基于數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)工程造價控制方法

董磊 魏博 安世華 梅曉輝 徐向陽

摘要：配電網(wǎng)建設(shè)形式多樣化發(fā)展增加了大量不確定因素，這些因素是工程設(shè)計規(guī)劃和現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)差異化的主要原因。配電網(wǎng)投資規(guī)模僅次于骨干網(wǎng)，因此在建設(shè)網(wǎng)絡的同時，從全壽命周期的角度嚴格控制工程造價，將其貫穿于工程項目運行的全過程，綜合提升公司的經(jīng)濟效益。提出了利用大數(shù)據(jù)分類計算的數(shù)據(jù)處理方法，通過改進的K-means方法對工程投資各環(huán)節(jié)進行系數(shù)估計，當發(fā)現(xiàn)某個系數(shù)出現(xiàn)大幅度偏差時，立即進行投資調(diào)整，避免造成整體投資過高，節(jié)約基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；工程；造價；投資；控制

中圖分類號：TP311文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2019）17-61-4

0引言

隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)也迎來了新一輪的升級改造熱潮，將會引入新技術(shù)、新設(shè)備及平臺，給配電網(wǎng)帶來創(chuàng)新血液。配電網(wǎng)工程建設(shè)有投資金額大、節(jié)點多、單規(guī)模小和資金回收周期長等特點，且不確定因素較多，在項目實施全過程中，往往會因為某些因素的變化而帶來資金改變，導致預算和工程實際投資的差距較大，有時可達40%，其中政府影響因素可能占10%左右。高偏差會造成電網(wǎng)投資的極大浪費，不能合理利用建設(shè)資金。本文旨在分析配電網(wǎng)工程各階段造價管控存在的問題及原因，探討解決方法和管理措施，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時，合理有效地控制成本，節(jié)約資金和資源，提高企業(yè)投資效益，爭取偏差控制在20%（目標為10%）。

1影響配電網(wǎng)工程造價不精準因素分析

1.1環(huán)境影響

最不可預知的是自然環(huán)境因素，例如天氣或自然災害等不可抵擋因素，在施工過程中能直接阻止持續(xù)施工，影響施工進度，如果遇見長時間的災害，則會嚴重影響建設(shè)周期，運行維護費也會升高。自然災害嚴重破壞施工現(xiàn)場，也嚴重損害建工財產(chǎn)。有時提前規(guī)劃的地塊、路徑等會由于地理環(huán)境的破壞，需要重新選址，必須采取不同的施工方式繼續(xù)進行，這些都會嚴重導致預算超額。

1.2人為因素

人員的技術(shù)能力是項目實施的核心，并且貫穿整個項目周期。從設(shè)計咨詢開始，設(shè)計方案應充分考慮方案的合理性，并具有應急機制，當出現(xiàn)變更時可以最節(jié)省的方式繼續(xù)施工，減輕難度；在采購階段，人員依靠專業(yè)能力，選擇性價比高的設(shè)備材料，對物料精準控制，避免影響后期的施工；在實施過程中，可對施工工藝、承包人能力等進行有效評估，發(fā)現(xiàn)違規(guī)等不良行為，盡早規(guī)避。

1.3政策因素

配網(wǎng)統(tǒng)推建網(wǎng)是國網(wǎng)統(tǒng)一安排的項目行為，在一定的行業(yè)需求下具備強制性，但這種強制性僅僅能夠限制國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部，而配電網(wǎng)建設(shè)屬于國家基礎(chǔ)設(shè)施項目范疇，建設(shè)選址、施工周期等都需要政府部門出具相關(guān)文件，而流程的審批周期會嚴重影響項目實施周期。而且，國家政策大于國網(wǎng)行業(yè)發(fā)展要求，往往突發(fā)性的上級政策會直接推翻項目前期，對項目也是一種很大的打擊。需要在項目前期進行周密調(diào)研，洞察各方面信息，降低因政策變動而引起的損失。

1.4社會因素

配網(wǎng)屬于“最后一公里”網(wǎng)絡，所以建設(shè)前需直接與業(yè)主溝通，但經(jīng)常會發(fā)生征地補償糾紛，如村民阻撓、周邊企業(yè)摻合及政府干預等，阻礙施工順利進行。這類社會事件會延遲實施周期，應嚴格管控談判時間，采取合理的談判條款，盡力協(xié)調(diào)。

