基于模糊聚类的抽水蓄能电站施工造价预算方法

程 曼

(河南省山水水利工程有限公司，河南 开封 475000)

在改革开放进程不断深入的势态下，我国人民的经济水平不断提高，随着我国经济的稳定发展，各行各业对电力的需求急剧增加，为了保证电网的高效稳定运行，需要加强和改进电力工程的建设。其中大规模地进行抽水蓄能电站工程，已经作为目前实现电网稳定运行的重要手段之一。在国家水电发展的“十三五”规划中，已经明确指出，到2025年我国的抽水蓄能总装机量要达到9000万千瓦，可以实现年发电量每小时在3万亿千瓦的目标[1]。

但在实际的施工建设过程中，抽水蓄能电站存在多种施工特点，包含涉及区域广泛和施工条件差，以及占地面积大和建设周期长等多个问题，需要对其进行全项目周期的管理。作为现代化的新型供电基地，如何有效地进行抽水蓄能电站的工程建设，在施工全程中完成系统化和规范化管理，是当下电站施工亟须解决的问题之一。施工预算是控制工程造价的主要环节之一，良好的计价模式和预算方法能够控制成本投入，能够提高整体的施工质量。而对于项目建设最主要的内容即为工程造价预算管理，在实际施工的各个项目组成部分中，对费用支出情况进行初步的分析和归类，保证成本支出能够和项目资源有效匹配。传统预算方法在较长的项目周期内缺少全程跟踪的及时性，对具体产生的项目规划定位效果不佳，无法直接进行匹配，在一定程度上加大了成本投入[2]。

模糊评价是以模糊数学理论为基础，在多层次和多因素的综合管理下，产生了一种综合性评价方法。运用模糊聚类方式进行复杂事物的评价，能够较为全面地展现事物本身的影响因素，主要是模糊聚类产生的结果具有唯一性，即使涉及的影响因素在多个集合内，产生的结果均不会发生变化，能够具备较好的准确性和可靠性。文章以此为基础，研究基于模糊聚类的抽水蓄能电站施工的造价预算方法，为实际施工过程中的预算情况提供理论支持，保证项目的成本投入起到具体效果。

1 基于模糊聚类的抽水蓄能电站施工造价预算方法

1.1 明确抽水蓄能电站施工造价预算流程

在抽水蓄能电站的施工过程中，进行有序的造价预算管理，需要在施工前进行各个项目的流程设定，对各部门以及各组人员的相关职能进行分类，以此才能对划分好的抽水蓄能电站施工项目，进行每个工程项目的相关联系性分析，完成统一的调度和管理。此次预算方法以模糊聚类为基础，完成对施工全过程的造价管理[3]。

为保证电站的施工顺利推进，在原有的工程造价预算管理中，需要明确各项目预算的关键节点，以及各个部门单位的工作职责。在初步预算后设定成本支出概念数目，将整体的工程造价下放给委托商，按照建设部门和设计部门以及审查部门和批复部门四个部门进行文件传递，在完成各单位部门的确认后进行项目启动。在现阶段在抽水蓄能电站施工中，造价管理项目的划分较为细致，为解决多程序长链条的全程化管理劣势问题，引入模糊聚类方式进行项目的融合，以此完成对各类施工工程项目的清单预算[4]。

通过常规模式下抽水蓄能电站施工的基本信息，对施工工程造价的项目文件进行集合划分，以各类清单类型和费用类型建设单独集合模式。在此基础上将工程项目所需的费用清单，与施工文件进行模糊矩阵关联，对不同类型的抽水蓄能电站施工文件进行拆分，生成同类型规格工程的预算清单内容[5]。

1.2 基于模糊聚类自动生成工程项目预算清单

根据抽水蓄能电站施工的所有工程文件，以历史电站的施工文件作为预算管理调控案列，设置历年的工程文件为Q1，Q2，…，Qq，其中用q表示当下电站施工的项目工程文件数量，以此能够得到工程项目的文件集合Q={Q1，Q2，…，Qq}。对每个项目集合的文件进行拆分，按照工程造价的项目类型进行分类，其中当下的电站施工文件Qq，即可被分类成三个部分：电站施工基本信息合集、电站施工清单合集以及成本费用支出合集[6]。

对分类完毕的项目设置各自的集合名称，其中当下电站的施工项目集合为Qq={Wq，Eq，Rq}，施工的基本信息合集用Wq来表示，电站施工清单合集用Eq来表示，成本费用支出合集用Rq来表示。对每组工程项目的具体内容进行列举，按照不同的施工预算流程和顺序进行排列，其中电站施工的集合具体内容为：

(1)

(2)

(3)

1.3 实施全周期造价管理完成施工预算

对给出的电站项目施工集合中的每一个项目预算清单的内容选项，均设定出一个未知的定论域，用A来表示，其中所列举的集合选项都能够在A中找到。任意一组项目内容均可以是该定论域中的模糊子集，设置为S，模糊子集内的所有元素d可以在A中找到，即d∈A。根据模糊集合理论，通过模糊子集和定论域的所属关系，二者能够满足一定属于程度，可以表示为相关内容具有所属性[9]。

当选择的电站施工工程预算清单内容，包含在设置的模糊子集S中，那么在确定函数关系为μS(d)=[0，1]时，表示d在S中的属于程度，称函数μS(d)为d对于S的隶属度。而针对上述分类出的预算清单内容，究竟每一种造价类型的隶属程度如何，能够被评定为哪一个级别，并没有绝对的界线区别。将模糊理论合集应用在预算造价中，直接将模糊概念的符合程度设置为各个项目的评判标准，建立多个项目内容的模糊分布等级。直接利用半梯形的偏小模糊集合等级划分方式，统计出多个项目集合的隶属程度，其表达式为：

