（道路与铁道工程专业论文）高速公路造价快速估算模型与方法的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 由于招投标制度在我国的发展，现行的一套工程预算编制办法，相对 来说速度较慢，周期较长。这在一定程度上要求提出一种造价快速估算的 新方法，能够准确的报价，提高竞争力。如果能够在已经竣：f ：的工程资料 的基础上，根据预估项目的工程特征，快速得出预估项目的造价和各单位 工程的造价，那将是一件很有实际意义的工作。 交通建设工程造价管理信息系统的发展为造价快速估算模型的建立提 供了数据支持。本文将模糊数学和神经网络相结合，针对公路工程造价的 特点，探讨建立一个适合于高速公路工程的造价快速估算模型。并用工程 实例对模型进行了验证。其主要工作和创新点如下： 1 本论文第一次把模糊数学和神经网络相结合所建立的造价快速估算 模型，应用于高速公路工程造价领域。从而把高速公路的工程特性和工程 的造价，通过模型建立起相关的联系，用以预测造价。 2 本文在模型的建立过程中全面考虑了高速公路造价的特点，从而选 取了起主要作用的工程特性。如果工程特性考虑不全面的话，公路工程造 价的特殊性和差异性就体现不出来。另外，与从前模型不同的是，本论文 把时间因素考虑在内。 3 本文在提高模型预测精度和泛化能力上做了大量的工作，主要包括 模糊数学和神经网络的结合方式的设计上，神经网络集成技术的应用上， 网络结构设计和参数设置上。而且，本文在样本数的确定和样本的选取方 式上做了独到的工作。 关键词：模糊数学；神经网络：高速公路；工程造价；估算 西南交通大学硕士研究生学位论文第l l 页 a b s t r a c t n o w a d a y s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h et e n d e ri no n rc o u n t r y , t r a d i t i o n a l b u d g e tm e t h o do fh i g h w a yp r o j e c tm u s tc o s tm u c hm o r et i m e t oac e r t a i n e x t e n t ，an e ww a ym u s tb ep u tf o r w a r dt oq u o t ep r i c ee x a c t l ya n dt oi n c r e a s e t h ep o s s i b i l i t yo fw i nb i d i ti sas i g n i f i c a n tp r a c t i c a lw o r kt h a ti fy o uc a n p r e d i c tt h ep r o j e c tc o s tf r o mt h ec h a r a c t e r so f t h ep r o j e c ty o uw a n tt oe s t i m a t e a tt h eb a s eo fi n f o r m a t i o no fal o to fp r o j e c t sw h i c hh a v eb e e nf i n i s h e d t r a n s p o r t a t i o n c o n s t r u c t i o nc o s tm a n a g e m e n ti n f o r m m i o ns y s t e m s - - t c c m i sc a np r o v i d et h ed a t at ot h em o d e lo ft h ee s t i m a t i o no fp r o j e c tc o s t i n t h i sp a p e ram o d e lh a sb e e ns e tu pw h i c ha d a p tt oh i g h w a yp r o j e c tc o s t ， m a k i n gu s eo ft h ec o a l e s c e n to ft h ef u z z ym a t ha n dn e u r a ln e t w o r k ，a c c o r d i n g t ot h ec h a r a c t e r so ft h eh i g h w a yp r o j e c tc o s t a tt h ee n d ，t h em o d e lh a sb e e n t e s t e d b yu s i n gt h ed a t a o faf a c t u a lp r o j e c t a n dh i sm a j o rw o r ka n d i n n o v a t i o np o i n ti sf o l l o w i n g ： 1 t h i sp a p e rf i r s t l yu s i n gt h em o d e lo ff u z z ym a t ha n dn e u r a ln e t w o r k si n t h ee s t i m a t i o no fp r