基于數據挖掘的配電網工程造價控制方法

董磊 魏博 安世華 梅曉輝 徐向陽

摘要：配電網建設形式多樣化發展增加了大量不確定因素，這些因素是工程設計規劃和現網建設差異化的主要原因。配電網投資規模僅次于骨干網，因此在建設網絡的同時，從全壽命周期的角度嚴格控制工程造價，將其貫穿于工程項目運行的全過程，綜合提升公司的經濟效益。提出了利用大數據分類計算的數據處理方法，通過改進的K-means方法對工程投資各環節進行系數估計，當發現某個系數出現大幅度偏差時，立即進行投資調整，避免造成整體投資過高，節約基礎設施建設成本。

關鍵詞：配電網；工程；造價；投資；控制

中圖分類號：TP311文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2019）17-61-4

0引言

隨著智能化技術的發展，配電網也迎來了新一輪的升級改造熱潮，將會引入新技術、新設備及平臺，給配電網帶來創新血液。配電網工程建設有投資金額大、節點多、單規模小和資金回收周期長等特點，且不確定因素較多，在項目實施全過程中，往往會因為某些因素的變化而帶來資金改變，導致預算和工程實際投資的差距較大，有時可達40%，其中政府影響因素可能占10%左右。高偏差會造成電網投資的極大浪費，不能合理利用建設資金。本文旨在分析配電網工程各階段造價管控存在的問題及原因，探討解決方法和管理措施，在保證工程建設質量的同時，合理有效地控制成本，節約資金和資源，提高企業投資效益，爭取偏差控制在20%（目標為10%）。

1影響配電網工程造價不精準因素分析

1.1環境影響

最不可預知的是自然環境因素，例如天氣或自然災害等不可抵擋因素，在施工過程中能直接阻止持續施工，影響施工進度，如果遇見長時間的災害，則會嚴重影響建設周期，運行維護費也會升高。自然災害嚴重破壞施工現場，也嚴重損害建工財產。有時提前規劃的地塊、路徑等會由于地理環境的破壞，需要重新選址，必須采取不同的施工方式繼續進行，這些都會嚴重導致預算超額。

1.2人為因素

人員的技術能力是項目實施的核心，并且貫穿整個項目周期。從設計咨詢開始，設計方案應充分考慮方案的合理性，并具有應急機制，當出現變更時可以最節省的方式繼續施工，減輕難度；在采購階段，人員依靠專業能力，選擇性價比高的設備材料，對物料精準控制，避免影響后期的施工；在實施過程中，可對施工工藝、承包人能力等進行有效評估，發現違規等不良行為，盡早規避。

1.3政策因素

配網統推建網是國網統一安排的項目行為，在一定的行業需求下具備強制性，但這種強制性僅僅能夠限制國網系統內部，而配電網建設屬于國家基礎設施項目范疇，建設選址、施工周期等都需要政府部門出具相關文件，而流程的審批周期會嚴重影響項目實施周期。而且，國家政策大于國網行業發展要求，往往突發性的上級政策會直接推翻項目前期，對項目也是一種很大的打擊。需要在項目前期進行周密調研，洞察各方面信息，降低因政策變動而引起的損失。

1.4社會因素

配網屬于“最后一公里”網絡，所以建設前需直接與業主溝通，但經常會發生征地補償糾紛，如村民阻撓、周邊企業摻合及政府干預等，阻礙施工順利進行。這類社會事件會延遲實施周期，應嚴格管控談判時間，采取合理的談判條款，盡力協調。

1.5管理規范因素

配網項目的實施和普通項目的實施過程一致，每個階段都會涉及到投資，因此每個階段都要嚴格控制投資資金。目前來看，每個階段都存在由于各種疏忽或者事故而造成的資金浪費，并缺乏及時的處理措施。應制定嚴格的管理規范，避免設計考慮不周全、工程造價存在偏失和工程實施周期不合理等現象，將設備及施工造價控制在最低可接受范圍內[1-2]。

2配電網全壽命周期工程造價控制理論研究

配電網的工程造價是貫穿配網項目全壽命周期的一項巨大工程，每個階段都會涉及龐大的費用，應利用有效的造價管控手段對每一個投資細節進行嚴格控制。從工程周期看，包括規劃立項、設計咨詢、招標采購、安裝施工、竣工驗收和工程維護等費用，每一個實施階段的投資變更都會對總投資產生影響；從工程投資明細來分，包括安裝工程費、銀行貸款利息、設備購置費和設備測試費等。對于工程造價而言，最核心的就是實時的價格機制，因此配電網工程一定要制定在國家宏觀政策下的以市場為主的價格機制，以期在一定程度上影響投資宏觀決策并提高項目經濟效益。本文采用以價格控價為基礎，以全壽命周期為主線的配網工程造價控制方法。

