城市軌道交通工程通風空調投資數據統計特征分析*

劉 垚 王奕然 李曉鋒 史柯峰

(1. 中國交建軌道交通技術研發中心, 101399, 北京; 2. 中交鐵道設計研究總院有限公司, 101399, 北京; 3. 北京城建設計發展集團股份有限公司, 100037, 北京; 4. 清華大學建筑學院, 100084, 北京; 5. 中鐵投資集團有限公司, 100160, 北京∥第一作者, 高級工程師)

城市軌道交通工程具有投資金額高、占用資金量大等特點[1]。根據中國城市軌道交通協會對2017年—2020年上半年各類設備系統采購金額統計口徑可知,調研樣本中,通風空調設備的采購總額達到了62.46億元,在設備系統采購總額中占比達到了2.69%[2]。除設備采購費用外,通風空調投資費用中還包括了施工安裝費用,這使得該項投資金額進一步增加。由此可以看出,城市軌道交通工程中的通風空調設備也具有投資金額高的特點。目前,行業內對近年來我國城市軌道交通工程通風空調投資的整體情況、變化趨勢、統計特征等方面的研究尚不全面。本文通過收集工程樣本與數據,對城市軌道交通工程通風空調投資現狀與變化情況進行統計分析,所獲得的投資指標研究結果可應用于城市軌道交通的投資估算、方案比選、概算編制、限額設計、資金控制及工程審計等工作中。本文研究可為制定合理的城市軌道交通工程通風空調投資金額提供重要的數據參考。

1 研究方法與現狀

1.1 研究方法

對于城市軌道交通工程通風空調投資的研究,需要有適宜的、能夠不斷擴展的樣本庫[3],同時結合已有的研究成果[4-5],從樣本類型分類指標、建設時期分類指標和投資指標占比變化趨勢等方面對樣本庫中若干條典型線路的通風空調投資數據統計特征進行分析與研究,并對影響城市軌道交通工程通風空調投資的其他關聯因素進行分析討論,形成最終的研究結論。

1.2 樣本庫基本情況

根據城市軌道交通工程通風空調系統的構成與特征劃分,可初步構建樣本類型豐富、投資規模適宜的基礎數據庫,其主要特征參數如表1所示。其中:通風空調投資總額是工程初步設計批復的概算數據,主要包含設備費與安裝費;高架線樣本均為6B編組列車(6節編組、B型列車);6A編組樣本(6節編組、A型列車)和6B編組樣本為該車型對應的全部地下線及地下車站樣本、或以地下線為主的線路樣本。這樣分類的主要原因是地面線、高架線及非地下車站在通風空調系統構成方面與地下線及地下車站之間有顯著區別,導致其通風空調投資金額具有較大的差異。

表1 樣本庫主要特征參數

需要指出的是,市域(郊)鐵路樣本(以下簡稱“市域線”)是作為一個整體類別進行統計并匯總的。在當前階段,市域線工程特征與地鐵相比仍存在顯著的差異性與特殊性,主要是由于市域線工程的系統制式及線路走向,對通風空調系統的具體構成與配置規模影響較大,因此單獨將市域線作為獨立類別進行整體考慮。此外,由于8節編組樣本收集到的樣本數量較少,因此本文不區分A型列車和B型列車,且僅在列表中匯總相應數據,暫不納入分類樣本統計特征分析與對比研究中。

2 投資數據絕對值統計特征分析

2.1 按線路統計

對樣本庫中142條線路的單線通風空調投資總額進行統計,其統計結果如圖1所示。

a) 散點圖

由圖1 a)可知:市域線樣本與6B編組樣本的通風空調單線投資數據整體變化不大,6A編組樣本數據指標呈下降趨勢,高架線樣本數據指標呈增長趨勢。導致上述現象的原因主要為這4類樣本的通風空調單線投資數據受到工程項目線路長度及車站數量等規模數據變化的影響。

由圖1 b)可知:城市軌道交通工程通風空調投資總額與樣本類型密切相關;高架線與市域線的通風空調單線投資情況較為近似,統計均值分別為4 769萬元/線和9 339萬元/線,且均顯著低于6節編組的地鐵樣本;6A編組樣本與6B編組樣本的通風空調單線投資情況較為接近,前者為23 870萬元/線,略高于后者的20 122萬元/線。

