基于FTA的電力工程基本預(yù)備費(fèi)影響因素重要度分析

李越，楊穎蓉，侯學(xué)良

(華北電力大學(xué)工程技術(shù)與管理研究所，北京市 102206)

基于FTA的電力工程基本預(yù)備費(fèi)影響因素重要度分析

李越，楊穎蓉，侯學(xué)良

(華北電力大學(xué)工程技術(shù)與管理研究所，北京市 102206)

為了能夠找出基本預(yù)備費(fèi)各影響因素自身在導(dǎo)致其費(fèi)用發(fā)生方面的重要程度，運(yùn)用故障樹分析法(fault tree analysis， FTA)，在構(gòu)造出影響因素故障樹模型的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)變更、自然災(zāi)害、建設(shè)場(chǎng)地變更三大影響因素的相關(guān)發(fā)生概率進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，推導(dǎo)出各影響因素的敏感程度和重要程度。其結(jié)果表明，該方法得出了導(dǎo)致電力工程基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的三大主要影響因素在其中所處的地位和優(yōu)先級(jí)，為在電力工程的實(shí)際建設(shè)過程中提高基本預(yù)備費(fèi)的使用效率提供了理論參考依據(jù)。

基本預(yù)備費(fèi)；影響因素；故障樹分析法(FTA)；重要度

0 引 言

根據(jù)文獻(xiàn)[7]得知，故障樹分析法(fault tree analysis， FTA)具有：通過邏輯符號(hào)繪制出逐漸展開的樹狀圖，簡(jiǎn)明清晰；不僅可以做定性而且也可以做定量分析等優(yōu)點(diǎn)，使其在影響因素問題分析上具有應(yīng)用前景。

基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生不是單純的只受1個(gè)因素影響，而是受多個(gè)因素的影響。其中對(duì)于影響因素的分析，多數(shù)情況只是依靠專家經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，無(wú)法對(duì)各因素的關(guān)系做出定量的分析。為此本文利用FTA就基本預(yù)備費(fèi)的主要影響因素進(jìn)行定量分析，構(gòu)建了重要度分析模型。

1 電力工程基本預(yù)備費(fèi)構(gòu)成及影響因素

1.1 基本預(yù)備費(fèi)構(gòu)成

DL/T 5367—2007《電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》[8]規(guī)定，基本預(yù)備費(fèi)是因工程變更和為預(yù)防自然災(zāi)害以及其他不確定性因素而造成的損失所事先準(zhǔn)備的工程建設(shè)費(fèi)用，其費(fèi)用計(jì)取是基于建筑工程費(fèi)、安裝工程費(fèi)、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和其他費(fèi)(不含基本預(yù)備費(fèi))之和，即：基本預(yù)備費(fèi)=[建筑工程費(fèi)+安裝工程費(fèi)+設(shè)備購(gòu)置費(fèi)+其他費(fèi)(不含基本預(yù)備費(fèi))]×基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率。

根據(jù)這個(gè)定義，在實(shí)際的電力工程概預(yù)算的編制過程中，通常將其理解為三大部分，包括：

(1)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)允許限度里，由于在技術(shù)、施工圖設(shè)計(jì)和施工過程中而發(fā)生的余外費(fèi)用，以及設(shè)計(jì)變更等造成的余外工程費(fèi)用。

“這是大醫(yī)院的責(zé)任擔(dān)當(dāng)?！笔⒕┽t(yī)院護(hù)理部主任范玲告訴記者，醫(yī)院在2013年成立了延伸護(hù)理管理委員會(huì)，并設(shè)立了出院隨訪組、網(wǎng)絡(luò)信息管理組和社區(qū)服務(wù)組，旨在將更為全面深入的護(hù)理服務(wù)延伸至社區(qū)，直至每個(gè)家庭。

(2)施工階段，由于受自然災(zāi)害影響導(dǎo)致的損失，以及為防止自然災(zāi)害發(fā)生而帶來?yè)p失事先采用相應(yīng)舉措的費(fèi)用。當(dāng)該工程納入保險(xiǎn)時(shí)，費(fèi)用可加以調(diào)低。

(3)征地、拆遷的價(jià)差，即建設(shè)場(chǎng)地變更費(fèi)[9]。

1.2 影響因素分析

電力工程作為一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，涉及領(lǐng)域?qū)挿?，因此，基本預(yù)備費(fèi)的影響因素也較多。但依據(jù)DL/T 5367—2007《電網(wǎng)工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，以及電力工程在實(shí)際中的應(yīng)用，可以將其主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面。

