多目標成本優化方法在高鐵高架站施工中的應用研究

劉宇佳

摘要：在簡述成本管理存在問題的基礎上，以高鐵高架站工程施工為研究對象，闡述了多目標成本優化方法，在多目標優化工程項目數據、高鐵高架站工程項目定量分析、用掙得值法進行施工成本控制等方面的具體內容，通過工程實例進行成本測試與分析，證實了多目標成本優化方法的有效性和準確性。

關鍵詞：高鐵高架站；多目標優化；施工成本；控制方法

0? ?引言

實施成本控制，需要辨識約束成本的客觀條件，以使高鐵高架站工程的成本控制更加合理[1]。需按照計劃合理控制工程項目投資，設計出符合工程實際狀況的成本調制結構。將預先制定的所有項目費用限額作為成本約束，在生產經營過程中嚴格控制應用范圍，有利于節約消耗費用，提升經濟效益。在工程項目建設過程中，需要在滿足其質量的前提下，通過有效計劃與協調來預定成本目標，按照工程項目管理結構，管控施工成本，降低施工費用。

1? ?成本管理存在的問題

應以工程項目為管理中心，在施工過程中強化成本管理，通過合理化控制增加利潤。要通過采用不同的成本管理方法，充分控制工程項目施工成本，做到優化施工階段工程量，嚴格控制工程資金[2]。

傳統成本控制方法在工程項目的成本管理過程中，存在工程造價方面的不確定因素。這些因素如果得不到解決就會帶來消極影響。例如在遇到復雜地質情況時，施工中的工程量會增加，在不同階段將產生一定設計和施工成本。

工程項目成本構成的復雜性，增加了成本控制的難度，使得成本控制結果不符合預期。為了對施工成本進行合理化管控，本文以高鐵高架站施工成本控制方法為研究對象，運用多目標成本優化方法管控其成本，并結合工程項目實際情況進行檢驗與分析。

2? ?多目標成本優化方法

2.1? ?多目標優化工程項目數據

在工程項目成本管理中，通過合理調整控制目標，能夠提升項目的整體效益。可運用定量分析的方式對成本工期質量進行多目標優化[3]。在線性規劃過程中，同時考慮多個目標進行適當優化，保證多個目標之間存在相互制約的關系。對目標添加約束后，可得到多種解。其中多目標優化可用下列公式表示：

min?（x）=[?1（x），...，?k（x）]h? ? ? ? （1）

式中：?1（x）為目標函數；h為約束。

在計算過程中，不同目標之間的單位不同，通過決策變量使得目標之間進行相關制約。在不超過投資金額的同時，根據成本工期等之間的管理，建立多目標優化模型。在進行多進行目標優化時，根據實際環境和影響因素來對數據進行修正[4]。

從不同角度對項目的投資目標進行要求，并確定工程項目不同目標。根據項目總體優化結果，在符合合同規定的前提下，增加對項目的約束條件。由于受到工程項目質量和成本控制的約束，需要對其建立優化模型，可用下列公式表示：

min∑jTj? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：∑jTj 為作業時間最大值。

根據在不同實際工程中業主的意向，在工程中引入效用函數，能夠對工期及成本進行有效控制。同時，可對工程項目中的工程質量和成本等屬性的變量值進行優化，對不同量綱屬性值進行規范化處理。在工程鄰域中，對多屬性效用函數進行賦值。在優化時對質量屬性值進行量化處理。

2.2? ?高鐵高架站工程項目定量分析

在對高鐵高架站工程進行施工實施成本控制之前，需要對施工中的成本進行定量分析。通過定量分析工程中的施工措施，對施工項目進行控制，可確定工程項目施工成本控制重點[5]，并可運用FD法進行打分。

首先對不同項目進行原始賦值，并根據專家的打分結果計算相應的平均值。根據得到實施情況，確定施工措施的功能重要性。計算在施工項目中的價值系數，其計算方法可用下列公式表示：

（3）

式中：C為價值系數；R為功能重要性系數；T為成本系數。

根據價值系數計算結果，對成本變動情況進行統計，進一步計算具體的價值系數。對計算結果進行分析，能夠確定實施效果，分析功能重要性與所消耗的成本之間的等值關系。當價值系數大于1時，說明運用較少的成本實現了更大的功能，沒有產生額外成本，滿足實施效果，存在降低成本空間。

2.3? ?用掙得值法進行施工成本控制

在進行施工管理過程中，按照實際消耗和支出進行差異性分析，并對出現的問題及時糾正。在施工項目的成本控制中，核算計算成本和實際成本，運用掙得值法（即偏差分析法）評價實際成本和工程進度[6]。

設定BCWP參數為在某一時間段內已完成工作預算費用，獲得施工企業掙得的金額。掙得值法可用下列公式表示：

BCWP=S·Y? ? ? ? ? ? ? ?（4）

式中：BCWP為已完成工作預算費用；S為已完成的工作；Y為預算定量。

通過計算能夠在施工完成后按照實際工作量支付相應的費用。設定參數ACWP為在某一時間段內已完成工作實際費用，表示實際上支出的總金額。其計算公式為：

ACWP=W·X? ? ? ? ? ? ? ?（5）

式中：ACWP為已完成工作實際費用；W為已完成的工作；X為實際單價。

通過對以上2個參數指標的計算，可得出費用偏差。其計算公式為：

E=BCWP·ACWP? ? ? ? ? ? ?（6）

式中：E為費用偏差。

從費用偏差產生的角度進行糾偏，改正建設單位和設計施工過程中產生的費用偏差。在項目實施過程中，通過對以上3種參數形成的曲線在實際成本中的反應，得出掙得值法評價曲線，如圖1所示。

