——消耗量水平或費(fèi)用水平。

然后將所用到的光纖的芯數(shù)代入上述方程即可得出結(jié)果。

4 實(shí)證

假設(shè)現(xiàn)收集到9個(gè)可用的12芯光纖熔接工程數(shù)據(jù)，由于其它工序方法相同，現(xiàn)僅以第一道工序?yàn)槔f明本方法的具體操作過程。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)處理結(jié)果，計(jì)算得到相關(guān)系數(shù)如下表2。

根據(jù)正態(tài)分布推算出具有平均先進(jìn)水平的施工定額 t。以第一道工序?yàn)槔?/p>

同理可計(jì)算出其余工序的消耗量，加總即可得到12芯光纖熔接的消耗量標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械消耗量、材料消耗量的定額測(cè)定可以參照此方法，不在贅述。

5 總結(jié)

本文充分結(jié)合實(shí)際工程特點(diǎn)，研究得出了一套光纖熔接消耗量測(cè)定的方法，該方法簡(jiǎn)便易行，有助于完善概預(yù)算定額的編制，為建設(shè)單位的投資決策和施工企業(yè)投標(biāo)報(bào)價(jià)提供了科學(xué)的依據(jù)，有助于企業(yè)管理水平的提高，規(guī)范了市場(chǎng)行為。

參考文獻(xiàn)：

[1]施國俊.淺談光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（07）：45-46.

[2]杜鵑.光纖通信在電力調(diào)度自動(dòng)化中的運(yùn)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（23）：74.

[3]方洪鷹.數(shù)據(jù)挖掘中數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法研究[D].西南大學(xué)，2009.

[4]王瀟洲.建筑工程人工及主材消耗量的模糊預(yù)測(cè)方法[J].五邑大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，15（02）：47-50.

作者簡(jiǎn)介：王鑫（1978-），男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事電力工程造價(jià)管理研究。