o j e c tc o s ti nt h ef i e l do fh i g h w a yp r o j e c tc o s t t h i sp a p e r h a sb u i l dad i r e c tc o n t a c tb e t w e e nt h ec h a r a c t e r so ft h eh i g h w a yp r o j e c ta n d t h ep r o j e c tc o s t ，t h u st op r e d i c tt h ep r o j e c tc o s t 2 i nt h i sp a p e r , t h ec h a r a c t e r so f t h eh i g h w a yc o s th a v eb e e nt h o u g h to v e r t oc h o o s et h em a i np r o j e c tc h a r a c t e r si nt h ep r o c e s so ft h em o d e lh a sb e e n b u i l t i f - t h ec h a r a c t e r so ft h eh i g h w a yc o s ta r e n tc o m p r e h e n s i v e ，t h em o d e l w i l ln o tm a n i f e s tt h ep a r t i c u l a r i t ya n dd i f f e r e n c eo ft h eh i g h w a yc o s t i n a d d i t i o n ，u n l i k ef o r m e rm o d e l s ，t i m ef a c t o rh a sb e e na d o p t e d 泌啦i sp a p e r ： 3 i nt h i sp a p e r , ag r e a td e a lo fw o r kh a sb e e nd o n et oi m p r o v et h e p r e c i s i o na n dp r a c t i c a b i l i t yo ft h ef o r e c a s to ft h em o d e l ，w h i c hm a i n l yi n c l u d e t h ed e s i g no ft h es t y l eo fc o m b i n i n gt h ef u z z ym a t ha n dn e u r a ln e t w o r k s ，t h e a p p l i c a t i o n o ft h e i n t e g r a t i n g n e t w o r k st e c h n i q u ea n dt h ed e s i g no ft h e s t r u c t u r ea n dp a r a m e t e ro ft h en e u r a ln e t w o r k s f u r t h e rm o r e al o to fw o r kh a s 西南交淹大学张士研究艇学位论文 第l l 顷 b e e nd o n ei nt h ef a c e to ft h en u m b e ro ft h et r a i n i n gs a m p l ea n dt h ec h o o s e m o d e k e yw o r d s ：f u z z ym a t h ；n e t u r a ln e t w o r k s ；h i g h w a y ；c o s to fp r o j e c t ； e s t i m a t i o n 话南交遂丈掌鞭礤究生学位论文第 黉 第1 章绪论 1 + 1 论文的研究蜚景与可行性 长期以来，我们国家进行工程建设常习惯于使用行政手段指定设计， 藏王攀整逐级下这经务，建设萃经缺乏箨优选定豹鑫主投。舞聱没有压力， 内部没有动力，建设工程普遍存旌= 工期长，浪费大，效盏低等问题。为了 改交这穗瑷获，囊燕发挥建设、设诗亵藏王单位熬积极魏，嚣装经营警壤 的童动权，必须进行招投标，鼓励竞争，防止垄断。 摇振岛投标楚我国建绞韭经营娓一矮篷大改攀，也怒当黄建筑业产黯 市场交易的主要形式。近几年来，我国正在大力实施工程建设招投标制， 已经取褥了一定的成效，积累了不少经验，并正在向前发展。 实行榴投标懿后，确定工程遗价，甲、乙方结算的依据不怒国家规定 的定额，耐是以投标书为依据。现行的饔工程预算编制办法，速度慢， 璃麓长，怒不上施工豹需要，藏怒甭诗算梳编翻巍镶难遗应投标的需要。 并胤现行的定额是1 9 9 2 年发行的，比较落后，所做概预算与实际造价有较 大照入，这邀在一定程痊童要求援窭一静浃速售舞造价懿方法，髓够准镶 的报价，掇高竞争力。 一。热晃籀貉在啦翡竣工资料的蘩破上，壤据联馕项基戆特蔹，捷逮餐凑 工程的标底( 对预估项耳快速估算的造价) 和各单位工稷的造价，那将是 一佟缀有实际意义的工作。对于建设单位链达到节约建设炎金，拳绝浪费 现象。