定額編制過程中異常數(shù)據(jù)的確定方法

湯胤琳+王韌+吉小明

摘 要：在編制預算補充定額的過程中，由于眾多因素的影響往往會導致基礎數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差甚至錯誤，以至于影響了定額成果的準確性。在編制定額時建立一個準確的異常數(shù)據(jù)判別體系是十分必要的，可以及時剔除異常樣本，定額成果能夠更加真實的反映實際施工生產(chǎn)的工作效率。

關(guān)鍵詞：預算定額；格拉布準則；異常數(shù)據(jù)

1異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生原因及界定

在定額的編制過程中，樣本的準確性將決定最終定額成果的質(zhì)量，保證基礎數(shù)據(jù)的準確是定額編制中很重要的一項內(nèi)容。在測定原始數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)間會存在一定的差異，即使是同一個人、相同的機械、同樣的工作環(huán)境所測得的數(shù)據(jù)也不會完全相同。定額編制對樣本的差異范圍是有規(guī)定的，當樣本差異在一個合理范圍內(nèi)時可以當做合理數(shù)據(jù)進行采用，但是當數(shù)據(jù)的差異超過某一范圍并且會影響最終結(jié)果的準確性時就會被界定為異常數(shù)據(jù)，本文以港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道定額測定為背景，通過運用格拉布準則，對預算補充定額編制時所測定的數(shù)據(jù)進行檢測，以確定其中的異常數(shù)據(jù)。

1.1原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常的原因

由于樣本測定人員的習慣，測定樣本時的環(huán)境以及所測對象的細微變化等原因都會給定額編制過程中所測樣本帶來誤差。另外，一些錯讀、錯記等人為原因造成的差異也會使樣本出現(xiàn)誤差。

經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，一般原始數(shù)據(jù)差異的來源并不是測定人員的差異，更多的是由于測定條件的不同以及測定對象本身的變化所引起的。歸納來說，定額測定選定工地的現(xiàn)場環(huán)境條件差異及觀測對象不同帶來數(shù)據(jù)差異情況非常多，具體包括：工序緊前工序的影響、某工序緊后工序時間節(jié)點硬性要求、施工設備的配置、設備的額定生產(chǎn)能力、現(xiàn)場機械利用率、機械操作人員駕齡、工作面分布情況、是否經(jīng)常中斷、設計上的質(zhì)量要求、機械的折舊程度、現(xiàn)場人員配置合理程度、機械的租賃及租金結(jié)算形式、現(xiàn)場地質(zhì)土質(zhì)情況、當?shù)厮奶卣?、機械操作人員年齡及身體狀況、操作人員技能熟練程度、本工序自身人機并動的影響、當?shù)貧夂蛱卣髑闆r、所面對工作對象地質(zhì)情況、設計變更影響、前后工作關(guān)聯(lián)密切程度等。

1.2異常數(shù)據(jù)的界定

對于數(shù)據(jù)測定來說，一般可以根據(jù)數(shù)據(jù)誤差影響的性質(zhì)將誤差分為3類，分別是隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗差。

隨機誤差即在相同的測定環(huán)境中對同一測定工序進行重復的測定時，各組數(shù)據(jù)之間存在的差別。系統(tǒng)誤差是指在分析過程中由于某些固定的因素引起的同一類誤差，它具有重復性、單向性、可測性。如果在相同的條件下，重復測定過程也會重復出現(xiàn)的誤差，該誤差使測定結(jié)果系統(tǒng)偏高或系統(tǒng)偏低，其誤差數(shù)值的大小也具有一定規(guī)律。粗差的含義是由測量人員的錯誤所帶來的誤差，這類誤差可以說是一種錯誤，是可以避免的。通常粗差產(chǎn)生的原因有測量錯誤、讀數(shù)錯誤、記錄錯誤等。這類誤差的值通常會與合理數(shù)據(jù)有較大的差異，是比較容易發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)。

2數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)測定人員在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集時，常常會受到各種方面因素的干擾，例如：測定人員的專業(yè)技能水平、施工人員的熟練程度、施工環(huán)境變化等，這些因素在不同程度上對測定成果產(chǎn)生影響，造成原始數(shù)據(jù)存在偏差或異常。因此，在現(xiàn)場測定得到的原始數(shù)據(jù)是不能直接用作定額編制的，必須經(jīng)過合理的數(shù)據(jù)分析、處理和優(yōu)化，才能作為定額編制的樣本數(shù)據(jù)。

2.1傳統(tǒng)的定額原始數(shù)據(jù)處理方法

在進行異常數(shù)據(jù)剔除時，不能憑主觀意愿和感覺來進行判斷，否則僅憑主觀判斷去剔除數(shù)據(jù)就失去了數(shù)據(jù)處理的意義。目前，我國定額編制是經(jīng)常用的方法主要有以下幾個步驟：

（1）在測定數(shù)據(jù)列表中，去掉人為因素造成的具有偏差極大的數(shù)據(jù)，如：工作人員違紀、施工組織不當?shù)取?/p>

（2）根據(jù)極限偏差原理檢驗剩余數(shù)據(jù)中是否含有異常數(shù)據(jù)，基本原理為：通過計算測定數(shù)據(jù)中的最大極限值和最小極限值來判定數(shù)列中是否存在可疑值。誤差極限算式如下：

式中：——最大極限值。

——最小極限值。

——最大測定值。

——最小測定值。

——調(diào)整系數(shù)。

——算術(shù)平均值。

公式中調(diào)整系數(shù)的取值可參考表2.1進行。

（3）計算可疑數(shù)據(jù)是否在最大極限值和最小極限值之間，若在區(qū)間內(nèi)，應保留；不在區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)，作為異常數(shù)據(jù)剔除。

