數(shù)字工具加持下鐵路工程全流程成本優(yōu)化的新思路

在全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)推進(jìn)的大環(huán)境中，鐵路工程作為國民經(jīng)濟(jì)的大動脈，其全生命周期成本管理成效，直接關(guān)系到工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會價值。傳統(tǒng)成本管理模式因為數(shù)據(jù)采集存在局限，加上分析手段較為滯后，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的工程環(huán)境，導(dǎo)致成本超支與資源浪費(fèi)現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。所以，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)視角下，可基于全流程數(shù)據(jù)貫通、精準(zhǔn)成本量化兩大原則，同時借助大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化鐵路工程全生命周期成本。

鐵路工程全生命周期包括規(guī)劃、設(shè)計、施工和運(yùn)行等多個環(huán)節(jié)，影響費(fèi)用的因素很復(fù)雜，傳統(tǒng)的管理方式單憑經(jīng)驗很難滿足精準(zhǔn)的決策需求。而大數(shù)據(jù)分析憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)整合、挖掘和預(yù)測能力，能夠打破鐵路工程各階段的數(shù)據(jù)壁壘，展現(xiàn)成本要素之間的動態(tài)聯(lián)系，進(jìn)而為成本優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

基于大數(shù)據(jù)分析的鐵路工程

全生命周期成本優(yōu)化原則

全流程數(shù)據(jù)貫通原則。鐵路工程從規(guī)劃設(shè)計起步，經(jīng)過建設(shè)施工、長期運(yùn)營維護(hù)，到最終退役處置，每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。比如，計劃階段采集分析地理、地質(zhì)和客流資料，施工階段集成施工進(jìn)度、質(zhì)量和物資使用信息，運(yùn)行階段分析列車運(yùn)行狀態(tài)與能耗情況、持續(xù)監(jiān)控設(shè)備故障數(shù)據(jù)。全流程數(shù)據(jù)貫通原則著重打破各階段的數(shù)據(jù)隔閡，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建一個全流程無縫流轉(zhuǎn)、實時共享的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，為各階段成本優(yōu)化決策提供全面、準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)支撐，讓成本管控延伸到鐵路工程全生命周期的每一個環(huán)節(jié)。

精準(zhǔn)成本量化原則。鐵路工程成本構(gòu)成繁雜，包含資本投入、運(yùn)營消耗和維護(hù)支出等部分，每一部分費(fèi)用都會受到諸多因素的影響。借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能深入挖掘并精準(zhǔn)量化項目各階段涉及的成本要素。再通過構(gòu)建成本預(yù)測模型，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、市場動態(tài)和技術(shù)發(fā)展趨勢等多源信息，可準(zhǔn)確估算不同階段和情景下的成本支出。像設(shè)計階段的建設(shè)成本，能依據(jù)線路規(guī)劃和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；運(yùn)營階段則可根據(jù)列車運(yùn)行頻率和設(shè)備損耗規(guī)律數(shù)據(jù)，對能耗及維護(hù)成本加以量化。如此一來，模糊的、可能發(fā)生的費(fèi)用就變成了清晰的、可測量的值，有助于管理者精準(zhǔn)確定費(fèi)用控制點，并有針對性地制定費(fèi)用優(yōu)化策略。

基于大數(shù)據(jù)分析的鐵路工程

全生命周期成本優(yōu)化策略

構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動的鐵路工程前期規(guī)劃成本預(yù)測模型在數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮吹遍各行各業(yè)的今天，鐵路項目前期策劃是否科學(xué)，直接關(guān)系到項目全生命周期的費(fèi)用。因此，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)推動的鐵路項目前期策劃費(fèi)用預(yù)測模型意義十分重大，這也需要對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行資源整合，在大數(shù)據(jù)平臺

引入地形地貌數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘察報告、政策法規(guī)變動信息和歷史項目成本數(shù)據(jù)，再采用數(shù)據(jù)清洗和特征提取技術(shù)去除無效數(shù)據(jù)，提煉出關(guān)鍵的成本影響因子。

同時，還要運(yùn)用回歸分析和時間序列分析的算法構(gòu)造預(yù)測模型框架，通過不斷投入新數(shù)據(jù)來實現(xiàn)模型訓(xùn)練和參數(shù)調(diào)整，來適應(yīng)不同項目的特點。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建動態(tài)反饋系統(tǒng)，根據(jù)項目進(jìn)展中的真實數(shù)據(jù)對預(yù)測模型實時校正，確保預(yù)測結(jié)果與實際成本的差異維持在可接受的范圍內(nèi)。