对施工单位来说，这些数措的获得钷防止低估亏本，和高估难以中 标的现象。丽且这一切都在极短的时间内完成，对于时间就是金饯，效益 就蹩生命酌施工单位来说，将具有举足轻踅的俸麓。 有丰富经验的工程验算人员，拿到大缀图纸，不需j 壬 行大量的计算， 校器公籍翡等级，结构，蹒瑟特霰等工程褥桎，簸霉 蠹 鑫算窭造价、工程 量、材料消耗等，而且经骏越丰富，这种估算就越准确。有经验的工程技 术人员之联以缝锻逝魄较璇确夔襞葵，就是毽为旋谴熬黪予孛已经奏了缀 多做过的造价，利用相似 法，加上系数的调整，就可以进行估算。受此扁 发，把相当数量的典型工程的顼决簿资料及工程特性进行熬理输入计算枫， 嚣南交暹大学碳礤突生学继论文纂2 y 并能和现今比较发选的人工智能技术( 如神经网络、模糊数学等) 相结合 的话，实现毙较准确的工援彳砉算怒霹鼹故。当然艨利用懿公路工程预算瓷 料越丰富，搜集的当时的材料价格等市场信息越准确及时，那么估测也就 越凇确“。 1 2 快速估算的用途 ( 1 ) 辩项爱鞠投资决簸稆招毅标掇徐起虱指譬作用 市场缀济条件下市场缀济竞争十分激烈，实际招投标工作要求能快速 壤磷蘧避弦工援遣徐瓣蘩舞。无论泣主还蹩承毽鬻确定王疆造徐罄要求浚 速、准确，因为这不但要求各单位有较高的工作效率，而且还得保证有一 定的工作成效。完蕊照快速售价系统能够l 夔好的熬决这个闳题。阏时，舞 速公路造价快速估算模型得出的数据，可以作为间类工程的工程造价和童 要工程量验证计算的参考依据，达到预防由于工程量计算误差引起的不平 衡报价索赂的目的，从而有效控翻工程造价。 ( 2 ) 在工程成本控制方面 确定工程造价逶建设工作中十分重要静一环。知建浚蓠期鲍工程造价 估算、初步设计阶段编制概算、施工图设计阶段编制预算，特别是建设前 戆健算是我翻工终瓣重熹，嚣为它是我稻遴行减本控裁戆起点，怒或本控 制的基础。旌工企业可以挖掘降低成本的潜力，指明降低成本的方向，为 企业指定戏本控锻诗划提供可靠黪依据。邋过工糕造馀的谑冀，建设单经 能在进行设计招标之前大致确定该工程的造价。这样作为业主，在快速估 价的帮助下，能够肖经济实力保迸工程的顺剥进行。更为重要的楚避免在 招投标工作中傈标的发生和中间代理商的欺诈行为。 ( 3 ) 可用于工程价值评估 许多工程建好戳后，箕设诗闺纸与稻关资瓣_ 酃不能绦存缀久，酃谴脊 当时的资料，由于年代和市场的变化，我们不能够完全按图纸预算得到缩 暴，嚣戈当时翡青场价格我餐缀难弄至l 激发工程掇l 嚣等等。在没蠢原始瓷 料的时候，我们能够很轻松的得到公路工程的一些特征，根据这魑特征和 枣场馀格大致售算爨接篷。 1 。3 公路工程造价预测模型的发展 1 3 1 单一类比法 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 由于历史的原因，英美等发达资本主义国家对工程造价推测模型的研 究是最早，也最完善。 点状的建筑工程一般按单位面积造价推测，带状的公路工程则按单位 里程长度造价推测。6 0 年代，英国造价工程师把一个工程分为若干分项工 程，例如公路工程可由以下几部分组成：路基工程部分、路面工程部分、 防护工程部分、排水工程部分、交通设旌工程部分等。 假定已收集一个已竣工的工程造价数据，则新的公路工程造价可用下 列模型进行推测 ， ，= _ z ， f ；l 其中j 为工程造价；z 为分项工程的造价；为系数( 考虑材料费用价格 随时间变化，同种材料但不同质量时的价格费用等因素) 2 1 。 应该说，这样的模型原理比较简单，但是不灵活，新建工程与已建工 程相似程度越大，则其准确性显然也越高。 1 3 2 多项类比法( 模糊分析法) 单一类比法有其固有的缺点，但很难找到两个完全相同的工程。很有 必要用两个甚至两个以上的工程作为参考去推测新建工程的造价。采用模 糊数学中的模式识别可有效解决这一问题。假定有已建工程a ，a ：，4 ， 则新建工程b 与a 1 ，a ：，4 。的贴近度分别为： t l = ( a i ，b ) ，f 2 = ( a 2 ，丑) ，f 。= ( 以，功 若 = m a x ( t l ，r 2 ，。- t 。) 则工程b 与已建工程a ，最相似。以后的推测方法当然可以采用上节中的单 一类比分析法了。 1 3 3 计算机模拟技术 到了8 0 年代，计算机技术已较发达。工程造价计算机模拟技术的思想 源于工程概率的思路。因为影响工程造价的因素实在是太多了，也很不确 定。模拟模型的基础认为，影响工程造价的许多因素都是不确定的，因此 不应追求某个确定的值，而应估计实际造价落在某个范围内的概率是多少。 根据这种思想，借助于计算机产生大量的随机数，依已有工程的先验概率 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 由于历史的原因，英美等发达资本主义国家对工程造价推测模型的研 究是最早，也最完善。 点状的建筑工程一般按单位面积造价推测，带状的公路工程则按单位 里程长度造价推测。6 0 年代，英国造价工程师把一个工程分为若干分项工 程，例如公路工程可由以下几部分组成：路基工程部分、路面工程部分、 防护工程部分、排水工程部分、交通设施工程部分等。 假定已收集一个已竣工的工程造价数据，则新的公路工程造价可用下 列模型进行推测 ， j = z ， i = 1 其中j 为工程造价；z 为分项工程的造价：t 为系数( 考虑材料费用价格 随时间变化，同种材料但不同质量时的价格费用等因素) ”1 。 