數字新基建下電力工程造價計算數據平臺搭建與應用

楊覃 余光秀 趙奎運

2020年，國家電網有限公司將“具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”確立為引領公司長遠發展的戰略目標，并發布“數字新基建”十大任務，聚焦大數據、工業互聯網、5G、人工智能等領域，建設以云平臺、企業中臺、物聯平臺等為核心的基礎平臺，打造能源互聯網數字化創新服務支撐體系，建設以電力數據為核心的能源大數據中心。

當前，電力工程造價管理面臨新的機遇與挑戰，迫切需要進行信息化改革。特別是“單純造價控制”向“全生命周期成本最優”轉變已成為電力工程造價管理的共識，傳統電力工程在造價計算過程中存在的計算量大、精確度低、更改頻繁、階段割裂等問題，已無法適應信息化時代電力工程造價管理的新要求。而建筑領域的BIM（Building Information Modeling）技術具有3D可視化、可模擬、全程管控的特點，能夠整合電力工程建設的多個階段信息，實現系統規劃、三維設計、虛擬施工、協同管理、輔助運營的全生命周期工程管理和信息共享。本文依據數字新基建的建設背景，從全生命周期造價計算的視角，應用BIM技術，搭建集自動算量、計價、聯動更新、存儲、對比分析等功能于一體的造價計算數據平臺，為電力工程建設投資決策提供更精準的數據支撐，為電力工程造價管理信息化建設提供理論參考。

電力工程造價管理

電力工程全生命周期的造價管理包括建設期的造價管理和運營期的造價管理，具體內容包括造價計算方式和造價控制方式兩個部分，如表1所示。

全生命周期造價計算

本文依據計算造價的內容，應用BIM技術搭建電力工程造價計算數據平臺，此平臺涵蓋了建設期和運營期的造價計算，是全生命周期造價自動計算數據平臺。全生命周期的造價由工程各階段的造價集合組成，計算形式有兩種：單階段獨立造價計算和全生命周期聯動造價計算。

（1）單階段獨立造價計算。單階段獨立造價包括：①建設期，投資決策階段的投資估算、設計階段的設計概算和施工圖預算、招投標階段的工程量清單和招標控制價確定投標報價、施工階段的編制資金使用計劃、竣工驗收階段的竣工決算；②運營期，運營維護階段和拆除階段的技改檢修概預算及拆除工程的概預算，保修階段一般沒有相關資金編制需求。

單階段獨立造價計算主要有四個步驟：①工程量計算，根據設計圖紙及相關材料表計算工程量；②定額錄入，根據已計算工程量、設計提供的工程設計說明及相關材料表進行對應定額錄入；③費用計算調整，查詢相關政策文件調整相應的費率、稅率，查詢造價市場信息并更新材料設備的最新價格；④對比分析，可分為方案對比分析、標準價對比分析、預算投資對比分析和工程量對比分析。

（2）全生命周期聯動造價計算。根據在決策、設計、招投標及施工各階段設計方案的改動和調整，電力工程造價管理團隊進行可研估算、初設概算、工程量清單與施工圖預算及工程結算等的聯動修改與更新。

BIM技術支撐的造價計算

BIM技術具有可視功能、模擬功能、雙向關聯功能、協調功能與優化功能，其應用主要包括專項應用、集成應用和協同應用。在電力工程造價方面，BIM技術的集成應用主要表現在三個方面：一是BIM技術能保證不同應用軟件之間能夠基于統一的模型和標準進行高效互用和信息互換，實現各單項應用的集成；二是集成云計算、大數據、物聯網和移動應用等先進信息化技術，形成對工程建設全過程的監控、管理和決策等立體信息化體系；三是BIM技術與項目管理集成應用，有效解決企業之間、企業到項目、項目與項目之間的協同管理問題，實現了項目全生命周期數據的集成整合，實現了崗位作業層與管理及決策層信息化的有效結合。本文主要利用BIM技術的集成應用來構建電力工程造價計算數據平臺，實現自動算量、組價、更新、對比分析等功能。

