基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法

張錦元

［摘 要］為了優化電網基建工程造價中前期費用整合效果，減小費用整合結果與實際造價費用的偏差，引入K-均值聚類，開展了基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法研究。首先，構建了電網基建工程造價數據庫，明確工程造價中前期費用指標。其次，利用K-均值聚類算法，提取基建工程造價中前期費用特征量之間的相似關系與工程數據特征量，對基建工程造價中前期費用進行全方位的整合。應用分析結果表明，費用整合方法得以應用后，電網基建工程造價中前期費用整合正確率均達到了98%，費用整合結果與基建工程實際費用情況更加接近，有效地縮小了費用整合偏差。

［關鍵詞］K-均值聚類；造價；基建工程；中前期；電網；費用；整合

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.23.027

［中圖分類號］F234 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）23-0088-04

0? ? ?引 言

電網基建工程在電網建設過程中起到了至關重要的作用，屬于電網建設的關鍵組成部分。電網基建工程的建設環節較多，建設規模較大，造成成本相對較高，做好電網基建工程造價成本控制是當前電網企業履行基本職責表現，也是實現電網可持續發展的重要要求［1］。在基建工程建設中，造價中前期費用相對來說較高，影響費用變化的不確定性因素較多，導致造價中前期費用整合效果較差，成本管理工作出現了不同程度的問題［2］。此時，需要合理的造價費用整合方法完善電網基建工程項目建設的成本管理工作［3］。現階段，傳統的造價中前期費用整合方法多數采用文獻［4］提出的方法，該方法在應用過程中仍然存在不足。主要體現在造價中前期費用數據獲取困難，導致費用整合不全面，整合精度較低，無法為電網基建工程項目成本精細化控制提供有力的費用數據支持［4］。

K-均值聚類算法（k-means clustering algorithm）能夠很好地改善上述問題，作為一種迭代求解算法，通過聚類中心，不斷重復計算流程直至計算結果滿足某個終止條件，方可輸出計算結果，具有較強的數據分析能力［5］。基于此，本文引入K-均值聚類算法，開展了基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法研究。

1? ? ?電網基建工程造價中前期費用整合方法

1.1? ?構建電網基建工程造價數據庫

在開展電網基建工程造價中前期費用整合研究前，本文首先構建了電網基建工程造價數據庫，通過數據庫，存儲并管理基建工程造價中前期費用數據，明確工程造價費用指標。

將電網基建工程造價中前期費用指標進行存儲與管理，獲取各個分部分項工程的造價，包括人工費用、材料費用與機械費用，得出具有可視化與量化特征的造價中前期費用明細，為后續費用整合奠定良好的基礎。

1.2? ?基于K-均值聚類的費用整合

基于上述電網基建工程造價數據庫建立，獲取到各項造價費用的明細數據。接下來，利用K-均值聚類算法，對基建工程造價中前期費用進行全方位的整合。

利用聚類分析原理，在遵循相關規則條件的情況下，對基建工程造價中前期費用特征量之間的相似關系進行提取，通過相似性關系鑒別與自動集合，對特征量進行分組處理［6］。設定基建工程造價中前期費用離散型集合U中有一個子集A，賦予子集模糊性，此時子集的數學表達式如下所示：

（1）

其中，x表示集合中的元素；表示造價中前期費用模糊子集的隸屬函數，能夠有效地表征集合內元素屬于模糊子集的程度。通過上述數學表達式，獲取造價中前期費用子集，將子集合并后，形成模糊集合特征屬性矩陣［7］。基于聚類分析思想，從模糊集合中尋找造價中前期費用聚類相似性關系，進而對多個樣本進行分類［8］。在此基礎上，在上述建立的造價數據庫中，引入待開展費用整合的項目工程文件，提取工程數據特征量，確定相似特征量集合，利用K-均值聚類算法，進行造價中前期費用整合［9］。費用整合流程，如圖1所示。

如圖1所示，分析電網基建工程中前期建設特征，對中前期費用模糊K均值作出分析。選取與模糊K均值相似的電網基建工程，計算二者之間的關聯度，確定造價費用整合的權重［10］。檢測造價中前期費用整合關聯度偏差是否超過5%，若超出5%，則重復上述整合流程；若未超過5%，則調整費用整合系數，輸出最終的費用整合結果，實現基建工程造價中前期費用整合目標。

