基于主成分分析法的電網工程精準投資影響因素分析

宋新甫SONG Xin-fu；張增強ZHANG Zeng-qiang；余金YU Jin；鄭小俠ZHENG Xiao-xia

（①國網新疆電力有限公司經濟技術研究院，烏魯木齊830011；②國網新疆綜合能源服務有限公司，烏魯木齊830011；③中電聯電力發展研究院有限公司，北京100053）

0 引言

在積極推進輸配電價改革的背景下，電力企業為了更好的銜接現行輸配電價機制，在電網規劃、投資等專業進行了相關研究。更加關注全過程投資管控，適應輸配電價改革對技經工作、投資等方面提出新要求，旨在實現傳統投資管理模式向高質量精準管控模式轉變，而識別出不同影響因素對電網工程總投資影響作用。

1 研究現狀

電網工程項目本身存在建設周期長、利益相關方多及投資大等特點，因而影響電網工程總投資的因素也較復雜。在理論研究層面，通過對國內相關參考文獻以及研究咨詢機構的研究成果進行全面梳理分析，提煉出電網工程精準投資影響因素初步識別結果：主要材料價格、人材機調整、建場費、線路長度、線路回數塔基數、建設規模、建設標準、選址、主要工藝、設備的把握和選擇、對定額的理解程度、價格信息的掌握程度、工程量變化、設計變更以及經濟周期等。

在工程實踐層面，從全過程和全費用兩個角度識別出的影響因素反映的重點不同。對于電網工程而言，全過程投資管控從項目前期階段、項目勘察設計及招投標階段、項目實施階段、項目驗收全過程，對電網工程投資進行管控，提升項目管理效率。從各階段看，投資管控的目標和側重不同，主要是對不同階段估算投資、概算投資、預算投資、結算投資、決算投資進行管控。而按照總費用構成，將變電工程劃分為設備購置費、建筑工程費、安裝工程費、其他費用、基本預備費，線路工程劃分為本體費用、其他費用、基本預備費，依托各年度造價分析結果和典型工程投資變化測算，分析各費用節余及對總投資節余的貢獻率。找出影響的關鍵因子，并進一步分解細化，深層次挖掘影響投資管控的根本因素。變電工程分解指標包括主要生產建筑、配電裝置、地基處理、場地平整、建場費、勘察設計費等，線路工程分解指標包括基礎工程、桿塔工程、架線工程、附件工程、建場費、項目建設管理費等。

因此，基于不同階段識別出的電網工程總投資影響因素，每個因素在一定程度上影響最終投資水平，只有充分了解各影響因素的相互關系，通過層層分解，找出影響的關鍵因素，并歸類整理，才能有效識別出不同影響因素對整體投資水平的影響作用的重要程度。

2 影響電網工程投資管控的因素分析

2.1 電網工程投資影響因素識別

采用文獻調查法，在中國知網數據庫中，以“電網工程投資影響因素”、“工程總投資影響因素” 分別作為 “主題詞”和“關鍵詞”進行全文搜索，獲得2008-2019 年國內期刊發表的關于“工程投資影響因素”為主題的學術論文，梳理分析并初步識別出電網投資影響因素集合。分析程序如圖1 所示。

在中國知網數據庫中檢索相關文獻的基礎上，按照相關文獻發表的時間脈絡，對相關文獻進行統計與分析，基于全過程階段主體、全要素費用構成進行電網工程投資管控因素的識別，其識別結果整理如表1 所示。

2.2 基于PCA 的影響因素提取

主成分分析法：

2.2.1 基本原理

圖1 文獻的收集、整理和分析過程

主成分分析法是通過線性轉換，將一組變量轉換為線性無關且相互正交的變量關系，作為原始數據向量的線性組合。根據方差最大化原理，在保持變量總方差不變的情況下，把具有最大方差的新變量稱為第一主成分，具有次大方差的新變量稱為第二主成分，依次類推。該方法的優勢在于消除了各因素之間的相關性，盡量簡化因素，用少數關鍵因素反映原始信息量。