1.5管理規(guī)范因素

配網(wǎng)項目的實施和普通項目的實施過程一致，每個階段都會涉及到投資，因此每個階段都要嚴格控制投資資金。目前來看，每個階段都存在由于各種疏忽或者事故而造成的資金浪費，并缺乏及時的處理措施。應制定嚴格的管理規(guī)范，避免設(shè)計考慮不周全、工程造價存在偏失和工程實施周期不合理等現(xiàn)象，將設(shè)備及施工造價控制在最低可接受范圍內(nèi)[1-2]。

2配電網(wǎng)全壽命周期工程造價控制理論研究

配電網(wǎng)的工程造價是貫穿配網(wǎng)項目全壽命周期的一項巨大工程，每個階段都會涉及龐大的費用，應利用有效的造價管控手段對每一個投資細節(jié)進行嚴格控制。從工程周期看，包括規(guī)劃立項、設(shè)計咨詢、招標采購、安裝施工、竣工驗收和工程維護等費用，每一個實施階段的投資變更都會對總投資產(chǎn)生影響；從工程投資明細來分，包括安裝工程費、銀行貸款利息、設(shè)備購置費和設(shè)備測試費等。對于工程造價而言，最核心的就是實時的價格機制，因此配電網(wǎng)工程一定要制定在國家宏觀政策下的以市場為主的價格機制，以期在一定程度上影響投資宏觀決策并提高項目經(jīng)濟效益。本文采用以價格控價為基礎(chǔ)，以全壽命周期為主線的配網(wǎng)工程造價控制方法。

2.1立項階段

立項工程第一步，雖投資不大，但至關(guān)重要。應綜合調(diào)研國家、市場、行業(yè)內(nèi)外的現(xiàn)狀，統(tǒng)籌做好結(jié)合各類規(guī)劃的合理布局，采用可持續(xù)兼容發(fā)展的思維，將多面因素協(xié)調(diào)一致，制定最優(yōu)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡架構(gòu)；并且要提前同市政、環(huán)保等各部門協(xié)商項目需求及可行性，獲取項目涉及到的許可證；進行投資、效益、發(fā)展等綜合分析，看項目是否具備一定的收益比，并對社會、國家發(fā)展具有積極的發(fā)展推動作用。立項階段的投資主要在調(diào)研、專家分析等方面，占比大約在5%，應提前制定調(diào)研方案，保證調(diào)研部門的全面和順序，既不矛盾也不漏項，良好的決策是配電網(wǎng)建設(shè)的先決條件。

2.2咨詢設(shè)計

該階段投資占比10%。這部分投資應選擇專業(yè)的具備一級設(shè)計資質(zhì)的公司進行設(shè)計。根據(jù)調(diào)研方案，綜合考慮選址、環(huán)境和建設(shè)技術(shù)等因素，至少設(shè)計2種可選方案，遵循經(jīng)濟適用原則，嚴格按照標準化規(guī)范設(shè)計，尤其選擇規(guī)范的最新定額標準制定預算，嚴格按照圖紙認真編制造價文檔，選擇最新的協(xié)議庫存標準作為參考，制定設(shè)備材料價格。一般包含可研設(shè)計和初步設(shè)計，初步設(shè)計概算要低于可研估算，會在原基礎(chǔ)上有部分核減。基于此，應提升設(shè)計人員的專業(yè)能力，提升設(shè)計文件的質(zhì)量，并制定相應的設(shè)計考核機制，對方案的設(shè)計、比選和造價審核等各個細節(jié)規(guī)范約束，保障設(shè)計方案的集約性和有效性。

2.3招標采購

要嚴格遵循價格核心機制，按照最低價標準采購設(shè)備，避免出現(xiàn)泡沫型無理由高價采購現(xiàn)象出現(xiàn)。制定招標規(guī)范，從制定技術(shù)規(guī)范書、掛網(wǎng)開標、投標、評標到中標，每一步都要符合法規(guī)要求，杜絕不法的行為出現(xiàn)，例如故意抬高投標價格、技術(shù)規(guī)范設(shè)備參數(shù)存在漏洞和評標不嚴等，導致一些高價格的設(shè)備廠家中標，嚴重提升工程造價，采購時應對照技術(shù)規(guī)范要求，切忌出現(xiàn)采購人員能力欠佳而購買不符合要求的低質(zhì)量產(chǎn)品，影響工期和項目整體質(zhì)量[3]。