应该说，这样的模型原理比较简单，但是不灵活，新建工程与已建工 程相似程度越大，则其准确性显然也越高。 1 、3 2 多项类比法( 模糊分析法) 单一类比法有其固有的缺点，但很难找到两个完全相同的工程。很有 必要用两个甚至两个以上的工程作为参考去推测新建工程的造价。采用模 糊数学中的模式识别可有效解决这一问题。假定有已建工程一。，爿：，4 ， 则新建工程b 与4 ，：，以的贴近度分别为： ，l = ( 。，口) ，t ：= ( 4 ，功，= ( 爿。，毋 若 。 t2l l l a x ( 1 i ，r 2 ，。) 则工程1 3 与已建工程4 ，最相似。以后的推测方法当然可以采用上节中的单 一类比分析法了。 1 3 3 计算机模拟技术 到了8 0 年代，计算机技术已较发达。工程造价计算机模拟技术的思想 源于工程概率的思路。因为影响工程造价的因素实在是太多了，也很不确 定。模拟模型的基础认为，影响工程造价的许多因素都是不确定的，因此 不麻追求某个确定的值，而应估计实际造价落在某个范围内的概率是多少。 根据这种思想，借助于计算机产生大量的随机数，依已有工程的先验概率 根据这种思想，借助于计算机产生大量的随机数，依已有工程的先验概率 嚣南交逢大攀硕士磅究生掌稼论文 第4 粪 去模拟各分项工程，最后将各分项工程的造价相加即为总造价。 这耱模鍪懿钱点是在凌计大蘩豹资辩兹基酸上终塞瓣售诗爨符合雾鼹 实际。缺点是计算麻烦，必须要商大量的己竣工工程的工程数据，以满足 套分顼工程产生先验概霉的撵本数量要求，样本越多，则模拟缝果越准确e 1 3 4 采用人工智能技术 进入9 0 年代，人工智能技术斑罔越来越广泛。专家系统也燕人工智能 的一种，即是采用人工智能和知识库技术，建立工程造价估算专家系统， 这耪模鹫皇要靠专家的翔谖对_ i 程造徐遴彳亍传霎。踅释方法静漆碡淫敬决 予估算专家的经骏，并要求知识库经常更新。人工神经网络则怒近年兴起 瓣一秘人工智能鼓术，我建立工攘造爨鲣算模燮方嚣，窍壤广泛戆应弼。 1 4 选择模糊数学和神经网络的理由 首先，由于我的建模思想是，根据选出的工程特性，利用大量的已建 工程懿造馀数据，来颞测鼷砉工程的造馀。工程特性，蠢摄多怒模糊戆语 言表达，如果要裳达和处理这些模糊的工程数据信息，则必须要借助于模 糊数学这门工具。再者，在选取楣似样本的过程中，由于每个工程都是透 邋十几个工程特靛来表达的，怎么样来说明两个工程的籀似程度，则也要 借助于模糊数学中的贴近度这一思想。因此，我的模型中必须选择模糊数 擎这门工爨。 “ 其次，本文建模估算工程造价的思想与传统方法不同，不烧通过定额 戆方法，稼禳算鹣愚惩采待算逶徐。嚣怒摹l 蠲与其截然不同戆方法，其建 模思想是；定的工程特性与造价之间存在的一种非线性的联系，利用这 一客观援德，建立数学模跫，只簧辕入王程特设懿数据，期霹赣出造徐。 这大大的节约了估算的时间，而臆也大大的提高了工作的效率，省去了中 阍许多不必要的计算，使得工程造价估舞更加简单和容曩操作。 高速公路造价测算怒一个复杂的系统，它包括很多黔影响因素，而且 在工程的建设过程中还包含了很多的不确定因素，这些困素之间的关系错 综复杂，难戳确定单夺嚣索对造价懿影响，因既要怒对预信工穗的造价有 准确而且快速的预测，难度是很大的。神经网络是一种很好的建模工具， 有穰好戆非线洼浚射麓力窥壤强蠡奄鑫学习、鑫适应戆力及裹菠鹣灵活瞧。 神经网络所具有的全息联想学习能力及很强的容错能力是进行公路工程造 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 价预测的基础，因为用于公路工程造价预测的数据采集往往是不精确的， 甚至可能有较大误差，这对于传统的造价快速估算方法是难以解决的。 神经网络可以根据工程造价的基本原理建立网络模型，通过对大量样 本的训练，在工程特性与造价之间建立一个非线性的映射关系，通过这个 映射关系来计算欲估算工程的造价，这正好和我们建模的目的是一致的。 1 5 造价估算模型的难点和本文所要解决的主要问题 建筑上已经有此类模型，交通工程上还没有比较完善的模型，交通工 程跨越地域较广，修建时间较长，涉及因素较多，情况复杂。这给高速公 路造价的预测带来了很大的难度。已经建立的公路工程造价快速估算模型 过于简单，很多因素没有考虑到，如桥梁隧道等大型结构对造价的影响没 有考虑在内，离实际应用相差太远。本文就是要解决过去许多模型中存在 的问题。使模型能够趋向于实际应用。 ( 1 ) 过去模型考虑的工程特性很少。由于计算比较麻烦，模型的建立 过于简化，由文献 3 1 n 知，它们往往只采用几个主要工程特征建模，这样 使得结果很不准确。本论文将全面考虑高速公路造价的影响因素，并从中 提取出影响较大的工程特性，建立一个较完善的数学模型。这样，模型的 建立才更加科学，估算的结果才能更加接近于实际。 ( 2 ) 过去模型未考虑时间因素，从而难于找到足够满足要求的样本。 过去快速估算的模型都是采用近一两年的样本进行计算，但要找到大量这 样的样本比较难，且与预估算的工程相差非常大。另外，市场经济条件下， 材料的价格随着时间的增长，逐年增加，而且工程材料在工程造价中占有 很大的比重。