步驟一：對原始數據矩陣進行標準化變換

令標準化后的矩陣為：

步驟二：求Yn×p指標間的相關系數矩陣Z 及其特征根與主成分貢獻率

表1 基于不同階段主體的投資影響因素識別結果

②特征值大于1.0 的因子數定為主成分數。

③利用特征值與因子數目的曲線，到某一因子數后，特征值減小幅度變化不大，此轉折點的因子數即為主成分數。

步驟四：確定主成分因子

uij為第j 指標對應于第i 主成分的初始因子載荷。

步驟五：求各項指標的權重

根據主成分表達式得出綜合得分模型：

最后把所有的bj歸一化，則得出各項指標的權重。

2.2.2 測算過程

采用主成分分析法，通過對指標數據的預處理，篩選出影響因素集合中對投資影響最顯著的因素作為關鍵因素；對工程投資影響較小的因素進行剔除。后文重點分析關鍵因素對投資的影響。

①影響因素相關矩陣計算。

首先，需要描述影響因素兩兩之間的關聯程度，通過計算影響因素之間的相關系數確定，通過計算，各投資影響因素的相關矩陣如表2 所示。

因素之間的相關性與先關系數有關，相關系數越接近其表明兩者相關性越強。根據表2 中測算結果可以看出，電網工程建設規模協調性和電網工程建設規模密度相關系數為0.896，說明兩個因素為極強相關因素。在此基礎上，分析整體數據可以看出樣本存在信息重疊。

②解釋的總方差計算。

按照上述步驟計算得出每個主成分對應的特征值，按大小排序，計算主成分累計方差值，則得到各主成分排序表，如表3。從表中可以看出，共得到10 個特征值大于1的主成分，而且前12 個主成分的累積方差達到79.930%，能夠解釋投資影響因素的大部分信息。

表3 主成分累計方差表

表2 投資影響因素相關性矩陣

表4 常規電網工程投資影響因素主成分矩陣

圖2 碎石圖

③成分矩陣。

表4 所示為常規電網工程投資影響因素主成分矩陣，矩陣中每一列為所有影響因素與對應主成分之間的相關系數。其中電網工程建設規模協調性、站址選擇可行性、征地面積、房屋拆遷面積的預估、技術方案可行性幾個因素與第10 個主成分因子相關系數較大，這幾個因素基本都與勘察設計質量相關，說明這幾個因素都解釋主成分的信息。

根據相關系數排序，依次提取出12 個主成分因素，即識別出影響工程投資主要因素，包括：政策變化、材料價格變化、建場征地賠償、施工現場特殊情況、定額預規差異、標準費用與合同價差異、各階段設計工程量固有差異、人材機價格調整、工期進度、勘察設計質量、施工現場管理、可預見風險管理。

2.3 影響投資的主要因素類型劃分

通過對以上識別出的12 項主要影響因素的定義、屬性進行歸類分析，得出因素歸類圖如圖3 所示。

由圖3 可以得出，通過對眾多影響電網工程總投資的因素進行歸類，劃分為不可控因素和管理因素。不可控因素主要是指電網工程投資管控中因建設工程屬性必然存在的影響因素，無法或不易通過企業管理手段來規避，它是客觀存在的影響工程投資精準度的因素。不可控因素根據對投資影響程度能否準確測算，分為不易測算因素與可測算因素，不易測算因素主要是指該影響因素的出現與否不易確定，或出現的時間不易預測，或對投資的影響程度不易測算。可測算因素主要是指該影響因素在全過程投資管控中的某一確定的階段固定出現，并可通過一定方法測算其對工程投資的影響程度。管理因素主要是在全過程投資管控中可以運用管理手段來控制這些因素對投資的影響程度，可通過優化制度政策、提升管理能力、加強人員業務水平等方式來提升各階段投資精準度，對該類因素加強管理，盡量避免發生影響總投資。

圖3 主要影響因素歸類圖

3 結論

針對國內相關參考文獻以及研究咨詢機構的成果進行全面梳理分析，按工程建設各階段識別出影響精準投資的全部因素集合；將識別出的41 項投資影響因素通過主成分分析法提取出12 項主要影響因素，再根據其不同性質歸納為對電網工程精準投資產生影響的不可控因素和管理因素兩大類。針對不同的影響因素采取不同的控制策略，不可控因素對投資的影響難以預測，應能夠測算并降低影響程度；而管理因素能夠通過加強項目管理盡量降低影響，是精準投資管控的重點。