2.1立項階段

立項工程第一步，雖投資不大，但至關重要。應綜合調研國家、市場、行業內外的現狀，統籌做好結合各類規劃的合理布局，采用可持續兼容發展的思維，將多面因素協調一致，制定最優的配電網網絡架構；并且要提前同市政、環保等各部門協商項目需求及可行性，獲取項目涉及到的許可證；進行投資、效益、發展等綜合分析，看項目是否具備一定的收益比，并對社會、國家發展具有積極的發展推動作用。立項階段的投資主要在調研、專家分析等方面，占比大約在5%，應提前制定調研方案，保證調研部門的全面和順序，既不矛盾也不漏項，良好的決策是配電網建設的先決條件。

2.2咨詢設計

該階段投資占比10%。這部分投資應選擇專業的具備一級設計資質的公司進行設計。根據調研方案，綜合考慮選址、環境和建設技術等因素，至少設計2種可選方案，遵循經濟適用原則，嚴格按照標準化規范設計，尤其選擇規范的最新定額標準制定預算，嚴格按照圖紙認真編制造價文檔，選擇最新的協議庫存標準作為參考，制定設備材料價格。一般包含可研設計和初步設計，初步設計概算要低于可研估算，會在原基礎上有部分核減。基于此，應提升設計人員的專業能力，提升設計文件的質量，并制定相應的設計考核機制，對方案的設計、比選和造價審核等各個細節規范約束，保障設計方案的集約性和有效性。

2.3招標采購

要嚴格遵循價格核心機制，按照最低價標準采購設備，避免出現泡沫型無理由高價采購現象出現。制定招標規范，從制定技術規范書、掛網開標、投標、評標到中標，每一步都要符合法規要求，杜絕不法的行為出現，例如故意抬高投標價格、技術規范設備參數存在漏洞和評標不嚴等，導致一些高價格的設備廠家中標，嚴重提升工程造價，采購時應對照技術規范要求，切忌出現采購人員能力欠佳而購買不符合要求的低質量產品，影響工期和項目整體質量[3]。

2.4工程施工和竣工驗收

施工過程中遇到的不可預知因素較多，上面提到的環境、社會和人為等因素都會在該過程體現。施工督導人員應具備一定的應變能力，當出現困難事件時，能及時找到最佳方案，充分結合各部門力量，共同協調解決，既節約了工時，也能降低方案變更成本。工程施工過程中應安排一位技術及協調等綜合能力較強并具備設計咨詢能力的人員擔當督導，能夠完全了解及掌控施工全過程，能發現問題、解決問題，工程實施嚴格按照設計方案、施工圖紙要求開展?？⒐を炇找蟀凑占夹g規范書來逐一審核，避免由于驗收的疏忽導致后期運維過程中出現較大的事故。

2.5運行維護

運行維護是一個長期過程。配電網的運行維護比骨干網更加復雜，點多類型不一，例如上?；具x型為地埋式的配網建設方式，給運維帶來了很大挑戰，要精準地找到故障點需要付出較大的代價。因此，應提升運維人員的素質，通過智能化手段精準定位故障源并盡量采取遠程維護的一站式解決故障，降低運維成本。制定合理的運維流程，避免由于無序運維帶來的投資浪費，降低工程成本[4]。

3基于工程造價控制的投資統計方法研究

由上述分析可知，影響配網工程造價的環節和因素很多，應選擇一種具有分類性的統計方法來分別對各環節因素進行分析評價。聚類分析法比較適合這類工程評價，可以通過自適應分類方法實時了解工程造價情況，當某個環節出現較大偏失，則可以立即采取補救措施。

聚類分析法是較成熟的工程數據統計分析法，并且具有龐大的算法體系，不同的子算法已經應用于各類工程項目中，且都有較好的實踐應用。聚類算法有K-means、基于因子、基于密度和層次分析等算法。每個算法都有其特殊性，需要根據應用條件的不同選擇對應的算法。K-means算法相對簡單，計算速度快，預測精準度沒有那么高，比較適合配網工程造價。對于配網這種較大投資的工程來說造價精度需求較低，但K-means算法計算的隨機性較大，很難確定簇的個數，因此需對K-means算法略做改進。