運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)鐵路工程建設(shè)階段成本動態(tài)監(jiān)控

鐵路工程建設(shè)階段的成本控制十分復(fù)雜，這使得新技術(shù)手段的出現(xiàn)成為必然需求。利用數(shù)字孿生技術(shù)對鐵路工程建設(shè)階段進(jìn)行成本動態(tài)監(jiān)控，首先要建立一個與實際工程1：1映射的虛擬數(shù)字孿生體，同時完成工程設(shè)計圖紙、施工進(jìn)度計劃以及材料和設(shè)備參數(shù)的數(shù)字化建模。

在施工過程中，施工現(xiàn)場人員、機(jī)械、材料的使用情況，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)實時采集，這些數(shù)據(jù)會同步傳送到數(shù)字孿生系統(tǒng)上。通過系統(tǒng)，管理人員能直觀看到各個施工環(huán)節(jié)的成本消耗，對比實際成本與計劃成本之間的差距。旦產(chǎn)生波動，系統(tǒng)會自動啟動預(yù)警機(jī)制，并給出調(diào)整意見。

借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化鐵路工程設(shè)備采購成本決策流程

設(shè)備采購成本在鐵路工程總投資中占比很大，急需創(chuàng)新優(yōu)化方法。應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化鐵路工程設(shè)備采購成本決策流程時，要收集大量設(shè)備采購信息，包括設(shè)備的品牌、規(guī)格型號、市場價格波動、供應(yīng)商信譽(yù)以及歷史采購記錄等。利用機(jī)器學(xué)習(xí)的聚類分析算法，從功能、采購頻率和價格區(qū)間三個維度對裝備進(jìn)行劃分，并為不同類裝備構(gòu)建專屬采購決策模型。

在此基礎(chǔ)上，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)掘算法分析設(shè)備采購價格與市場供需、原材料價格及采購時間之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，還能對設(shè)備價格趨勢進(jìn)行預(yù)測。同時引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，結(jié)合不同采購策略的執(zhí)行效果反饋，對采購決策方案持續(xù)調(diào)整優(yōu)化，比如確定最佳采購時間、供應(yīng)商選擇策略、批量采購規(guī)模等，從而有效管控設(shè)備采購成本。

建立大數(shù)據(jù)平臺整合鐵路工程運(yùn)維階段成本數(shù)據(jù)資源

鐵路工程運(yùn)行維護(hù)階段存在成本數(shù)據(jù)零散、管理困難等問題，迫切需要構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。搭建大數(shù)據(jù)平臺對該階段成本數(shù)據(jù)進(jìn)行資源整合，先要明確數(shù)據(jù)的獲取范圍，之后構(gòu)建數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，從傳感器、智能終端和管理信息系統(tǒng)等多個渠道進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)。

同時，利用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對收集到的資料進(jìn)行儲存、管理和分析，還可構(gòu)建多維數(shù)據(jù)模型，方便不同部門和層次的人員快速查詢所需的成本資料。另外，開發(fā)成本數(shù)據(jù)分析模塊，利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將成本數(shù)據(jù)通過圖表和報表直觀展示出來，這能為運(yùn)維階段的成本管理提供數(shù)據(jù)支持，有助于找出成本管理的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而有針對性地制定優(yōu)化策略。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)強(qiáng)化鐵路工程全生命周期成本核算準(zhǔn)確性

鐵路工程全壽命周期成本核算精度，關(guān)系到項目效益評估和后續(xù)決策。區(qū)塊鏈技術(shù)為解決這一問題提供了新途徑，它通過讓項目各參與主體融入節(jié)點網(wǎng)絡(luò)，來提高鐵路工程全壽命周期成本核算精度。

在成本數(shù)據(jù)生成環(huán)節(jié)中，參與其中的各方將審核后的成本數(shù)據(jù)加密并上傳到區(qū)塊鏈。在進(jìn)行成本核算時，通過智能合約制定的核算規(guī)則，對各階段成本數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、歸類和計算，從而提高核算的效率和準(zhǔn)確性。

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)深度融合的背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)成為優(yōu)化鐵路工程全生命周期成本的創(chuàng)新途徑。通過實現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)貫通、準(zhǔn)確成本量化和動態(tài)化調(diào)整機(jī)制，能夠?qū)?fù)雜的成本要素進(jìn)行科學(xué)控制。這種以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)性優(yōu)化策略，有效提高了鐵路工程成本管理效率，助力鐵路工程在經(jīng)濟(jì)效益和社會價值上同步提升。