將3種參數代入該評價曲線，分析成本在工程項目中的落實情況，并運用相應的措施進行成本管理，分析不同項目的管理成本節超情況，確定在總成本中的累積比例，得到工程中的費用組成。形成定額管理后，即可對成本進行控制。

3? ?成本測試與分析實例

3.1? ?工程概況

襄陽東津高架站特大橋全長663.16m。襄陽東津站為線上式高架站房，總計規模9臺20線。采用梁板框架結構，橋梁基礎設計為鉆孔樁。正線連續梁為實心體等截面鋼筋混凝土連續箱梁，箱梁底寬6.0m。箱梁兩側腹板與頂底板相交處均采用圓弧倒角過渡，梁面擋砟墻間軌道部分設2%人字橫坡排水。

站臺區結構形式為型鋼混凝土框架結構。承軌層采用鋼骨柱+鋼骨梁的橋建合一的型鋼混凝土結構。站臺區板厚0.18m。綜合配套工程地鐵預埋及地下一層施工受EPC項目工程費用制約，上部須為車站建筑提供施工場地。

3.2? ?測試方法

為了測試本文方法的優化性，設置4個小組。其中運用多目標成本優化方法的小組為實驗組，運用傳統方法的小組為對照1～3組。收集并分類原始成本數據，在工程項目完工后向項目管理機構報告成本。

經計算得出已完工程預算成本BWCP和已完工程實際成本ACWP，再計算工程項目完工時的費用偏差。當偏差值大于0時表示成本低于預算，等于0時表示成本符合預算，小于0時表示成本高出預算。通過比較不同小組的費用偏差結果，判定最符合預期的成本控制方法。

3.3? ?測試準備

在工程開始前，按照工程項目的施工標準建立成本預算指標，根據實際的財務情況來進行實時反饋。對工程項目中的各個部門進行協調管理，并按照不同的分包單位進行合同簽訂。針對已完成的分項工程，采取相應的措施調整標準進行項目管控。

在采購前對材料價格和質量進行篩選控制。控制合理的管理范圍，通過審核后檢測控制成本。使用不同的成本控制方法對項目的成本和工期進度進行統計，并對數據進行對照分析。在計算已完工的工作量預算成本和實際成本后，核算費用偏差值，對項目的實際狀況進行測試。

3.4? ?測試結果

根據施工工期進度情況，對項目的成本結果進行計算，得到不同小組的費用偏差值。工程項目完工時成本測試結果對比如表1 所示。

3.5? ?分析測試結果

經過對費用偏差的計算得出：實驗組的費用偏差為0，說明實驗組采用多目標成本優化方法形成的費用成本，符合預算要求。經過對比發現，對照1組和對照2組的費用偏差值大于0，說明這2個對照組的測試方法形成的費用成本，低于預算要求，會增加實際費用和資金的執行情況，無法對做出客觀評價。對照3組的費用偏差值小于0，說明采用對照3組的測試方法在成本控制中，其費用成本超出預算要求，進而會影響合同變更，產生返工等情況。

通過上述結果可以發現，運用多目標成本優化方法的實驗組，能夠對成本進行合理控制。對項目成本進行調整后，可使項目成本達到最優。通過對施工進度和成本消耗程度進行控制，可達到工程項目的預期效益。

綜上所述，運用多目標成本優化方法進行施工成本控制，能夠對工程項目管理水平進行動態監測。可用預算定額來計算完工的實際進度值，獲得相對應的性能指標，及時跟進工程進度，促進順利完工和完成驗收。通過對高鐵高架站建設項目進行標準化成本控制，使得成本控制更加優化，創造更多利潤空間。通過多目標優化，降低了施工企業工程成本，實現了成本目標的優化。

4? ?結語

本文以高鐵高架站施工為例，研究切實可行的多目標成本優化方法。但是該方法還存在著不足，例如未對鋼材配料確認、項目費用支出控制、施工承包單位處理等，進行詳細討論。在以后的研究中應隨時優化算法，制定專項措施，以實現對于施工成本的有效控制，提升成本控制的有效性和準確性，為提升建筑工程施工質量水平奠定基礎。

參考文獻

[1] 李祿源，毛偉偉.基于多目標優化PID的紙漿濃度控制系

統[J].包裝工程，2021，42（21）：247-253.

[2] 張江濤，武曉春.基于改進MH算法的高鐵ATO運行操縱

多目標優化研究[J].鐵道科學與工程學報，2021，18（2）：334-

342.

[3] 唐則男，苗曉丹，楊儉，等.基于多目標優化的高速列車受

電弓空腔射流降噪研究[J].鐵道學報，2023，45（2）：44-57.

[4] 高亮，姜涵文.基于多目標優化的高速鐵路車輛-軌道-橋

梁空間耦合系統模型修正研究[J].中國鐵道科學，2022，43

（3）：50-57.

[5] 吳賢國，馮宗寶，劉俊，等.基于RF-NSGA-Ⅱ的盾構施工

地表沉降安全控制多目標優化[J].中國安全科學學報，2022，

32（8）：45-51

[6] 李江成，陳曉華，李海濤，等.基于多目標優化的柔性交流

輸電裝置控制技術研究[J].電氣傳動，2023，53（2）：73-78.