電力工程造價計算數據平臺

基于全生命周期造價管理理論，將電力工程全生命周期的造價計算按階段劃分，借助BIM技術，構建電力工程造價計算數據平臺，主要包括3D模型、單階段獨立造價計算模型和全生命周期聯動造價計算模型三個部分，如圖1所示。其中，3D模型能繪制和識別三維設計圖，單階段獨立造價計算模型能自動計算工程某個階段的造價投資，其核心是造價信息數據庫，通過庫中各功能模塊的聯接，對造價數據進行查找、識別、篩選、計算、匹配、分析、更新；全生命周期聯動造價計算模型由3D模型、單階段獨立造價計算模型組成，能同時聯動計算、更新電力工程各個階段的造價投資。

造價信息數據庫

依托BIM技術的專項應用、集成應用和協同應用，構建集數據集成、數據分析、數據整合、數據分配、數據預警功能為一體的造價信息數據庫，該數據庫主要包括六個數據模塊：計量數據模塊、計價數據模塊、市場數據模塊、標準造價模塊、造價方案存儲模塊和對比分析存儲模塊。

計量數據模塊。按照定額的分類方式導入相對應的工程量計算規則，包括計量公式、扣減規則、清單及定額中工程量的計算規則等，構建符合我國電力工程計算規范和計價規范的計量數據模塊。

計價數據模塊。按照電力工程造價定額編制的類目進行分類和分項，導入每類工序對應的定額條目和定額選取計列規則。

市場數據模塊。按行政區域進行分區，每個分區分為網絡數據單元和本地數據單元。網絡數據單元中，聯動全國及各地方造價數據信息網，實時更新設備材料的市場價格；本地數據單元中，各地各單位可根據所獲取的行業資料（如行業設備材料季度價格、招標價格、財評價格及其他費用中的協議價格等）進行上傳，實現數據積累和共享。

標準造價模塊。根據標準設計方案自動生成標準造價。在標準造價數據模塊與市場數據模塊之間設置聯動。當市場價格信息隨時間變化時，在該模塊中會生成并儲存每個時點的動態標準造價版本。

造價方案存儲模塊。按行政區域進行分類，行政區域下再按工程類型和電壓等級進行細化，分類儲存全國各行政區域各類工程在各個階段的造價版本。

對比分析存儲模塊。自動進行設計方案、標準價、預算投資和工程量的對比分析，并將對比分析報告進行儲存。

單階段獨立造價計算模型

本文以設計階段或投資決策階段的造價計算為例。

1.模型構建

依托BIM技術的集成應用，將目前已普遍應用的3D模型與構建的造價信息數據庫相連接，搭建了單階段獨立造價計算模型，如圖2所示。

2.模型運作分析

（1）識別三維圖，計算工程量。將3D模型與造價信息數據庫中的計量數據模塊相關聯，3D模型對三維圖上構件信息屬性進行識別，在計量數據模塊中找出對應的計算規則，并根據對應的規則進行內部運算，得出工程各部分工序及構件的工程量。根據設定的工程量清單計算規則、計價規則，形成工程量清單項目。最終形成完整的工程量清單，保存在造價方案存儲模塊中。

（2）匹配定額，形成本地預算。數據平臺程序將自動統計出的工程量清單與造價信息數據庫相關聯，系統地對清單項目特征、施工組織方案等信息和計價數據模塊中的定額進行雙向識別，并根據每個分部分項工程及其所需要的構件對定額進行篩選，建立兩者間的一一對應關系，按照設定的模板進行工程定額的匹配輸出，形成工程的本地預算版本，并保存在造價方案存儲模塊中。

