基于灰色模糊理論的小型水利工程臨時工程費測算

蘇惠云

(中水珠江規劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610)

臨時工程費指的是在水利工程的準備階段或者建設過程中，為了保障水利工程建設的正常推進而修建的臨時建筑或者采取的臨時措施造成的費用，是工程成本的重要組成部分。同時，在實踐中，小型水利工程無論是項目的所在地區還是項目本身具有的特點，決定了小型水利工程在建設過程中可能不需要建立臨時設施，如辦公、生活設施等，不能將現行的水利工程定額直接應用到小型水利工程的臨時費用的計算中去。為了確保小型水利工程在對臨時工程費計算符合實際情況，有必要從新編制適合小型水利工程的臨時工程費計算標準。

一般情況下，大型水利工程多采用工程量清單等方法對臨時工程費進行計算，而小型水利工程則是按照工程造價總價的百分比進行計取臨時工程費。在實際調研過程中，筆者發現，臨時工程具有較大的不確定性，并且在進行數據收集的過程中發現可供使用的樣本量較少。基于此，本文擬采用與之契合的灰色模糊理論對小型水利工程的臨時工程費取費標準進行討論。旨在建立科學的估算模型和體系，完善小型水利工程取費體系，提高臨時工程費用測算效率。

1 構建臨時工程費計算模型

由于小型水利工程在施工的過程中，受到自然環境和人為等諸多因素的影響，臨時工程的修建可能受到前述因素的影響而存在不確定性和模糊性。基于此，本文基于灰色模糊理論，結合模糊貼近度和歐幾里德貼近度以及灰色關聯度來對小型水利工程的臨時工程和已建工程的相似度進行確定，以此作為計算臨時工程費用的依據。同時，根據市場勞動力工資水平等計算出臨時工程費估算值。最后，引入調整系數，對估算值進行調整，得出準確的臨時工程費數值。

1.1 基于灰色理論的臨時工程費計算模型

基于灰色理論并結合指數平滑法構建臨時工程費計算模型，如下所示：

CY=S(Y，Ba)Ca+S(Y，Bb)[1-S(Y，Ba)]Cb+S(Y，Bc)[1-S(Y，Ba)][1-S(Y，Bb)]Cc+[1-S(Y，Ba)][1-S(Y，Bb)][1-S(Y，Bb][1-S(Y，Bc)](Ca+Cb+Cc)

(1)

上式中，a，b，c=1，2，3，…，且a≠b≠c；S(Y，Bj)—綜合相似度；Ca、Cb、Cc—已建成個標段水利工程造價。

1.2 綜合相似度分析

首先，確定隸屬度。本文在比較了統計法、函數法等多種方法后，決定采用相對比較法來確定隸屬度矩陣，其原理是對于同種元素計算權重，將數據轉化成能夠進行計算的量，以此達到將指標量化的作用。

同時，結算模糊貼近度，即計算已完成工程與臨時工程之間的貼近程度。假設在集合U={u1，u2，…un}中有m個子集Bj=B1，B2，…Bm，其中j=1，2，…m，待識別對象用Y表示，則貼近度計算公式如下所示：

T(Y，Bj)=[YBj+1-(Y×Bj)]

(2)

上式中，j=1，2，…m。

其次，計算歐幾里德貼近度，分析模糊集之間距離關系，公式如下：

當U=[a，b]是連續的時，則有：

(3)

當U=[a，b]是離散的時，則有：

(4)

因此，可得出歐幾里德貼近度公式：

Z(Y，Bj)=1-d(Y，Bj)

(5)

接著，計算灰色關聯度，其公式為：

(6)

γ0j(K)=γ[Y(k)，Bj(k)]

|Y(k)-Bj(k)|]/[|Y(k)-Bj(k)|

(7)

上式中，γ[Y(k)，Bj(k)]—關聯系數；ξ—分辨系數，一般取值范圍為0.1-0.5之間。

最后，求綜合相似度。由于采用不同的方法計算出來的貼近度的結果也不同，而采用灰色貼近度進行計算卻可以彌補模糊貼近度與歐幾里德貼近度的缺陷。因此，綜合考慮三種方法，得出綜合相似，具體計算公式如下：

S(Y，Bj)=μ1S(1)(Y，Bj)+μ2S(2)(Y，Bj)

(8)

(0≤Sj≤1；μ1+μ2=1；λ1+λ2=1；j=1，2，…m)

其中：

(9)

(10)

此時，當S(Y，Bj)的值越大時，說明模糊集Y和Bj越相似。按照相似度的大小進行排序，即：

S(Y，Ba)≥S(Y，Bb)≥…≥S(Y，Bk)，(a，b，k=1，2，…m，且a≠b≠k)