圖1 基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合流程

2? ? ?應用分析

上述內容，便是本文利用K-均值聚類原理，針對電網基建工程造價中前期費用，提出的費用整合方法的全部設計流程。在提出的費用整合方法投入實際電網基建工程應用前，需要對該方法的可行性及費用整合效果作出客觀分析，確認費用整合效果能夠達到預期設計要求后，方可投入電網基建工程造價工作中使用。基于此，開展了如下文所示的應用分析。

2.1? ?電網概況

以A電力公司作為此次研究依托。該電力企業全區35千伏以上的變電站總共450座，變電容量約為1 185.4萬kVA。電壓等級分別為35kV、

110kV、220kV以及500kV。從4個電壓等級，分別對A電力企業近年來的電網基建工程造價數據作出分析，如表1所示。

通過表1，獲取到A電力公司近年來電網基建工程造價費用，可以看出，該電網基建工程投資金額較龐大，呈現逐年增加的趨勢。當前，A電力公司基建工程建設中采取工程施工、物資競投的方式，聘請了具有一定資質的電力監理公司，參與了基建工程項目建設的全過程監管工作。在工程造價中前期費用整合中，該電力企業存在財務人員短缺、費用整合管理效率低、整合精準目標定位量化與可視化不足等問題，未形成合理有效的費用閉環整合，導致費用整合效果不佳，與工程項目費用整合總要求存在一定差距。在掌握上述概況信息后，應用上述所提出的基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法，開展應用分析。

表1 電網基建工程造價數據? ? 單位：億元

電壓等級 2022年 2021年 2020年 2019年

500kV 7.81 6.54 6.13 6.07

220kV 23.64 22.15 21.49 16.58

110kV 15.12 14.83 13.95 12.06

35kV 22.64 18.08 16.25 15.21

2.2? ?結果分析

為了增強實驗分析結果的可信度，引入對比分析的方法原理，將上述本文提出的基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法設置為實驗組，將文獻［2］、文獻［3］提出的費用整合方法分別設置為對照組1與對照組2，對比三種方法的費用整合結果，驗證上述本文提出的整合方法是否可行。

選取電網基建工程造價中前期費用整合準確率作為此次應用分析的評價指標，分別從基建工程多個特征屬性出發，對各個特征屬性的費用進行整合，獲取費用整合結果，如表2所示。

表2 基建工程造價中前期費用整合結果? 單位：萬元

編號 特征屬性 實驗組整合費用 對照組1整合費用 對照組2整合費用

01 土石方工程費 523.01 559.67 562.47

02 電氣工程費 615.03 648.86 679.05

03 線路安裝工程費 956.34 1 025.34 1 163.87

04 給排水工程費 346.07 379.25 381.23

05 安裝工程費 602.34 628.19 635.03

06 其他費用 516.22 603.49 615.27

通過表2，獲取到三種方法應用后，A電力公司電網基建工程造價中前期費用整合結果，將獲取到的費用整合結果，與實際費用結果進行對比，獲取三種方法應用后造價中前期費用整合正確率，作出對比，結果如圖2所示。

圖2 基建工程造價中前期費用整合正確率對比結果

通過圖2的對比結果可以得知，三種費用整合方法應用后，表現出了不同的性能結果。其中，本文提出的基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法應用后，造價中前期費用整合正確率始終高于另外兩個對照組，均達到了98%，費用整合結果與實際費用情況更加接近。由此對比結果不難看出，本文提出的整合方法具有較高的可行性，能夠全方位、多維度地對造價中前期費用作出精確整合。

3? ? ?結束語

綜上所述，為了優化電網基建工程造價中前期費用整合效果，提高費用整合正確率，引入K-均值聚類算法，開展了基于K-均值聚類電網基建工程造價中前期費用整合方法研究。通過圖2的對比結果可知，本文提出的整合方法應用后，能夠顯著提升費用整合結果的正確率，均達到98%，使造價中前期費用整合結果更加接近實際費用情況，為造價成本管控提供有力的數據支持，具有重要研究意義。

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