誤差極限調(diào)整法是定額研究工作中使用最多的，也是最成熟的一種測定數(shù)據(jù)處理方法，但這種方法也具有一定的局限性，例如：調(diào)整系數(shù)的取值方法是否合理可靠、誤差的極限范圍是否合理等。

2.2基于統(tǒng)計原理的數(shù)據(jù)處理方法

根據(jù)拱北隧道定額測定的特點，定額測定小組采用基于統(tǒng)計學原理的判別準則，以達到剔除測定數(shù)列中異常值的目的，主要采用格拉布斯準則進行判別。主要思路為定額原始數(shù)據(jù)測定值服從一定的概率分布，構(gòu)造統(tǒng)計量g，并分析g的分布函數(shù)，根據(jù)給定的顯著性水平α，計算出相應的臨界值G，有公式如下：

P（g>G）=α（2-3）

公式中，α為顯著性水平，其值可取0.01或0.05，在定額的原始數(shù)據(jù)處理中通常采用0.05。若上式成立，則該原始數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，應當剔除；上式不成立，則為合理數(shù)據(jù)，應保留。

（1）t檢驗準則

假設測定數(shù)列χ1，χ2，χ3，χi……χn是服從正態(tài)分布N（μ，σ2）的一個隨機抽取的樣本數(shù)據(jù)。

構(gòu)造統(tǒng)計量：

是服從自由度為（n-1）的t分布。

對測定數(shù)據(jù)進行分析，剔除異常值，可將上式簡化，以方便對原始數(shù)據(jù)的判別。

為服從自由度為（n-2）的分布。式中，和分別為剩余數(shù)列的算數(shù)平均值和樣本標準差。

給定顯著性水平α，臨界值是由顯著性水平和自由度共同確定的常數(shù)，查表可知，如測定值滿足：endprint

即

則可判定測定值為異常數(shù)據(jù)，應當剔除。

（2）格拉布斯準則

設χi，χ1≤χ2≤χ3≤χ4≤……≤χn為定額原始數(shù)據(jù)現(xiàn)場測定值。

構(gòu)造統(tǒng)計量：

式中，為測定數(shù)列的算數(shù)平均值，為測定數(shù)列的標準差。

格拉布斯判別式：

即

式中，臨界值G（α，n）是由測定次數(shù)n和顯著性水平α共同確定的常數(shù)，可查表2.2確定。若上式成立，則該測定數(shù)據(jù)為異常值；上式不成立，該測定數(shù)據(jù)為合理數(shù)據(jù)，應保留。

3工程案例

本文以拱北隧道某一工序中人工工時消耗為例，闡述格拉布斯檢驗準則剔除數(shù)列中異常值的原理與步驟。

根據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計，該工作內(nèi)容的工時消耗為7.280，5.327，5.579，9.120，5.480，6.143，5.468，5.923，5.977，6.093，5.212，6.959，6.909，6.035，5.069，5.930，6.862，7.370，6.893，6.190小時，共20個樣本。

采用格拉布斯準則對原始數(shù)據(jù)進行異常值剔除。測定數(shù)列按從小到大的順序進行排列：5.069，5.212，5.327，5.468，5.480，5.579，5.923，5.930，5.977，6.035，6.093，6.143，6.190，6.862，6.893，6.909，6.959，7.280，7.370，9.120，共20個樣本，將數(shù)列中殘余誤差最大的測定數(shù)據(jù)作為可疑的異常數(shù)據(jù)進行檢驗。計算測定數(shù)據(jù)數(shù)列的算數(shù)平均值及標準差：

將作為可以異常值，計算統(tǒng)計量：

當n=20，顯著性水平α取0.05時，查表3.7可得臨界值。

將計算得出的統(tǒng)計量與臨界值進行比較，可得：

故可判定最大測定數(shù)據(jù)9.120為異常數(shù)據(jù)，應剔除；對剩余的數(shù)據(jù)繼續(xù)進行檢驗，既可得知數(shù)列中不存在異常值，格拉布斯檢驗結(jié)束。

對檢驗后的數(shù)列進行平均分析，得到每完成該工作內(nèi)容所消耗時間為6.142小時/7=0.877工日。

4結(jié)語

確保原始數(shù)據(jù)的準確性一直是定額編制過程中十分重要的一項內(nèi)容。利用統(tǒng)計學原理，運用格拉布準則可以簡單、方便的找出異常數(shù)據(jù)，方法簡單且結(jié)果可靠，可使得到的定額消耗量更加接近真實。同時格拉布判別準則容易編寫成程序，為大量處理數(shù)據(jù)提供了必要條件。

參考文獻：

[1]王華，喬鵬.公路定額測定異常數(shù)據(jù)剔除方法研究[J].中外科技，2013，33（6）.

[2]張巖.運用格拉布斯準則原理確定公路定額測定中不合理數(shù)據(jù)[J].科研探索與知識創(chuàng)新，2009，（2）.

[3]廣東工業(yè)大學.拱北隧道頂管幕和凍結(jié)工法工程定額研究中期報告[R].廣州：廣東工業(yè)大學，2016.

[4]陳鎮(zhèn)北.暗挖隧道頂管管幕工藝工程定額研究[D].廣州：廣東工業(yè)大學，2015.

作者簡介：

湯胤琳（1990—），女，湖南湘潭，碩士研究生。

王韌（1993—），男，內(nèi)蒙古烏海，碩士研究生，隧道與地下工程。

吉小明（1965—），男，江蘇興化，副教授，博士研究生，隧道與地下工程。endprint