2.4工程施工和竣工驗收

施工過程中遇到的不可預知因素較多，上面提到的環(huán)境、社會和人為等因素都會在該過程體現(xiàn)。施工督導人員應具備一定的應變能力，當出現(xiàn)困難事件時，能及時找到最佳方案，充分結(jié)合各部門力量，共同協(xié)調(diào)解決，既節(jié)約了工時，也能降低方案變更成本。工程施工過程中應安排一位技術(shù)及協(xié)調(diào)等綜合能力較強并具備設(shè)計咨詢能力的人員擔當督導，能夠完全了解及掌控施工全過程，能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，工程實施嚴格按照設(shè)計方案、施工圖紙要求開展?？⒐を炇找蟀凑占夹g(shù)規(guī)范書來逐一審核，避免由于驗收的疏忽導致后期運維過程中出現(xiàn)較大的事故。

2.5運行維護

運行維護是一個長期過程。配電網(wǎng)的運行維護比骨干網(wǎng)更加復雜，點多類型不一，例如上?；具x型為地埋式的配網(wǎng)建設(shè)方式，給運維帶來了很大挑戰(zhàn)，要精準地找到故障點需要付出較大的代價。因此，應提升運維人員的素質(zhì)，通過智能化手段精準定位故障源并盡量采取遠程維護的一站式解決故障，降低運維成本。制定合理的運維流程，避免由于無序運維帶來的投資浪費，降低工程成本[4]。

3基于工程造價控制的投資統(tǒng)計方法研究

由上述分析可知，影響配網(wǎng)工程造價的環(huán)節(jié)和因素很多，應選擇一種具有分類性的統(tǒng)計方法來分別對各環(huán)節(jié)因素進行分析評價。聚類分析法比較適合這類工程評價，可以通過自適應分類方法實時了解工程造價情況，當某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)較大偏失，則可以立即采取補救措施。

聚類分析法是較成熟的工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析法，并且具有龐大的算法體系，不同的子算法已經(jīng)應用于各類工程項目中，且都有較好的實踐應用。聚類算法有K-means、基于因子、基于密度和層次分析等算法。每個算法都有其特殊性，需要根據(jù)應用條件的不同選擇對應的算法。K-means算法相對簡單，計算速度快，預測精準度沒有那么高，比較適合配網(wǎng)工程造價。對于配網(wǎng)這種較大投資的工程來說造價精度需求較低，但K-means算法計算的隨機性較大，很難確定簇的個數(shù)，因此需對K-means算法略做改進。

本文提出一種基于輪廓系數(shù)的K-means聚類算法。傳統(tǒng)的K-means算法中確定每一個點的分類時，需要對這個點和每一個簇中的點反復計算后才能確定所在簇中的位置，計算效率太低，輪廓系數(shù)法可以通過節(jié)點和輪廓系數(shù)的比較計算而判斷所屬位置，大大提升速率。所謂輪廓系數(shù)法其實是在層次聚類算法的基礎(chǔ)上提出的一個優(yōu)化系數(shù)，利用相似性來確定聚類的簇數(shù)，提升算法的整體效率。輪廓系數(shù)是將數(shù)據(jù)集中的任一對象與本簇中其他對象的相似性以及該對象與其他簇中對象的相似性進行量化，且將量化后的2種相似性以某種形式組合，獲得聚類的優(yōu)劣評價標準。改進的K-means聚類算法詳細流程如下：

①初始化：隨機選擇個對象作為簇的初始中心，設(shè)置為對象總數(shù)，配電網(wǎng)工程造價數(shù)據(jù)樣本集=（1，2，...，），為迭代的次數(shù)，并且<。