由于材料价格的变动使得造价计算结果偏差很大，本论文拟 把修建时间作为模型的一个影响因素，这样可以把较多的样本利用上，并 满足材料价格逐年增长的情况。 ( 3 ) 过去所建立的模型没有考虑怎样获得更好的泛化能力。所建立的 模型要想应用于实际，则必须有好的泛化能力，否则只能在理论上成立， 而与实际值相差甚远。为了提高模型的瑟化能力，本论文拟采用神经网络 集成的办法，使得网络初始值产生的误差能够相互抵消，从而减少误差。 再者，为了进一步增加模型的预测精度，把最相似的几个样本重复用于训 练，这也会取得较好的效果。另外，在神经网络结构设计和参数选定上也 做了很多的工作。 ( 4 ) 过去所建立的模型是把所有的样本都进行训练。但是，训练的样 西南交通大掌硕士研究生学位论文第6 甄 本并不是越多越好，因为商一些榉本与预估工程的情况相差甚远，用它们 骰样本其会影响 甄溺鹩效果，新阻要选取与预倍工程尽可能近馥冀的样本。 为此，本论文拟采用模糊筛选的方法，算出预估工程与务样本的贴近度， 觚嚣，魏滋郡些警颈售王程魄较遥馥豹撵本。 l6 论文研究的主要内容和的大体缝构 在建筑工程领域，工程造价快速估算方法的发展已缀比较完善，相关 书籍、论文都毖较多，有鹣模型融经走上了实黪应翔。交通工稷稠建筑工 程有很大的不同乏处，但是总体上它们都属于_ 土术工程，都是要消耗工、 料、机组成的。因而，建筑工程领域内相关模型的研究威果、先进思路都 怒碍戳潜滚和参考的。 本论文正是要在探讨建筑工程领域内相关模型的基础上，建立一个遁 合糍邃公鼯工程静造傍浚速嵇算模整，磷究分耩翅鹰羁溺已建z 程静造徐 数据，得划预估工程造价预测值。文章通过模糊数学和神经网络相结合， 梅造一令合理戆羧测模型，栽够援蹇羲测滤辏度，为工穗戆技术经济决策 提供依据。论文的最后，把预测结果和实际造价谶行对比，以观察模型的 琰测精度。模型的蕊令核心邦分楚分别依惩模凝数学和耱经网终戆知识建 立的。 模糊数学可以对模糊的信息避行分耄唾和计算，本文利用模糊数学的贴 近度方法，对已建工程的工程造价数据避行筛选，拣选密合理的蓟i 练样本。 而一个由三层神经元构成的前馈网络可以形成任意复杂的判决区域，可以 霞模式窆阙戆分套出现凑藩舍获情况，谟差反自传播瓣络模鼙( b p 霜终) 理论上可以映射任意复杂的非线性关系 4 1 ，因此，可以使用神经网络模拟 人艟悬维熬特隳臻戆，对公路遥徐遴每鬏测。 以下趣论文的太体结构； 两南交通夹攀硕士研究生攀像论文第7 添 介绍论文矫究静背景秽建模豹蠲途 l 建模的理论基础和准备工依 建立模型 l 实例验证和褪序的实现 i 总终与展望 阁1 - t 本论文的写作结构 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章建模的理论基础和准备工作 2 1 建模的理论基础 造价的快速估算可以对项目的投资决策和招投标报价起到指导作用。 其原理是认为在一定时期内，项目的工料机消耗( 工程数量) 是稳定的， 而且各分项工程单价的变化是有规律的，即可用类似已经完工项目的造价 来确定欲估计工程项目的造价。主要应用于投资的前期控制和阶段标底和 报价的快速确定，也是投资风险决策的基础。 现在的公路工程定额滞后，而且有些定额缺失了，不能如实的反映出 造价，这使传统的确定造价的方法有了很大的不准确性。为此，针对公路 工程造价的现状与不足，根据预测科学，建立数学模型，提出一种估算造 价的新方法，可以达到快速准确的目的。 2 1 1 以定额管理为主的造价管理体制 我国现阶段的工程项目造价管理与发达国家之间的差别，主要表现在 工程项目造价管理体制方面和现代工程项目造价管理理论与方法的研究、 推广和应用方面。我国的工程造价管理体制仍然受到5 0 年代以标准定额管 理为主的管理体制大束缚，但是现在国际上基本上没有哪个发达国家或地 区还在使用按照统一标准定额管理工程造价的体制了。 定额是在正常的生产技术和生产组织条件下，为完成单位合格产品， 所规定的人力、物力、机械、资金等消耗量的标准。 工程建设定额指在工程建设中单位产品上人工、材料、机械、资金消 耗的规定的标准或者称为消耗的规定额度。它属于生产消费定额的性质。 这种规定的定额反映在一定社会生产力发展的条件下，完成工程建设中某 项产品与各种生产消费之间的特定的数量关系。 公路工程定额属于工程建设定额的一类，是公路工程概算定额、预算 定额、旌工定额的总称。设计概算及施工图预算、施工预算、竣工决算都 是按照公路工程定额进行编制的。 现行公路工程定额反映的是1 9 9 0 年前后生产力的水平，随着公路施工 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 技术水平的不断提高，施工管理体制及管理水平的根本改变，现行公路概 算的计价依据不仅在工、料、机的消耗和费率水平上明显落后，而且在定 额条目上明显不足。大量的“四新”技术在定额上得不到反映，加上不考 虑工程的个性和特点，全国执行同一套定额，所以应用现行定额计价已经 不能反映从事高速公路建设的企业生产力水平所决定的费用水平了【5 j 。并 且今后定额作为计价依据的作用将会逐渐弱化。 由于定额水平滞后，定额条目短缺，等种种原因，使造价很不准确， 节概算，超概算问题经常发生。下面以湖北省某某高速公路造价情况为例， 来说明现今公路工程造价中存在着许多的问题。 