由圖1 c)可知:單線的通風空調投資整體呈回落趨勢,其主要原因是隨著近年來多數城市軌道交通線網建設的逐步完善,新線建設多以延伸線、聯絡線為主,因此單線工程建設規模有所縮減,致使單線的通風空調投資規模也隨之縮減,單項投資強度也有所降低;該項指標的統計均值由“十一五”期間的1.51億元/線,變為“十二五”期間的2.20億元/線和“十三五”期間的1.78億元/線;在“十四五”開年階段,單線的通風空調投資下降趨勢更為明顯,減少為1.48億元/線。

2.2 按車站統計

對樣本庫中142條線路的單站通風空調投資均值進行統計,其統計結果如圖2所示。

a) 散點圖

由圖2 a)可知:各類型樣本的通風空調單站均值投資數據均呈逐年增長趨勢;從相對增速來看,市域線樣本與6A編組樣本數據相近,高架線樣本與6B編組樣本數據相近,后兩者的相對增速略高于前兩者。

由圖2 b)可知:高架線樣本的通風空調單站投資均值約為445萬元/站,顯著低于6節編組地鐵樣本;6A編組樣本與6B編組樣本的單站投資均值較為接近,前者約為1 377萬元/站,后者約為1 207萬元/站,前者略高于后者;市域線的樣本數據指標介于高架線樣本以及6B編組樣本之間,約為765萬元/站。上述統計特征表明,市域線樣本在該項數據上體現出一定的特殊性,即當市域線中的高架車站較多時,其統計特征接近高架線樣本;當市域線中的地下車站較多時,其統計特征接近地鐵線樣本。此外,隨著近年來市域線向“8節編組、市域動車、城際化運營、城站結合”等方向的發展,其地下車站建筑規模將會進一步增大,可能會出現部分市域線樣本的通風空調投資數據高于地鐵樣本數據的情況。

由圖2 c)可知:通風空調單站投資均值整體上呈明顯的上升趨勢。相較于“十二五”和“十三五”時期,“十四五”開年階段的通風空調單站投資均值有較大幅度的提高,由之前階段的約1 100萬～1 200萬元/站,增加至當前階段的約1 450萬～1 550萬元/站,均值數據增幅達到了26.8%,應引起行業層面的關注。

綜上所述,城市軌道交通工程通風空調單站投資指標是進行本專業投資估算、方案比選、概算編制、限額設計、資金控制及工程審計等工作所需參照的重要指標。當前階段及未來一段時期內,在開展本專業相關研究工作時,一方面應遵循相關投資指標逐年增長的客觀規律與現狀,另一方面也應注意對行業層面整體統計數據間存在明顯偏差(主要為偏高)的投資數據進行及時修正,避免出現城市軌道交通工程通風空調投資數據過高的問題,以促進本專業的良性發展。

3 投資數據相對值統計特征分析

3.1 占比統計范圍

除城市軌道交通工程通風空調投資金額按照單線、單站進行統計的絕對值結果外,其在城市軌道交通工程總投資費用、工程費用、機電系統投資費用中占比的相對值,也是重要的行業投資指標研究對象。各科目投資數據的構成內容為:① 總投資費用為工程費用、工程建設其他費用、預備費用及專項費用之和;② 工程費用為車站建筑、區間隧道、軌道、控制中心、車輛基地、人防、機電系統等主要類別的建設工程及設備安裝費用之和;③ 機電系統投資費用為通信、信號、供電、綜合監控、FAS(火災自動報警)與BAS(環境設備監控)、安防與門禁、通風空調、給排水與消防、自動售檢票、車站輔助設備(站臺門、電扶梯)等10項主要機電設備系統的工程建設費用之和。

將樣本庫中142條線路的通風空調投資數據按照總投資費用、工程費用、機電系統投資費用中的占比進行統計,并進行一定范圍的整體橫向對比,以獲取相應的城市軌道交通工程通風空調投資數據相對值統計特征分析結果。