（3）更新費用，形成市場預算。系統將形成的本地預算版本與市場數據模塊相關聯，根據規格、型號、類型等對本地預算版本中所列出的人、材、機信息與網絡實時更新的當地造價信息相對應，篩選出相匹配的價格信息，進行自動填錄。對本地預算版本中的其他費用子目、相關費率、稅率等在最新政策文件中進行篩選更新，從而得到調整人材機及相關稅費后的市場預算版本，并保存在造價方案存儲模塊中。

（4）聯網市場信息，更新標準造價。將標準設計方案放入單階段造價模型中，將會自動計算生成標準造價。在標準造價數據模塊與市場數據模塊之間設置聯動。當市場數據信息隨時間變化而變化時，標準造價模塊中的預算金額也隨之變動。在該模塊中會隨時生成該時點下的標準造價版本。

（5）提取數據，進行標準造價對比分析。系統將形成的市場預算版本與通用造價數據模塊相關聯，通過與動態的通用造價相對比，得出各項設計模塊的變動情況及其相應的具體工程量與造價變動分析，實現電力工程造價的精準控制。當工程的設計有比選方案時，系統還可以將造價方案存儲模塊中的比選方案的市場預算版本與推薦方案的市場預算版本相比較，做出工程各部分的工程量及造價變動分析，為工程方案決策提供依據。還可從造價方案存儲模塊中調取預算投資進行三算對比分析及工程量對比分析等。所有形成的對比分析輸出后保存在對比分析存儲模塊中。

全生命周期聯動造價計算模型

1.模型構建

以單階段獨立造價計算模型為基礎，通過其自動造價計算功能，將全生命周期（包括建設期和運營期各個階段）的設計方案及數據在 3D模型中進行識別，則可自動計算出全生命周期所有階段的造價投資，形成全生命周期聯動造價計算模型，如圖3所示。

2.模型運行分析

（1）自動計算建設期造價。在電力工程建設期，3D模型對不同階段的三維設計圖進行識別，通過單階段獨立造價計算模型的運行，自動計算出投資決策階段的可研估算，設計階段的概、預算，招投標階段的清單和最高投標限價，以及施工階段的資金投資計劃和竣工階段的工程結算。

（2）測算生成運營期造價。在電力工程運營期，工程還會產生人工維護費、維修費、拆除費等運營成本。將3D模型、單階段獨立造價計算模型相聯接，可在投資決策階段，自動計算出包括可研估算和運營成本在內的工程全生命周期造價投資，為投資決策提供完整的數據支撐，也可將運營期的技改檢修、拆除作為獨立的工程，自動計算各階段的造價投資。

（3）聯動更新全生命周期造價。當電力工程設計方案有所變動時，3D模型可對變更后的三維設計圖進行重新識別，工程全生命周期各階段的造價都會進行相應的聯動更新，由此形成每個階段的n個造價方案版本，便于追溯檢查，對比分析與造價控制。

結語

數字新基建下的電力工程造價計算數據平臺依托BIM技術，能夠通過三維模型識別自動統計工程量，極大地節約了人工算量的時間，且正確率較高；其自動匹配組價功能解決了人工篩選定額不夠精確的問題，使工程造價從人工化向自動化和智能化轉變。市場信息的聯動和自動更新，使得造價計算的精確性得到極大提升。從電力工程全生命周期來看，該平臺的建立能夠提升整個行業的全生命周期造價管理水平，使電力工程在最初的方案決策階段，不局限于僅從節約建設期造價成本來考慮設計方案，以致忽視后期更大的運營成本。同時，該平臺有利于從建設期到運營期進行全生命周期造價對比，并篩選最優設計方案，促進各個階段造價計算的聯動，解決因涉及變動而產生的造價反復修改問題。

因此，完善BIM技術造價應用標準，充分利用電力工程全生命周期造價管理理論，逐步搭建電力工程造價計算數據平臺，實現造價計算的自動化和智能化，提高造價編制與管理的精準性，滿足泛在數字新基建任務建設需要，適應電力行業信息化、數字化、智能化發展的新趨勢。P