湖北省某某高速公路是交通部规划建设中的银川至武汉高速公路的组 成部分，也是湖北省“十五”重点建设项目之一。该段线路路线全长 1 0 7 5 6 3 k m 。该项目采用全封闭、全立交双向四车道高速公路标准建设，其 中一段长4 9 9 2 7 k m ，路线途径平原微丘区，设计行车速度l o o k m h ，路基 宽度2 6 m ；另一段长5 7 6 3 6 k m ，路线穿越山岭重丘区，设计行车速度8 0 k m h ， 路基宽度2 4 5 m ；全线采用沥青混凝土路面。 此高速公路在前期工作中，按基本建设程序分阶段进行了多次性计价。 项目建议书阶段湖北省计委和湖北省交通厅上报项目的估算投资为4 0 亿 元；工程可行性阶段交通部批复项目的静态投资为3 7 亿元，即不包括贷款 利息与建设期可能出现的政策性调整，初步设计阶段项目业主上报设计概 算为3 9 3 8 亿元。交通部以3 9 3 ，0 3 4 万元的总金额批准了该项目的设计概 算。 实际造价由四个部分构成：工程费、设备费、其它基本建设费、收尾 工程费用，上述四项费用总计为2 9 4 2 亿元，与批准的概算总金额3 9 3 0 亿元相比，减少投资9 8 8 亿元，为批准概算的2 5 1 4 ，是工程实际造价 的3 3 5 8 ，节概算的幅度显然超出了正常的范围。湖北省某条高速公路的 设计概算与实际造价见下表2 一l 所示： 这是一个比较严重的节概算现象，它产生的原因是方方面面的，但其 中的一个主要的原因是定额水平滞后，定额条目短缺，现行定额计价已经 不能反映从事高速公路建设的企业生产力水平所决定的费用水平了。这种 酉南爻暹大掌鞭圭磷究生学佼论文第 0 援 表2 一i 设计概算与实际造价汇总表 ，工程或费霸名称 、攀锰设诗概冀金额 实际造贽金额 差簸。 第一部分工程费 一、潞基工程 兀8 7 4 6 4 8 4 0 66 2 2 2 4 7 2 2 12 5 2 4 0 1 1 8 5 二、路面工程 兀5 3 0 5 2 5 5 4 14 5 4 5 8 7 9 3 9- 7 5 9 3 7 6 0 2 三、轿粱、涵滴工程 兀1 4 8 1 9 3 8 5 9 31 1 8 8 5 5 5 1 1 42 9 3 3 8 3 4 7 9 四、隧道工程 兀 8 8 6 3 9 1 8 4 6 0 8 4 2 1 6 2- 2 7 7 9 7 0 2 2 冱、交通、虏建工程死 1 8 7 4 3 1 7 0 i1 4 6 8 6 1 1 4 6 - 4 0 6 7 0 5 5 5 一 小计 兀3 1 6 3 1 8 3 4 2 52 4 7 3 0 9 3 5 8 26 9 0 0 8 9 8 4 3 第二部分设备赞 一、设备购置费兀 5 3 0 5 3 1 9 23 7 6 3 8 3 4 6 一1 5 4 1 4 8 4 6 一、工、器舞及办公簿弦 鼹费 兀1 7 8 4 8 7 61 9 7 8 6 8 41 9 3 8 0 8 小计兀5 4 8 3 8 0 6 83 9 6 1 7 0 3 0一1 5 2 2 1 0 3 8 第三部分其它基本建 设费 一 一、遗拆迂蛰楼安嚣赞 死1 6 3 3 5 7 1 0 1 4 8 3 4 6 4 9 1一1 5 0 1 0 6 1 8 一 二、建设单位管理赞 y 56 2 2 5 0 4 8 18 0 8 7 6 1 8 31 8 6 2 5 7 0 2 一 三、勘测设计费 兀5 0 9 4 7 7 5 14 2 8 5 8 2 2 1- 8 0 8 9 5 3 0 四、建设期贷款利息 一 兀 2 3 2 2 4 2 8 5 9 1 5 2 7 2 9 8 0 0- 7 9 5 1 3 0 5 9 一 五、其它费用 兀2 8 2 1 0 4 5 04 1 4 0 8 6 0- 2 4 0 6 9 5 9 0 一 小计兀5 3 7 0 0 8 6 5 04 2 8 9 5 1 5 5 5m 1 0 8 0 5 7 0 9 5 籀四部分 预留赞 一 一、鞭各费兀1 7 5 3 0 5 9 7 9一1 7 5 3 0 5 9 7 9 一 小计兀1 7 5 3 0 5 9 7 9 - i7 5 3 0 5 9 7 9 台计3 9 3 0 3 3 1 2 22 9 4 1 6 6 2 1 6 79 8 8 6 7 3 9 5 5 注：表2 - i 来源于国家发改委稽查办商遵公路项目调研缎关于湖北省某条高速公路工 程选债调查专踅摄告 状况在湖北省某某路同样反映的比较突出，如根据概算定额计算确定的沥 青潢耗总爨全路段1 0 7 。6 公里为5 + 7 万噫，两在工程实施中根攥现场试骏 确定的总阁量仅为3 9 万吨，两者相差3 1 6 ，由于定额沥青用鬣过高， 仅此一项橛算金额戟比实际费用多计5 0 0 0 万元。现行定额水平滞后的这炎 西南交通必学硕士 沂究生警位论文第11 页 问题在路的单价中也不同程度的表现出来。施工单位搬价大部分只有概算 定额单价的6 0 7 0 ，已严重怒出了藏常的偏离范围，即使剿除薄雾、材 料价格等影响因素，仍然反映出现行公路概算定额的藏体水平与施工企业 生产力麓发震承平已缀不稳逶液。 上面的例予说明现今的造价管理体制存在很大的问题，有时得出的造 徐数攒奄实际攘差缀大。另努，瑗今疆定造馀瓣方法焱速寝上瞧是缀蠖熬。 