(1)設(shè)計(jì)變更因素。設(shè)計(jì)變更就是所謂的工程在建設(shè)的整個(gè)進(jìn)程當(dāng)中，為了確保工程質(zhì)量，對(duì)工程設(shè)計(jì)不斷加以改善和對(duì)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)矯正，以及為了符合施工現(xiàn)場(chǎng)要求而發(fā)生變動(dòng)所需展開的在設(shè)計(jì)方面的修改工作[10-11]。其在表現(xiàn)形式上可分為6種類型，即由于設(shè)計(jì)變更而造成工程量的變動(dòng)；由于設(shè)計(jì)變更而造成部分工程內(nèi)容不得不被撤銷；由于設(shè)計(jì)變更而造成的工程性質(zhì)、質(zhì)量的變動(dòng)；由于設(shè)計(jì)變更而造成的工程某些部分的大小、位置的變動(dòng)；由于實(shí)現(xiàn)工程竣工而必須開展的某些類型的附加工作；由于規(guī)范更改而導(dǎo)致工程任意部分規(guī)定的施工順序或時(shí)間安排的變動(dòng)[12]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生一般設(shè)計(jì)變更(0～50 萬(wàn)元)的百分比為94.24%，其中造成工程費(fèi)用增加的占98.30%，且發(fā)生變更的費(fèi)用又占基本預(yù)備費(fèi)的39.90%。

(2)自然災(zāi)害因素。在電力工程中無(wú)論是電廠的建設(shè)，還是線路的架設(shè)，都含有大量的室外作業(yè)，因此，在施工過程中必然會(huì)受到自然環(huán)境因素的影響，甚至?xí)?yán)重制約到工程的順利進(jìn)行。對(duì)于源自于自然的影響，雖然一些因素可以預(yù)先加以管控，如不良的地質(zhì)條件、較差的作業(yè)環(huán)境等，但仍有很多因素不易控制，如突如其來的臺(tái)風(fēng)、地震、暴雪等。因此，在工程建設(shè)過程中，一旦出現(xiàn)此類問題，就必然會(huì)導(dǎo)致基本預(yù)備費(fèi)的發(fā)生，即發(fā)生的費(fèi)用占到基本預(yù)備費(fèi)的100%[13]。同時(shí)，站在現(xiàn)實(shí)的角度來看，這些不可抗力的自然影響給工程帶來嚴(yán)重且不可控的災(zāi)害概率還是比較低的。依據(jù)我國(guó)所頒布的GB 50009—2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[14]可以得知，若設(shè)計(jì)的建筑物或構(gòu)筑物壽命為100年，此類不可控的自然災(zāi)害影響概率約為2%，即使是可能給工程帶來較大影響的自然災(zāi)害，其發(fā)生概率也僅為3%～5%。同時(shí)，從大量的工程實(shí)際記錄來看，工程中很少發(fā)生源于一般自然災(zāi)害而發(fā)生基本預(yù)備費(fèi)的情況。

(3)建設(shè)場(chǎng)地變更因素。建設(shè)場(chǎng)地征用費(fèi)是指為得到工程在建設(shè)過程中必須滿足的場(chǎng)地所支出的相關(guān)費(fèi)用，主要包括：征地費(fèi)用、房屋拆遷賠償、林木賠償。而建設(shè)場(chǎng)地變更主要指超出相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)生的余外征地費(fèi)用、房屋拆遷賠償、林木賠償費(fèi)用。因此，基于對(duì)建設(shè)場(chǎng)地變更費(fèi)的簡(jiǎn)單了解，可以繼續(xù)研究該因素對(duì)基本預(yù)備費(fèi)的影響程度。由于電力工程涵蓋范圍比較廣，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地發(fā)生變化的概率和其中造成費(fèi)用增加的概率均選取統(tǒng)計(jì)中的最大概率，故建設(shè)場(chǎng)地發(fā)生變化的概率為29.40%，其中，造成費(fèi)用增加即建設(shè)場(chǎng)地變更的概率為33.02%。而且，只要出現(xiàn)該問題就一定會(huì)引起基本預(yù)備費(fèi)的發(fā)生，即發(fā)生的費(fèi)用占到基本預(yù)備費(fèi)的100%。