3.2 總投資費用中的占比

城市軌道交通工程中,通風空調投資數據在總投資費用中的占比統計特征分析如圖3所示。

a) 散點圖

由圖3 a)可知:市域線樣本的通風空調投資費用在總投資費用中占比的整體變化趨勢不顯著;6A編組地下線樣本與6B編組地下線樣本數據呈下降趨勢,且前者降速略高于后者;高架線樣本數據呈增長趨勢。上述統計特征表明,雖然不同類型樣本的通風空調投資費用絕對值是逐年增加的,但其相對增速與總投資費用增速之間有一定的差距,尤以6節編組地鐵樣本更為明顯,其通風空調投資費用增速低于總投資費用增速,從而令該項占比指標有所下降。

由圖3 b)可知:高架線樣本與市域線樣本的通風空調投資費用在總投資費用中的占比數據較為接近,占比約為0.4%～0.5%,且均顯著低于6節編組地鐵樣本;6A編組樣本與6B編組樣本數據基本相同,占比約為1.2%。

由圖3 c)可知:通風空調投資費用在總投資費用中的占比數據基本維持穩定,“十三五”期間有一定的下降(占比減少約0.20%),“十四五”開年階段有一定的回升,但與“十一五”及“十二五”時期仍有微小差距(占比相差約0.05%～0.10%)。從城市軌道交通工程整體統計情況來看,通風空調投資費用在總投資費用中的占比基本保持在1.1%～1.2%。

3.3 工程費用中的占比

城市軌道交通工程中,通風空調投資數據在工程費用中的占比統計特征分析如圖4所示。

a) 散點圖

由圖4 a)可知:市域線樣本的通風空調投資費用在工程費用中占比的整體變化趨勢不顯著;6A編組樣本與6B編組樣本數據呈下降趨勢,且前者降速略高于后者;高架線樣本數據呈增長趨勢。上述4類樣本數據在工程費用中的占比變化趨勢與其在總投資費用中的占比變化趨勢分析結果相同,從側面反映出地鐵樣本工程費用近年來的增長幅度高于通風空調專業自身的投資費用增速。

由圖4 b)可知:高架線樣本與市域線樣本的通風空調投資費用在工程費用中的占比數據較為接近,高架線樣本占比約為0.7%,市域線樣本略高,占比約為0.9%,且兩者均顯著低于6節編組地鐵樣本占比;6A編組樣本與6B編組樣本數據基本相同,占比約為2.1%。

由圖4 c)可知:除“十三五”期間通風空調投資費用在工程費用中的占比數據有一定下降外(占比減少約0.3%),其余時期的通風空調投資費用在工程費用中的占比基本維持在1.9%～2.0%。

3.4 機電系統投資費用中的占比

城市軌道交通工程中,通風空調投資數據在機電系統投資費用中的占比統計特征分析如圖5所示。

a) 散點圖

由圖5 a)可知:6A編組樣本的通風空調投資費用在機電系統投資費用中占比的整體變化趨勢不顯著;6B編組樣本占比呈略有上升的趨勢;高架線樣本與市域線樣本占比呈較為明顯的增長趨勢,且前者增速高于后者。上述變化趨勢特征表明,地鐵樣本的通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比較為穩定。隨著對地上車站通風空調、防排煙、綠建節能等相關要求的提升,高架線樣本與市域線樣本的通風空調投資費用占比及相對增速有明顯的增加。

由圖5 b)可知:高架線樣本與市域線樣本的通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比數據較為接近,高架線樣本占比約為2.5%,市域線樣本略高,占比約為3.8%,且兩者均顯著低于6節編組地鐵樣本占比;6A編組樣本占比約為8.5%,6B編組樣本占比約為7.5%,兩者相差1.0%。

由圖5 c)可知:通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比有一定的波動,但基本保持在6.4%～7.8%;“十四五”開年階段,通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比數據提升較為明顯,其統計均值有明顯的提升,達到了7.83%。上述統計特征表明,在當前階段,城市軌道交通工程的通風空調投資費用整體呈顯著增長態勢,同時其在機電系統投資費用中的占比也處于相對穩定、穩中有升的狀態,有利于進一步提升通風空調系統性能,并開展節能減排、綠色低碳等相關工作。