本文所建模型对建筑工程招标投标，快遵估算标底尤为通应，它的计 算快速准臻，强竞争取胜赢褥了鞋闯。 2 1 2 公路泛程造价的成分分析和模型正程特性的选取 液2 - 2 互程建设颈蟊费掰缀成 人工费，材料赞，施工机械 萱 ，建 赞接壹馕耀夔 其他赢接费 项 蠢蓁 爨接阙 施工篱理费 王 程 萁德阙接费 费建材发展补充然金 工设餐建置爨 纛工器具及誊产家具购置费 建 土地补偿费与安置补助费 设 磺 建设擎蕴管理费 目 工 勘察设计费和研究试验费 费 程 瘸 建 施工机构迁移费 设供酝精费 其 矿山巷道维修费 他 弓l 遴技术帮进口竣螽项基鲍其德赞爝 费 用 联含试运转费 生成职工培训费 办公窝生活家具熬鬃莹 预备费 现行建设矮曩投资梅成，接其费髑* 穗性质豹不同，一般嗽建筑安装工 程费用、设备工器具购鬣费用、工程建设其他费用、预备费、固定资产投 资方向调节税和建设期赞款利息等组成【1 ”一具体见表2 2 所示。 公路工程脊萁自舅的特征和特点。我们把这些特征和它稍的造价联系 起来，通过输入它们的特征得出造价，就是我们要建立模型的目的。工程 器毒交暹大学獭圭疆突生学位论文繁12 炎 特性的选取是我们蘸模问题中关键的关键，它直接反映到模型的实用性和 科举性。 工程特性即决定工程造价的主要因素，则所选的工程因素首先要全面， 考虑不全磁的话，逑价的特殊性和蒺异性溅体现不出来。另一方蕊，实践 告 i 绎我们，工程的任何一个特征都会影响弼总的工程造价，如采把所有的 因索无论大小都考虑进去，所建模型就没有实际意义，我们只能挑选那憋 对工程造价有较大影响静工程褥馥。因魏工程将赣只有绪合工程实际静鬻 观规律来挑选，它的选取装“全”而“精”，尽量选取独立的因素1 1 “，最 努不要毒多余鳃。 下面说明一下如何根据公路工程造价的组成原理选出的工程特性。 根据檄颈箕黪缡割办法，只要知道了建安费，爨攫提备耱费爨鲍取费办 法，可以计簿出其他的各种费用，从而得出整个工程造价。这说明建安费是 整个工程造价的基础，是熬个造价的决定因素。公路工程建安费主要包援： 路繁工程、轿涵工程、隧邋工程、互通工程、路面工程、其他工稷及沿线设 施等几部分，这几项占到了整个公路工程建安费的绝大部分。 露么横据各主要组藏鼗安费豹单位工稷，可以箍炼密决定建安工程赞 的工程特性。路基工程方面可提炼出：横断面类型( 路堑、路堤、半挖半 壤) 、模薮甏毫凄、搂繇瑟宽菠、邀鏊楚理类型等嚣个王纛特注。毽楚关予 这四个工稷特性的数据难以找到，因此在本模型中用两个工程特性路 基石方和路基宽发亲代蛰。 桥隧互通等结构物：单位公里桥梁数缀、单饪公里通道数量、单位公 里隧道数量、单位公里互邋立交数量，单经公里分离立交数量等共五个工 程特性。 路面工程可以提炼出：路面形式这一个工程特性，是沥青混凝土路碰 还怒永泥瀛凝土鼹颟。 另外，还有一个全局的工程特性，就怒地貌特征。高速公路施工的地 形分为三撵演凝：乎象锾曼区、d 1 埝嚣、羹丘区。瑟著逶公路刘分为嚣静 情况；平原微丘区、山岭重丘区。不同的地貌特征下，高速公路单位公里 造份款差异是缀大瓣。 此外，还有一毖动态因素。造价的确定必须按当时、当地的人工、材 料、设备躲价格计算或采用预留费、侩差预备费、枣孝料设冬价格搬数、包 干系数等形式合理她确定动态因素对造价的影响。由于不同的时期，各种 物品的价格部在随市场不断的变化，建筑t 程的造价很大一部分就是材料 遂毫交遵大举醺硪究生学位论文第 3 褒 赞这块( 蠢接费爝) ，因北，还要考感时闻困索的影喻。 最最，还要考虑工程疑在她区熬影响。在我髫懿不凰选送取费拣准不一 样，在偏远的西藏、新鞭的取费标准要比我国其它地区商褥多的多。我按 照公路基本建设工程概算、强翼编割办法中的取费拣准，把我国分为 、二、三，三类地区。把此亦当作一个工程特性。 综上衙述，一共是十一个工程特性，觅表2 3 。这十一个工程特注可隧 院较全面的反映出公路工稔的造价情况。 袭2 ，3 模登辑遥至稔特缝袭 痔蛩工程特毪 l 鼹基士石方 2 路基宽度 3 单位公里桥梁数凝1 4 擎谴公里隧遴数爨 5 荤便公里分离立交数量 6 单位公里通道数擞 7 单位公里互遵立交数量 8 路面形式( 龟括沥脊混凝土路面，水泥混凝土路面) 9 筑蕊特餐( 镪括平艨徽聂嚣，由蛉涎，羹聂区) 1 0 对潮毽素 1 1 所在地区 2 。1 3 公路工程遴价估冀知识瓣建模的启发 投资估髯是鏊零建设前赣工作晌重黉环节之。在拟建项目决策前进 抒熬疆基建议书秘霹季亍憋磷究摄像熬编囊l 申，授瓷估篓爨爨不可少簸工佟。 在基本建没中，授炎髂簿熬主蘩诈溺有戳下凡个方褥： ( 1 ) 满足建设城霉建 义书祁可行性研究以及设计镁努书的箨要，佟戈 上披帝援谂滠建设殒嚣是委戚立瓣必要袋据之一； ( 2 ) 满足工程设计投标的需要，供衡量评价设计方紫的经济合理性： ( 3 ) 满足限额设计躺糯要，遵过对各设计专溲实行按投资切块控露， 在定范国内确定设计方案和标准，促使设计单位在本职范围内，从方案 设计、初步设计、施工圈设计各阶段率先把握道价控制关，为最终合瑾勰 寇和有效控稍建设投资奠定蘑础。 2 。3 然冀据拣 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 估算指标是正确编制投资估算、合理确定项目投资定额的重要基础。 估算指标作为项目前期服务的一种扩大的技术经济指标，具有较强的综合 性和概括性。