基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價預算方法

程 曼

(河南省山水水利工程有限公司，河南 開封 475000)

在改革開放進程不斷深入的勢態下，我國人民的經濟水平不斷提高，隨著我國經濟的穩定發展，各行各業對電力的需求急劇增加，為了保證電網的高效穩定運行，需要加強和改進電力工程的建設。其中大規模地進行抽水蓄能電站工程，已經作為目前實現電網穩定運行的重要手段之一。在國家水電發展的“十三五”規劃中，已經明確指出，到2025年我國的抽水蓄能總裝機量要達到9000萬千瓦，可以實現年發電量每小時在3萬億千瓦的目標[1]。

但在實際的施工建設過程中，抽水蓄能電站存在多種施工特點，包含涉及區域廣泛和施工條件差，以及占地面積大和建設周期長等多個問題，需要對其進行全項目周期的管理。作為現代化的新型供電基地，如何有效地進行抽水蓄能電站的工程建設，在施工全程中完成系統化和規范化管理，是當下電站施工亟須解決的問題之一。施工預算是控制工程造價的主要環節之一，良好的計價模式和預算方法能夠控制成本投入，能夠提高整體的施工質量。而對于項目建設最主要的內容即為工程造價預算管理，在實際施工的各個項目組成部分中，對費用支出情況進行初步的分析和歸類，保證成本支出能夠和項目資源有效匹配。傳統預算方法在較長的項目周期內缺少全程跟蹤的及時性，對具體產生的項目規劃定位效果不佳，無法直接進行匹配，在一定程度上加大了成本投入[2]。

模糊評價是以模糊數學理論為基礎，在多層次和多因素的綜合管理下，產生了一種綜合性評價方法。運用模糊聚類方式進行復雜事物的評價，能夠較為全面地展現事物本身的影響因素，主要是模糊聚類產生的結果具有唯一性，即使涉及的影響因素在多個集合內，產生的結果均不會發生變化，能夠具備較好的準確性和可靠性。文章以此為基礎，研究基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工的造價預算方法，為實際施工過程中的預算情況提供理論支持，保證項目的成本投入起到具體效果。

1 基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價預算方法

1.1 明確抽水蓄能電站施工造價預算流程

在抽水蓄能電站的施工過程中，進行有序的造價預算管理，需要在施工前進行各個項目的流程設定，對各部門以及各組人員的相關職能進行分類，以此才能對劃分好的抽水蓄能電站施工項目，進行每個工程項目的相關聯系性分析，完成統一的調度和管理。此次預算方法以模糊聚類為基礎，完成對施工全過程的造價管理[3]。

為保證電站的施工順利推進，在原有的工程造價預算管理中，需要明確各項目預算的關鍵節點，以及各個部門單位的工作職責。在初步預算后設定成本支出概念數目，將整體的工程造價下放給委托商，按照建設部門和設計部門以及審查部門和批復部門四個部門進行文件傳遞，在完成各單位部門的確認后進行項目啟動。在現階段在抽水蓄能電站施工中，造價管理項目的劃分較為細致，為解決多程序長鏈條的全程化管理劣勢問題，引入模糊聚類方式進行項目的融合，以此完成對各類施工工程項目的清單預算[4]。

通過常規模式下抽水蓄能電站施工的基本信息，對施工工程造價的項目文件進行集合劃分，以各類清單類型和費用類型建設單獨集合模式。在此基礎上將工程項目所需的費用清單，與施工文件進行模糊矩陣關聯，對不同類型的抽水蓄能電站施工文件進行拆分，生成同類型規格工程的預算清單內容[5]。

1.2 基于模糊聚類自動生成工程項目預算清單

根據抽水蓄能電站施工的所有工程文件，以歷史電站的施工文件作為預算管理調控案列，設置歷年的工程文件為Q1，Q2，…，Qq，其中用q表示當下電站施工的項目工程文件數量，以此能夠得到工程項目的文件集合Q={Q1，Q2，…，Qq}。對每個項目集合的文件進行拆分，按照工程造價的項目類型進行分類，其中當下的電站施工文件Qq，即可被分類成三個部分：電站施工基本信息合集、電站施工清單合集以及成本費用支出合集[6]。

對分類完畢的項目設置各自的集合名稱，其中當下電站的施工項目集合為Qq={Wq，Eq，Rq}，施工的基本信息合集用Wq來表示，電站施工清單合集用Eq來表示，成本費用支出合集用Rq來表示。對每組工程項目的具體內容進行列舉，按照不同的施工預算流程和順序進行排列，其中電站施工的集合具體內容為：

(1)

(2)

(3)

1.3 實施全周期造價管理完成施工預算

對給出的電站項目施工集合中的每一個項目預算清單的內容選項，均設定出一個未知的定論域，用A來表示，其中所列舉的集合選項都能夠在A中找到。任意一組項目內容均可以是該定論域中的模糊子集，設置為S，模糊子集內的所有元素d可以在A中找到，即d∈A。根據模糊集合理論，通過模糊子集和定論域的所屬關系，二者能夠滿足一定屬于程度，可以表示為相關內容具有所屬性[9]。

當選擇的電站施工工程預算清單內容，包含在設置的模糊子集S中，那么在確定函數關系為μS(d)=[0，1]時，表示d在S中的屬于程度，稱函數μS(d)為d對于S的隸屬度。而針對上述分類出的預算清單內容，究竟每一種造價類型的隸屬程度如何，能夠被評定為哪一個級別，并沒有絕對的界線區別。將模糊理論合集應用在預算造價中，直接將模糊概念的符合程度設置為各個項目的評判標準，建立多個項目內容的模糊分布等級。直接利用半梯形的偏小模糊集合等級劃分方式，統計出多個項目集合的隸屬程度，其表達式為：