(11)

選取3個相似度較高的樣本，作為參與依據代表，進行臨時工程費用的估算。同時，要注意的是選取的樣本應當滿足精度要求。

2 實證研究

2.1 項目概況

為了驗證本文建立的小型水利工程臨時工程費測算模型的準確性與適用性，本文以廣東省廣州市從化區2019年的A小型水利工程為例進行實證分析。A工程項目屬于小型農田水利工程，主要是通過農業水利灌溉、灌溉溝區疏浚等措施來提高該地區的綜合糧食產量。該項目的順利實施能夠有效的減少干旱和洪澇災害對農作物的不利影響，增強農業整體抵抗自然災害的能力，提高農業生產效率，最大化的發揮水土資源優勢，維護了農民的權益，調動了農戶從事農業生產的積極性，促進了該地區農業現代化建設的腳步。本文以該工程的第一至四標段為例，主要建設內容包括渠道砌筑、橋、路等工程，臨時工程費各部分費用分配及總投資見表1。

表1 各部分費用及總投資 單位：元

2.2 確定臨時工程費

首先，確定隸屬度。建立特征元素集：U={u1，u2，u3，u4}，分別表示預制構件堆放場地、材料堆放場地、圍堰工程以及抽排水工程。對收集的數據進行分析比較，得出比較矩陣，與預制構件堆放場地為例，具體見表2—3。

表2 預制構件堆放場地比較矩陣

表3 預制構件堆放場地相及矩陣

根據表2—3可以看出，預制構件堆放場地的隸屬度為u1={0.41，0.43，0.57，0.67，0.66}。

同理，求出材料堆放場地、圍堰工程以及抽排水工程的隸屬度，分別為：

u2={0.84，0.83，0.76，0.81，0.71}

u3={0.11，0.36，0.14，0.32，0.71}

u4={0.78，0.71，0.56，0.57，0.41}

計算本樣本與其目標值的隸屬度關系，結果如表4所示：

表4 隸屬度關系表

根據表4可以看出各個標段與臨時工程的特征元素模糊集：

B1={0.42，0.83，0.11，0.78}

B2={0.48，0.81，0.36，0.73}

B3={0.57，0.74，0.15，0.57}

B4={0.71，0.81，0.34，0.55}

Y={0.66，0.71，0.71，0.43}

同時，計算綜合相似度，該步驟可分為四部分；第一，計算模糊貼近度，以第一標段為例：

(12)

同理，求得Y(Y，B2)=0.66，Y(Y，B3)=0.69，Y(Y，B4)=0.77。

第二，計算歐幾里德貼近度，建立特征集U={u1，u2，…un}，則有：

(13)

同理，求得d(Y，B2)=0.483，d(Y，B3)=0.431，d(Y，B4)=0.327，可以得出：

Z(Y，B1)=0.331，Z(Y，B2)=0.515，

Z(Y，B3)=0.557，Z(Y，B4)=0.669

第三，計算灰色關聯度，根據上文公式，求得分辨系數ξ=0.5，臨時工程Y與以建工程B的灰色關聯度為：

γ01=0.53，γ02=0.62，γ03=0.67，γ04=0.79

第四，計算綜合相似度并進行排序，根據上文公式，計算出綜合相似度：

S(Y，B1)=0.45，S(Y，B2)=0.57，S(Y，B3)=0.61，S(Y，B4)=0.69，則有：

S(Y，B1)

(14)

由于一標段相似度與其他三個標準相差較大，故本文選擇第二、第三和第四標段的數據進行計算。

其次，計算臨時工程費，根據與該項目商務部門工作人員溝通，得出第二、第三和第四標段的臨時工程造價費用，具體見表5。

表5 臨時工程造價費用 單位：元/百萬

求得臨時工程造價費用CY=8951.21(元/百萬)

最后，計算調整系數并求出最后調整后臨時工程費，根據公式可得調整系數δ=1.0821，則調整后的臨時工程造價費用為：

(15)

2.3 誤差分析

3 結論

在考慮小型水利工程自身具有的規模小、受環境影響大、施工作業面窄等獨有特點的基礎上，分析了現行的水利工程定額不適用小型水利工程臨時費用的計算。根據小型水利工程臨時費用的計算特點，將灰色模糊理論應用到期臨時工程費的測算中，極大的彌補了小型水利工程臨時工程費測算方面的漏洞，提高小型水利工程造價預算效率，促進小型水利工程的可持續發展。同時，本文建立的臨時費用計算模型沒有考慮小型水利工程的種類，應針對不同類型項目進行測算對比，使測算結果更加準確。