本文提出一種基于輪廓系數的K-means聚類算法。傳統的K-means算法中確定每一個點的分類時，需要對這個點和每一個簇中的點反復計算后才能確定所在簇中的位置，計算效率太低，輪廓系數法可以通過節點和輪廓系數的比較計算而判斷所屬位置，大大提升速率。所謂輪廓系數法其實是在層次聚類算法的基礎上提出的一個優化系數，利用相似性來確定聚類的簇數，提升算法的整體效率。輪廓系數是將數據集中的任一對象與本簇中其他對象的相似性以及該對象與其他簇中對象的相似性進行量化，且將量化后的2種相似性以某種形式組合，獲得聚類的優劣評價標準。改進的K-means聚類算法詳細流程如下：

①初始化：隨機選擇個對象作為簇的初始中心，設置為對象總數，配電網工程造價數據樣本集=（1，2，...，），為迭代的次數，并且<。

輪廓系數的值在-1～1之間變化，當<時，對于第個對象，其輪廓系數值為正；反之為負。取平均后得到最佳聚類輪廓系數，從而推斷簇值。

③計算某個點到簇中心對象的均值，把每個對象分到最相似的簇。

④重復以上操作，直到中心不再發生變化，平方誤差函數收斂。

通過改進的方式可以大大減少重復計算次數，從而提升算法效率。

通過實驗仿真數據驗證評估算法的有效性，選擇一個地市配電工程全壽命周期的投資數據作為仿真采樣值，在Matlab7.0中進行仿真，根據項目周期數據分為6個階段進行驗證，計算平方誤差值，統計結果如表1所示。

從表1可以看出，工程立項造價平均誤差=0.237，咨詢設計平均誤差=0.048，招標采購平均誤差=0.041，工程施工平均誤差=0.216，驗收竣工平均誤差=0.071，運行維護平均誤差=0.099。工程施工階段和運行維護階段工程造價的誤差值較高，說明這部分的突發情況較高，并且在階段3時出現的幾率最高，那么應在這部分加強造價管控，從提升員工技術能力及在工程設計時提供多種可備選方案作為應急措施，并對每種方案的投資進行較詳細的羅列和分析，作為后期現場施工時的選擇依據[5]。

4配電網規劃數據深化應用效果分析

配電網投資比例已經在電網總投資中逐步提升，從過去的10%到現在的45%，可見國網對配電網的重視程度。從技術發展來看，骨干電網建設已發展到一定的瓶頸階段，突破可能還需一段時間的運行積累。配電網的多態性和多樣性，注定發展速度會快很多，在電網末端與多個部門融合發展，形成營配調數據融會貫通平臺，部分會有重復投資，為避免資金浪費，應將配電網的投資數據作為樣本數據輸送到電網大數據平臺上，分別計算其對各應用系統的影響，將數據滲透到各業務系統中，并能夠調節各系統的投資規模，形成資金最優的良性循環系統[6]。

跨業務平臺的綜合工程造價如圖1所示。大數據平臺上存儲了電網各業務部門的投資數據，配電網的各環節投資數據作為不同的樣本集輸入，可選擇數據挖掘算法，如支持向量機、優先級、最大期望值和決策樹算法等，選擇合適的配網數據對應業務平臺進行數據計算訓練，形成輔助因子進一步優化各業務部門工程投資參數，最終目標是對各部門投資做到最大集約化。

5結束語

配電網工程造價全壽命周期管理是一個動態過程，滲透在工程規劃立項、設計招標、建設實施、竣工驗收乃至后期維護各個環節，兼具專業性、技術性和管理綜合性。項目管理單位應做好事前控制、過程管理和事后閉環。嚴控項目周期內每一個可能影響工程造價的風險點，增強防范意識，在造價發生改變時，及時采取應對措施，將工程費用控制在合理范圍內，從而提升配電網工程造價精益化管理，推進配電網建設轉型升級，以滿足電力企業現代化建設發展進程，更好地服務社會民生[7]。

參考文獻

[1]張勇.工程造價影響因素及造價控制措施[J].建材與裝飾， 2018（5）：128-129.

[2]陳艷清.論配電網施工中工程造價控制的管理[J].化工設計通訊，2016，42（11）：108-109.

[3]燕琴，張萍.配電網工程各階段的造價控制[J].中國高新技術企業，2014（23）：159-160.

[4]蘇海鋒.配電系統規劃全壽命周期管理理論和方法研究[D].保定：華北電力大學，2012.

[5]劉婷，凌俊斌.淺談電力工程造價管理與控制對策[J].機電工程技術，2013，42（12）：62-65.

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[7]張靖，段富.優化初始聚類中心的改進K-means算法[J].計算機工程與設計，2013，34（5）：1691-1694.