(4)

式中，在已知的定論域A內會存在不同的作用因素，分別表示為f和d，通過二者之間的關系變化能夠形成模糊因素的關系子集，表示為S={μ1，μ1，…，μi}。其中f為子集的作用因素，在其模糊推斷的過程中對每個項目內容能夠產生不同的權重值d，自動生成為與之相關的模糊權重子集。對于抽水蓄能電站的施工工程預算，若得出的預算造價結果符合等級評價，則可直接將其作為預算是否合理的評斷標準，以完成對整個工期的不同項目類型成本管理[10]。至此，在明確抽水蓄能電站施工造價的預算流程基礎上，基于模糊聚類自動生成工程項目預算清單，按照全周期實施項目的造價管理施工預算，完成基于模糊聚類的抽水蓄能電站施工造價預算方法設計。

2 實驗測試與分析

為驗證此次設計的預算方法是否能夠在抽水蓄能電站施工的項目中進行全方位的造價預算，選擇某省已經開發完畢的電站為測試對象，整理其從招標到施工結束全周期的造價項目信息，對該項目的整個施工階段進行造價預算，以此分析不同預算方法是否滿足項目初期的成本需求。

引入BIM技術全程跟蹤測試軟件，對抽水蓄能電站的施工工程造價進行統計，一般該項目工程造價可以分成五個部分，分別為：分部分項工程費用、措施項目費用、其他項目費用、規費以及稅金。利用測試軟件統計出項目工程的各分部費用，并完成類別解釋，具體見表1。

表1 某省抽水蓄能電站的施工工程造價費用匯總

根據表1，此次選擇的抽水蓄能電站施工工程，整體造價為3264萬元，其中分部分項工程費用占比最高，其他項目費用清單金額為0，此外措施項目費用支出占比較大的是安全施工費用。以統計好的數據結果進行不同預算方法測試，為保證測試效果的準確性，分別引入兩組傳統的預算方法進行對照。實驗目的是在三組不同的預算方法下，測試其對電站施工全過程的造價預算，按照不同的項目造價分類，對其費用進行預算，對比不同預算方法與實際費用的貼合程度。

通過BIM測試平臺模擬電站的施工全過程，分別連接三組預算方法進行項目的造價跟蹤。將實驗分為兩個部分，第一部分測試為有效性測試，即三組預算方法在施工開始前，是否能夠對各組分類的施工項目進行預算，初步完成成本的投入匹配情況。第二部分測試為準確度測試，即在分類預算完成后，對比三組預算方法計算產生的預算結果金額，是否與項目本身的費用相一致。

為保證測試的合理性，對三組預算方法所需時間和流程設定，均按照統一標準進行匹配，對施工工程項目的分類進行預算，需要標記出措施項目中的安全施工費用，具體如圖1所示。

圖1 不同預算方法下施工項目費用分類結果

根據圖1，在三組預算方法下對各類別的項目費用，產生的管理結果各不相同。對于規費和稅金兩個部分，三組預算方法得出的結果基本相同，且與樣本數據相一致。而從對其他項目分類來看，其中兩組傳統方法在其他項目清單預算中，均涉及了一部分費用支出，同時措施項目的費用預算與實際數據產生較大差距。文章設計的預算方法，能夠對整體的施工方案進行模糊聚類分析，通過不同的項目管理完成權重分配，以此能夠對不同的項目費用做到較準確的預算，在五組項目費用支出上，所產生的預算結果均與施工完成后的費用相一致，說明此次設計的預算方法具有應用效果。

為進一步驗證文章方法的準確性，能夠在費用支出上與施工資源進行高度匹配，在多輪測試下反復論證預算結果與實際費用支出的金額對比情況。按照上下浮動在2萬元以內的標準進行比較，直接模擬施工全過程完成電站施工工程的總造價，具體結果見表2。

表2 不同預算方法下電站施工總造價對比結果 單位：萬元

根據表2，在文章設計的預算方法下，產生的項目費用與實際支出較為相近，能夠對整個的電站施工造價進行有效預測。而兩組傳統預算方法產生的統計結果，費用支出較高，在項目建造過程中預設的成本投入較多。綜合實驗結果可知：以文章設計的預算方法進行投入施工管理，能夠通過模糊聚類理論將項目完成具體的分類，綜合比較不同施工項目的成本支出，匹配出與之相符的投入資金，完成抽水蓄能電站建設施工項目的早期預算管理，產生的預算結果較比傳統方法有所降低，具有實際的應用價值。

3 結語

文章在分析模糊聚類概念的基礎上，為抽水蓄能電站的施工造價管理，重新設計了一個施工造價的預算方法，通過設定工程造價的預算流程，匹配造價項目的預算清單，完成全周期的模糊權重分類，進行各個項目內容的造價預算。實驗結果表明：以某省實際施工完成的抽水蓄能電站為測試對象，在文章設計的方法預算的費用計算過程中，可以合理調控施工過程中的資源，完成有序和按需分配，預算結果較傳統方法有所降低，具有實際應用性。

但由于時間限制，在測試過程中僅僅只對匯總的費用進行對比，所得結果過于具體化，存在一定的不足之處。后續研究中會針對這一問題進行改進和優化，可以直接跟進項目組進行費用預算，以實際情況驗證預算方法的有效性，為工程施工造價提供科學的理論保證。