2 FTA

FTA將故障樹的頂事件設(shè)為目標(biāo)函數(shù)，用方框加以標(biāo)記；而中間事件則設(shè)為對(duì)頂事件發(fā)生有影響的全部直接原因，同樣用方框加以標(biāo)記，而其與頂事件通過邏輯門來實(shí)現(xiàn)其間的連接；緊接著再分析出導(dǎo)致每個(gè)中間事件出現(xiàn)的全部直接原因，將其視為下一級(jí)的中間事件并通過邏輯門實(shí)現(xiàn)跟上一級(jí)中間事件的連接[15]；按此流程一直延續(xù)到找到導(dǎo)致各分支發(fā)生的所有直接原因，以此作為故障樹分析的底事件，用圓形符號(hào)代表，最終呈現(xiàn)出一個(gè)倒置的樹狀邏輯圖，其構(gòu)造過程如圖1所示。

通過對(duì)概念的形象了解，不難看出FTA是一種采用邏輯的方法，能夠清晰、直觀地解決問題。FTA中既包括定性分析也包括定量分析，這樣不僅發(fā)揮了定性分析的特性，即能從最小割集和結(jié)構(gòu)重要度兩方面，對(duì)引起頂事件發(fā)生的所有直接原因進(jìn)行分析；而且，結(jié)合定量分析優(yōu)勢(shì)，即根據(jù)概率重要度系數(shù)和臨界重要度系數(shù)或危險(xiǎn)重要系數(shù)，得到頂事件發(fā)生的概率[16]。

對(duì)于最小割集的求解方法是：從頂事件逐級(jí)遞減，依據(jù)分支點(diǎn)的不同邏輯關(guān)系及相應(yīng)法則，依次將邏輯門的輸出事件轉(zhuǎn)為輸入事件，直至替換到底事件為止，從而保證了每一行都是由若干個(gè)底事件構(gòu)成，這樣就得到了一個(gè)割集，隨即運(yùn)用布爾代數(shù)法則對(duì)割集進(jìn)行簡(jiǎn)化，最終得到所有最小割集[17]。

圖1 故障樹構(gòu)造過程

3 影響因素分析建模

3.1 前提假設(shè)

將影響基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的因素列出建模，并把每個(gè)因素分解成相互獨(dú)立的分析模塊。頂事件則設(shè)置為發(fā)生基本預(yù)備費(fèi)，依據(jù)基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的原因分析，找出所有能引起基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的影響因素，作為一級(jí)影響因素，同時(shí)根據(jù)這些影響因素向下一級(jí)分析，直至分析找到基本影響因素，從而構(gòu)建出一棵基本預(yù)備費(fèi)影響因素故障樹[18]。

假設(shè)基本預(yù)備費(fèi)影響因素體系是由若干個(gè)相互獨(dú)立的模塊構(gòu)成，各模塊均呈現(xiàn)發(fā)生和不發(fā)生兩種狀態(tài)。按此，該問題模型的構(gòu)建中，設(shè)基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生為頂事件，用C1表示；設(shè)計(jì)變更、自然災(zāi)害和建設(shè)場(chǎng)地變更為中間事件，分別用D1、D2、D3表示；一般設(shè)計(jì)變更、工程費(fèi)用增加、占基本預(yù)備費(fèi)為設(shè)計(jì)變更范圍下的底事件，分別用J1、J2、J3表示，較大自然災(zāi)害、占基本預(yù)備費(fèi)為自然災(zāi)害范圍下的底事件，分別用J4、J5表示，建設(shè)場(chǎng)地變化、工程費(fèi)用增加、占基本預(yù)備費(fèi)為建設(shè)場(chǎng)地變更范圍下的底事件，分別用J6、J7、J8表示，即存在影響因素體系={C1，D1，D2，D3，J1，J2，J3，J4，J5，J6，J7，J8}，針對(duì)這些因素，通過對(duì)62位專業(yè)人員的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析得出其發(fā)生的概率值如表1所示。

3.2 模型構(gòu)建

在各個(gè)事件之間邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，借助故障樹的圖形表示方式將各事件之間的相互關(guān)系描繪出來，即形成基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的影響因素故障樹，如圖2所示。

表1 各事件發(fā)生概率

圖2 故障樹模型

3.3 故障樹分析

按照上述求最小割集的方法，求得該問題的最小割集為K1={J1，J2，J3}，K2={J4，J5}，K3={J6，J7，J8}，Ki表示發(fā)生基本預(yù)備費(fèi)的可能性，如圖3所示。