估算指标分为综合指标和分项指标”】。 综合指标用于项目建议书投资估算，是按公路等级及地形条件分别编 制的。综合指标中包括的主要项目有：路基、路面、隧道、桥涵、交叉、 安全设施、服务设施等，但不包括全长1 0 0 0 m 以上的特大桥梁工程、辅助 工程、支线工程等主要工程。因为它是将不同的工程项目综合在一起考虑 计算出来的指标，故称综合指标口】。线路工程中有1 0 0 0 m 以上( 含1 0 0 0 m ) 的特大桥以及独立大、中桥工程，按分项指标的大( 中) 桥工程有关项目 计算。 分项指标适用于工程可行性研究报告投资估算。分项指标是按照路基、 路面、隧道、涵洞、小桥及跨径小于2 0 m 的中桥及大桥、交叉工程、安全 设施、服务设施等主要项目分别编制，故称为分项指标 5 1 。在项目的划分 上要比综合指标详细，这也是分项指标和综合指标的区别所在。 路基工程包括土方、石方、粉煤灰及填石路堤、排水与防护、特殊路 基处理等五项指标。各项指标单位：土方、石方、粉煤灰及填石路堤的指 标单位为1 0 0 0 m 3 ，排水与防护的指标单位为1 0 0 m3 圬工和1 公路公里， 特殊路基处理的指标单位为l k m 。粉煤灰及填石路堤工程量按设计断面压 实方计算。排水与防护按挡土墙、防岸墙、护坡、边沟、急流槽等圬工( 包 括混凝土、浆砌及干砌) 实体数量计算。特殊路基处理工程量按需要处理 的路基长度计算。 隧道工程的洞身、装饰、照明及通风按隧道正洞面积计算，即隧道的 长度与隧道宽度的乘积。涵洞工程指标单位为1 道，工程量计算不分涵洞 类型按总道数计，但跨径小于0 5 m 的灌溉涵不参加计算。桥梁工程指标分 为小桥及标准跨径小于2 0 m 的中桥，标准跨径大于2 0 m 的中桥及大桥，技 术复杂的大桥等项。指标单位：小桥和中桥、一般结构大桥及技术复杂大 桥的上部构造为1 0 0 m 2 ，工程量按桥面面积计算，即桥梁全长与桥面宽度 的乘积。交叉工程包括互通式立体交叉、分离式立体交叉、平面交叉、通 道、人行天桥即渡槽等五项指标。互通式、分离式立体交叉又分别按跨线 桥、被交道、匝道编制。平面交叉指标为1 处，工程量按需要设置交叉的 总处数计算。通道的指标单位为1 道，工程量按涵洞式通道和小桥式通道 的总道数计算。人行天桥指标单位为l 座，工程量按需设置的总座数计算。 2 1 3 2 从估算知识中得到的启发 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 第一，估算指标是以单位公里计，所以模型中所有的量( 除修建年份 和地貌特征所在地区外) 也都将以单位公里计。 第二，在模型中，各个工程特性的单位和估算指标中的指标单位采用 一致的量。比如路基土石方的单位是1 0 0 0m3 ；涵洞工程的单位为1 道。 但是，由于工程特性中已经采用了“路基宽度”这以因素，为了减少不必 要的重复，所以指标单位为面积计算的可以简化为长度。 第三，模型所选因素应该在单位工程所包括指标的基础上建立，并可 以做出适量的简化。比如路基工程包括土方、石方、粉煤芡及填石路堤、 排水与防护、特殊路基处理等五项指标。但是对工程费影响较大的几项是 土方、石方和特殊路基处理，所以模型在选取的工程特性中选用这三项。 在本论文中，由于特殊路基处理这一项的资料收集不全，并且它对造价的 影响相对较小，因此这一项也没有在模型中体现。 第四，由于材料费、机械使用费需按年价格予以调整。估算指标中是 以1 9 9 6 年为基年，年价格上涨率一般取5 计算 5 1 。本文吸取这个经验， 对公式进行部分调整，得出下列公式： a = b ( 1 + 5 ) ”1 ( 2 一i ) 式中：a 一一该工程造价换算到1 9 9 6 年的价格； b 一一该工程造价编制年的价格； n 造价编制年至1 9 9 6 年的年数。例如：某公路工程项目的造价 在1 9 9 4 年编制，则 n = 1 9 9 6 1 9 9 4 + 1 = 3 基于以上原理，本模型需要对部分所收集的原始数据按年代进行调整， 以提高模型的精确性和科学性。 第五，估算指标中，线路工程中有1 0 0 0 m 以上( 含1 0 0 0 m ) 的特大桥 以及独立大、中桥工程，应按分项指标的大( 中) 桥工程有关项目计算。 这一点在模型中也有体现，对于特大桥和结构复杂的大桥，需要从总造价 中提取出来，单独计算。 2 2 模糊数学和神经网络的结合 2 2 1 模糊数学和神经网络的特点 模糊数学的研究对象是客观世界里的大量的模糊概念，从这些模糊概 念里求得数量规律，然后用精确的数学方法来处理它。模糊集合是在客观 嚣囊交遘大学琰士疆突生学位论文第16 粪 存谯的模糊概念的必然反映，所谓的模糊概念就魁边界不清楚、外延不明 确的概念。模凝摄念在生潺中德拎邸是，我们就不鼹说畴确这些零物，嚣 模糊数学就是从数学上说明白这些模糊概念。扎德就是引用模糊集合来说 明：在一个集合中，某些元素是否属于这个模糊集合并不是菲此即彼。说 的鼹明确些就是，既不能认为这些元素完全属于这个集合，也不能认为它 完全属于另一个集合，而疑处于一种亦此亦彼、模棱两可的状态【l ”。 模糊数学豹密瑷标志辫辩学已经发震戮一个燕鸯弱高级酶除段，麓够蠲 数学的方法来处理带有模糊性的受杂问题模糊数攀允许模糊表示，并积极 懿楚理模翱聚