3.5 橫向對比與綜合分析

將城市軌道交通工程中的通風空調投資數據與其他系統或專業進行橫向對比。“十一五”至“十四五”期間,城市軌道交通機電系統投資費用構成及工程費用構成的統計情況對比示意圖如圖6所示。

a) 按機電系統投資費用構成統計

由圖6 a)可知:與其他9項機電系統專業相比,通風空調投資費用在機電系統投資費用構成中的占比并非最高,在全部10項機電系統中排在第5位。根據相關統計結果,全樣本累計的通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比約為7.14%,分別低于供電系統投資費用占比(40.58%)、信號系統投資費用占比(12.90%)、通信系統投資費用占比(11.90%)和車站輔助設備投資費用占比(9.77%)。上述統計情況表明,當進行城市軌道交通工程機電系統投資費用控制與優化時,不應單一地核減通風空調投資數據,應關注與其他機電系統投資費用的橫向對比情況,梳理重點投資控制專業,并制定合理的投資優化目標。

由圖6 b)可知:全部10項機電系統的投資數據之和,在城市軌道交通項目工程費用構成中的占比(26.34%)排在車站建筑費用占比(32.01%)與區間隧道費用占比(26.86%)之后,位列第3位。同時,這3項主要建設類別的投資數據之和,在工程費用中的占比已超過85.2%,說明這3項主要專業類別是進行城市軌道交通工程投資費用控制與優化的重要對象。

在“十一五”至“十四五”期間,包括通風空調在內的10項機電系統,其自身投資數據在不同建設時期的機電系統投資構成中占比的整體變化趨勢均較為平緩,說明城市軌道交通工程在機電系統投資構成方面的合理性與穩定發展性。但需要指出的是,機電系統投資總額在工程費用構成中的占比呈逐步下降趨勢。根據相關統計結果,該項數據由“十一五”期間的占比30.62%減少到了“十四五”期間的占比24.33%,累計降幅超過20.5%,應引起行業層面的關注。

4 結論

1) 城市軌道交通工程通風空調投資數據絕對值及其在總投資費用、工程費用和機電系統投資費用中的占比數據相對值的統計特征分析結果均與樣本類型密切相關,并在不同建設時期展現出具有一定規律性的分布特征與對應的經濟指標水平。

2) 按照樣本類型統計,高架線樣本的通風空調單線投資指標均值為0.48億元/線,單站投資指標均值為445萬元/站,在總投資費用中占比均值為0.44%,在工程費用中占比均值為0.72%,在機電系統投資費用中占比均值為2.45%。市域線樣本對應的上述5項投資統計指標均值依次為0.93億元/線、765萬元/站、0.55%、0.91%、3.80%;6B編組樣本對應的上述5項投資統計指標均值依次為2.01億元/線、1 207萬元/站、1.23%、2.05%、7.50%;6A編組樣本對應的上述5項投資統計指標均值依次為2.39億元/線、1 377萬元/站、1.21%、2.13%、8.50%。高架線樣本與市域線樣本的相關投資指標較為接近,且均顯著低于6節編組地鐵樣本;而6B編組樣本與6A編組樣本的各項投資指標較為接近,前者略低于后者。

3) 根據“十一五”至“十四五”不同建設時期進行統計,城市軌道交通工程通風空調單線投資數據呈明顯回落趨勢,平均指標水平依次為1.51億元/線、2.20億元/線、1.78億元/線、1.48億元/線。單站投資數據呈單調上升趨勢,平均指標水平依次為847萬元/站、1 121萬元/站、1 139萬元/站、1 444萬元/站。“十一五”至“十四五”期間,通風空調投資費用在工程總投資費用中的占比均值依次為1.16%、1.18%、1.04%、1.14%;通風空調投資費用在工程費用中的占比均值依次為1.93%、2.00%、1.70%、1.92%;通風空調投資費用在機電系統投資費用中的占比均值依次為6.39%、7.33%、6.57%、7.83%,在10項機電系統投資費用中排在第5位。上述3項投資占比數據的變化趨勢均呈現“十二五”時期小幅增加、“十三五”時期明顯降低、“十四五”時期顯著回升的特征。