圖3 最小割集

同時(shí)，借助各事件之間的相互關(guān)系，得出每個(gè)最小割集發(fā)生的概率，即PK1=PJ1PJ2PJ3=0.37，PK2=PJ4PJ5=0.05，PK3=PJ6PJ7PJ8=0.10，從而得出頂事件發(fā)生的概率為PC1=PK1+PK2+PK3=0.52。再對(duì)Pi求一階導(dǎo)數(shù)就可以得到各事件的概率重要度系數(shù)，即

(1)

得到：Fp(J1)=0.39；Fp(J2)=0.38；Fp(J3)=0.92；Fp(J4)=1；Fp(J5)=0.05；Fp(J6)=0.33；Fp(J7)=0.29；Fp(J8)=0.10；Fp(K1)=1；Fp(K2)=1；Fp(K3)=1。

最后，得到通過臨界重要度系數(shù)：TJ1=0.705；TJ2=0.716；TJ3=0.708；TJ4=0.096；TJ5=0.096；TJ6=0.184；TJ7=0.184；TJ8=0.192；TK1=0.712；TK2=0.096；TK3=0.192。

顯然：Fp(J4)>Fp(J3)>Fp(J1)>Fp(J2)>Fp(J6)>Fp(J7)>Fp(J8)>Fp(J5)；Fp(K1)=Fp(K2)=Fp(K3)=1。雖然設(shè)計(jì)變更、自然災(zāi)害、建設(shè)場(chǎng)地變更地位相同，即這些因素的變動(dòng)對(duì)基本預(yù)備費(fèi)的敏感程度基本相同，但是，臨界重要度系數(shù)TJ2>TJ3>TJ1>TJ8>TJ6=TJ7>TJ4=TJ5，TK 1>TK 3>TK2，即在重要程度方面，設(shè)計(jì)變更因素最重要，其次是建設(shè)場(chǎng)地變更因素，相比之下自然災(zāi)害因素重要程度最低，故影響因素中在優(yōu)先采取措施預(yù)防基本預(yù)備費(fèi)發(fā)生的問題上，設(shè)計(jì)變更要優(yōu)于建設(shè)場(chǎng)地變更優(yōu)于自然災(zāi)害的次序加以考慮。最終可以得出，即使各模塊處于同一地位，但通過臨界重要度系數(shù)可以劃分各模塊的優(yōu)先級(jí)別，事先了解到哪些模塊應(yīng)該及早預(yù)防而哪些模塊可以放緩，同時(shí)可以清晰地了解到各影響因素模塊之間的邏輯關(guān)系。

4 結(jié) 論

(1)影響基本預(yù)備費(fèi)的主要因素中，當(dāng)設(shè)計(jì)變更、自然災(zāi)害、建設(shè)場(chǎng)地變更發(fā)生變動(dòng)時(shí)，對(duì)基本預(yù)備費(fèi)的敏感程度利用概率重要度系數(shù)分析得出其基本相同。

(2)利用臨界重要度系數(shù)對(duì)基本預(yù)備費(fèi)各影響因素的重要程度分析得知，設(shè)計(jì)變更最重要，其次是建設(shè)場(chǎng)地變更，相比較之下自然災(zāi)害重要程度最低。

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(編輯：蔣毅恒)

ImportanceAnalysisonInfluencingFactorsofBasicReserveFundinPowerEngineeringBasedonFTA

LI Yue, YANG Yingrong, HOU Xueliang

(Institute of Construction Technology and Management, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

In order to find out the importance degree of influencing factors in basic reserve fund, based on the fault tree analysis (FTA), this paper constructed the FTA model for influencing factors. On this basis, the associated probabilities of occurrence of three main influencing factors: design changes, natural disasters and construction site changes were surveyed and analyzed. And then, the sensitivity and importance of each influencing factor were deduced. The results show that the method can obtain the status and prior of the three affecting factors in the basic reserve fund of power engineering, which can provide a theory reference value for the utilization efficiency increase of basic reserve fund during the actual construction process of power engineering.

basic reserve fund; influencing factors; fault tree analysis(FTA); importance

國(guó)家自然科學(xué)基金(71171081)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才項(xiàng)目(NCET-11-0633)。

TM 74

： A

： 1000-7229(2014)09-0114-04

10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.021

2014-04-22

：2014-06-04

李越(1988)，女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣こ添?xiàng)目管理，E-mail： scorpion881030@163.com；

楊穎蓉(1989)，女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣こ添?xiàng)目管理；

侯學(xué)良(1966)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榻ㄔO(shè)工程項(xiàng)目管理、工程信息管理。