(4)

式中，在已知的定论域A内会存在不同的作用因素，分别表示为f和d，通过二者之间的关系变化能够形成模糊因素的关系子集，表示为S={μ1，μ1，…，μi}。其中f为子集的作用因素，在其模糊推断的过程中对每个项目内容能够产生不同的权重值d，自动生成为与之相关的模糊权重子集。对于抽水蓄能电站的施工工程预算，若得出的预算造价结果符合等级评价，则可直接将其作为预算是否合理的评断标准，以完成对整个工期的不同项目类型成本管理[10]。至此，在明确抽水蓄能电站施工造价的预算流程基础上，基于模糊聚类自动生成工程项目预算清单，按照全周期实施项目的造价管理施工预算，完成基于模糊聚类的抽水蓄能电站施工造价预算方法设计。

2 实验测试与分析

为验证此次设计的预算方法是否能够在抽水蓄能电站施工的项目中进行全方位的造价预算，选择某省已经开发完毕的电站为测试对象，整理其从招标到施工结束全周期的造价项目信息，对该项目的整个施工阶段进行造价预算，以此分析不同预算方法是否满足项目初期的成本需求。

引入BIM技术全程跟踪测试软件，对抽水蓄能电站的施工工程造价进行统计，一般该项目工程造价可以分成五个部分，分别为：分部分项工程费用、措施项目费用、其他项目费用、规费以及税金。利用测试软件统计出项目工程的各分部费用，并完成类别解释，具体见表1。

表1 某省抽水蓄能电站的施工工程造价费用汇总

根据表1，此次选择的抽水蓄能电站施工工程，整体造价为3264万元，其中分部分项工程费用占比最高，其他项目费用清单金额为0，此外措施项目费用支出占比较大的是安全施工费用。以统计好的数据结果进行不同预算方法测试，为保证测试效果的准确性，分别引入两组传统的预算方法进行对照。实验目的是在三组不同的预算方法下，测试其对电站施工全过程的造价预算，按照不同的项目造价分类，对其费用进行预算，对比不同预算方法与实际费用的贴合程度。

通过BIM测试平台模拟电站的施工全过程，分别连接三组预算方法进行项目的造价跟踪。将实验分为两个部分，第一部分测试为有效性测试，即三组预算方法在施工开始前，是否能够对各组分类的施工项目进行预算，初步完成成本的投入匹配情况。第二部分测试为准确度测试，即在分类预算完成后，对比三组预算方法计算产生的预算结果金额，是否与项目本身的费用相一致。

为保证测试的合理性，对三组预算方法所需时间和流程设定，均按照统一标准进行匹配，对施工工程项目的分类进行预算，需要标记出措施项目中的安全施工费用，具体如图1所示。

图1 不同预算方法下施工项目费用分类结果

根据图1，在三组预算方法下对各类别的项目费用，产生的管理结果各不相同。对于规费和税金两个部分，三组预算方法得出的结果基本相同，且与样本数据相一致。而从对其他项目分类来看，其中两组传统方法在其他项目清单预算中，均涉及了一部分费用支出，同时措施项目的费用预算与实际数据产生较大差距。文章设计的预算方法，能够对整体的施工方案进行模糊聚类分析，通过不同的项目管理完成权重分配，以此能够对不同的项目费用做到较准确的预算，在五组项目费用支出上，所产生的预算结果均与施工完成后的费用相一致，说明此次设计的预算方法具有应用效果。

为进一步验证文章方法的准确性，能够在费用支出上与施工资源进行高度匹配，在多轮测试下反复论证预算结果与实际费用支出的金额对比情况。按照上下浮动在2万元以内的标准进行比较，直接模拟施工全过程完成电站施工工程的总造价，具体结果见表2。

表2 不同预算方法下电站施工总造价对比结果 单位：万元

根据表2，在文章设计的预算方法下，产生的项目费用与实际支出较为相近，能够对整个的电站施工造价进行有效预测。而两组传统预算方法产生的统计结果，费用支出较高，在项目建造过程中预设的成本投入较多。综合实验结果可知：以文章设计的预算方法进行投入施工管理，能够通过模糊聚类理论将项目完成具体的分类，综合比较不同施工项目的成本支出，匹配出与之相符的投入资金，完成抽水蓄能电站建设施工项目的早期预算管理，产生的预算结果较比传统方法有所降低，具有实际的应用价值。

3 结语

文章在分析模糊聚类概念的基础上，为抽水蓄能电站的施工造价管理，重新设计了一个施工造价的预算方法，通过设定工程造价的预算流程，匹配造价项目的预算清单，完成全周期的模糊权重分类，进行各个项目内容的造价预算。实验结果表明：以某省实际施工完成的抽水蓄能电站为测试对象，在文章设计的方法预算的费用计算过程中，可以合理调控施工过程中的资源，完成有序和按需分配，预算结果较传统方法有所降低，具有实际应用性。

但由于时间限制，在测试过程中仅仅只对汇总的费用进行对比，所得结果过于具体化，存在一定的不足之处。后续研究中会针对这一问题进行改进和优化，可以直接跟进项目组进行费用预算，以实际情况验证预算方法的有效性，为工程施工造价提供科学的理论保证。