輪廓系數(shù)的值在-1～1之間變化，當<時，對于第個對象，其輪廓系數(shù)值為正；反之為負。取平均后得到最佳聚類輪廓系數(shù)，從而推斷簇值。

③計算某個點到簇中心對象的均值，把每個對象分到最相似的簇。

④重復以上操作，直到中心不再發(fā)生變化，平方誤差函數(shù)收斂。

通過改進的方式可以大大減少重復計算次數(shù)，從而提升算法效率。

通過實驗仿真數(shù)據(jù)驗證評估算法的有效性，選擇一個地市配電工程全壽命周期的投資數(shù)據(jù)作為仿真采樣值，在Matlab7.0中進行仿真，根據(jù)項目周期數(shù)據(jù)分為6個階段進行驗證，計算平方誤差值，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，工程立項造價平均誤差=0.237，咨詢設(shè)計平均誤差=0.048，招標采購平均誤差=0.041，工程施工平均誤差=0.216，驗收竣工平均誤差=0.071，運行維護平均誤差=0.099。工程施工階段和運行維護階段工程造價的誤差值較高，說明這部分的突發(fā)情況較高，并且在階段3時出現(xiàn)的幾率最高，那么應在這部分加強造價管控，從提升員工技術(shù)能力及在工程設(shè)計時提供多種可備選方案作為應急措施，并對每種方案的投資進行較詳細的羅列和分析，作為后期現(xiàn)場施工時的選擇依據(jù)[5]。

4配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)深化應用效果分析

配電網(wǎng)投資比例已經(jīng)在電網(wǎng)總投資中逐步提升，從過去的10%到現(xiàn)在的45%，可見國網(wǎng)對配電網(wǎng)的重視程度。從技術(shù)發(fā)展來看，骨干電網(wǎng)建設(shè)已發(fā)展到一定的瓶頸階段，突破可能還需一段時間的運行積累。配電網(wǎng)的多態(tài)性和多樣性，注定發(fā)展速度會快很多，在電網(wǎng)末端與多個部門融合發(fā)展，形成營配調(diào)數(shù)據(jù)融會貫通平臺，部分會有重復投資，為避免資金浪費，應將配電網(wǎng)的投資數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)輸送到電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺上，分別計算其對各應用系統(tǒng)的影響，將數(shù)據(jù)滲透到各業(yè)務系統(tǒng)中，并能夠調(diào)節(jié)各系統(tǒng)的投資規(guī)模，形成資金最優(yōu)的良性循環(huán)系統(tǒng)[6]。

跨業(yè)務平臺的綜合工程造價如圖1所示。大數(shù)據(jù)平臺上存儲了電網(wǎng)各業(yè)務部門的投資數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)投資數(shù)據(jù)作為不同的樣本集輸入，可選擇數(shù)據(jù)挖掘算法，如支持向量機、優(yōu)先級、最大期望值和決策樹算法等，選擇合適的配網(wǎng)數(shù)據(jù)對應業(yè)務平臺進行數(shù)據(jù)計算訓練，形成輔助因子進一步優(yōu)化各業(yè)務部門工程投資參數(shù)，最終目標是對各部門投資做到最大集約化。

5結(jié)束語

配電網(wǎng)工程造價全壽命周期管理是一個動態(tài)過程，滲透在工程規(guī)劃立項、設(shè)計招標、建設(shè)實施、竣工驗收乃至后期維護各個環(huán)節(jié)，兼具專業(yè)性、技術(shù)性和管理綜合性。項目管理單位應做好事前控制、過程管理和事后閉環(huán)。嚴控項目周期內(nèi)每一個可能影響工程造價的風險點，增強防范意識，在造價發(fā)生改變時，及時采取應對措施，將工程費用控制在合理范圍內(nèi)，從而提升配電網(wǎng)工程造價精益化管理，推進配電網(wǎng)建設(shè)轉(zhuǎn)型升級，以滿足電力企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展進程，更好地服務社會民生[7]。

參考文獻

[1]張勇.工程造價影響因素及造價控制措施[J].建材與裝飾， 2018（5）：128-129.

[2]陳艷清.論配電網(wǎng)施工中工程造價控制的管理[J].化工設(shè)計通訊，2016，42（11）：108-109.

[3]燕琴，張萍.配電網(wǎng)工程各階段的造價控制[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（23）：159-160.

[4]蘇海鋒.配電系統(tǒng)規(guī)劃全壽命周期管理理論和方法研究[D].保定：華北電力大學，2012.

[5]劉婷，凌俊斌.淺談電力工程造價管理與控制對策[J].機電工程技術(shù)，2013，42（12）：62-65.

[6]國家能源局.20 kV及以下配電網(wǎng)工程建設(shè)預算編制與計算規(guī)定[M].北京：中國電力出版社，2016.

[7]張靖，段富.優(yōu)化初始聚類中心的改進K-means算法[J].計算機工程與設(shè)計，2013，34（5）：1691-1694.