基于专家系统反馈控制的电力工程造价过程控制研究

2017-07-21冯玫

中国高新技术企业 2017年12期

关键词：电力工程全过程校正

冯玫

（湖南科鑫电力设计有限公司湖南长沙 410000）

基于专家系统反馈控制的电力工程造价过程控制研究

冯玫

（湖南科鑫电力设计有限公司湖南长沙 410000）

基于专家系统反馈控制的电力工程造价过程控制已经在欧美等发达国家被广泛应用，它能贯穿于电力工程项目管理全过程，避免项目设计成本与实际工程产生成本出现过大偏差。文章探讨了过程控制反馈的基本理论、电力工程造价各个阶段的反馈环节核心问题，并例证说明了专家系统反馈控制在电力工程造价过程控制中的技术优越性。

电力工程；造价控制；专家系统；反馈控制；全过程控制

我国电力工程造价的全过程控制包括对项目的定额测算、工程建设成本测算以及竣工结算阶段的项目评审与工程项目尾款结算等。在实际的工程推进过程中，工程方要出具可行性研究报告来整理费用，并上交汇报。所以说，电力工程造价全过程管理具备多主体性、阶段性、动态性和系统性等基本特征。客观地讲，电力工程造价全过程管理中的每一个阶段都能成为一个基于工程造价管理控制的子系统。

1 关于过程控制反馈的相关理论

1.1 反馈控制的基本概念

对某一受控变量基于控制器进行相应调控，并通过控制过程来获取反馈信息，了解受控变量的基本变化，进而实现对受控变量与输入变量的偏差调整过程，最终达到受控变量被控制的基本目标。

由此看来受控变量应该由受控对象和控制器两大部分组成。其中控制器具有其专属职能，它是由各种基础元件与变量所共同组成的，具体来讲围绕它所构建的组成系统元件依据职能划分就包括了测量、给定、比较、放大、执行、校正等6大元件。6大元件各司其职，基本围绕受控变量性质、量值等参数的变化测定所展开。例如其中的校正元件，它就通过调整和补偿元件功能，以信息反馈的形式来与主系统连接，在系列算法与模型构建后就能达到改善系统的效果，如图1：

图1 反馈控制系统的基本元件组成示意图

如图1所示即为反馈控制系统的基本元件组成，它由主反馈通路与前向通路共同组成系统主回路。另外，局部反馈通路中还有一条内回路，该内回路属于单回路系统，它其中只涵盖一个主反馈通路。一般来说，反馈控制系统主要实现反馈校正功能，它通过反馈校正来影响原始系统的多个环节，确保整个系统中的受控变量都能得以调整。如果反馈环节中开环对数幅频值＞1，系统中反馈环节的频率特性就主要交由校正部分来调整决策。这里需要注意的是反馈校正本身与被校正换届调整的范围无关，但通过调整校正环节的参数可以在一定程度上改善系统性能指标。

1.2 电力工程造价过程的反馈控制基本思路

反馈校正的优势在于全局校正，同时它也能对系统中的专门指定环节进行局部反馈校正，实现全局到局部的系统性能指标改善，所以说它校正的实质就在于校正装置构成反馈内环，通过原系统期望对数频率与原系统频率特性相减，最终得出反馈内环的对数频率特性。在现代电力工程造价控制过程中，该反馈校正主要被应用于电力设备故障监控与检测预警环节。

电力工程造价过程要充分借鉴反馈控制原理，对项目全过程进行反馈控制，通过对电力工程造价过程中某一节点的控制来实现信息反馈，基于信息数据在对节点偏差进行调整，从而达到电力工程造价的全过程反馈控制。

2 电力工程项目中各个阶段的造价反馈控制核心问题简述

2.1 前期规划反馈控制的核心问题

电力工程前期准备阶段要提出可行性研究报告作为项目规划基础。可行性研究报告中就包含了资料数据、归类图标、项目内容、配套条件、资源供应、技术路线以及市场需要等等。要基于上述数据内容来编写项目建设方案，明确方案所涉及的工程技术范围，再通过技术范围来确定费用，要求费用满足项目决策与评价阶段要求，最后给出造价估算。

2.2 工程设计反馈控制核心问题

电力工程设计阶段首先要确定工程投资目标，协助设计单位收集相关资料并提出优化设计方案以减少投资成本;其次基于施工图设计阶段内容来反馈整个项目概况，在不增项不减项的基础上来强化承包商的经济核算内容，采取增收节支措施，进而降低工程成本;最后要进行仔细审核概算，一般来说电力建设工程控制中的可行性研究投资一般都可控制在概算投资的80%左右。在此阶段也要做好项目招投标阶段的造价预测控制，给出项目招投标经费预算的合理规划表格。

2.3 工程建设反馈控制核心问题

电力工程建设阶段主要通过规范监理，贯穿完善的约束机制来控制工程全过程造价，即事前事中和事后的阶段性管理，尽可能减少中间交易过程以进一步降低建设过程成本，同时规避不恰当施工行为的出现。另外就是风险指标控制，这主要是因为电力工程建设项目中存在诸多风险指标，它们都是由外界不可抗力外界作用因素所引起的，风险指标控制就是希望控制预期结果与实际结果所存在的偏差，即对成本控制概率偏差的有效控制。通常情况下，电力工程建设阶段基于成本的风险指标控制就包括风险识别、风险分析评估、风险应对策略决策、风险对策实施监控等等。

2.4 基于反馈控制的电力工程项目造价控制模式

项目造价控制目标相比于同口径批复概算都要小3%～9%左右，所以要基于不同环节成本的偏差来确定造价控制范围，将其范围定在4%，如果造价控制偏差小于4%则表示为工程造价可控状态，反之，则表示成本控制超越临界值，此时必须采取一定不就措施，以降低工程成本支出，控制项目造价。如图2所示：

图2 基于反馈控制的工程项目进程造价控制示意图

如图3所示，电力工程造价的反馈控制基本计算公式应该为：

成本偏差=预期成本-实际成本

成本偏差率=成本偏差/预期成本*100%

如果成本偏差率小于4%，则电力工程项目造价能满足要求，反之大于4%，则表示成本超标，需要提出相关改进意见，以便于在下一阶段吸取经验，降低成本支出。

3 基于专家系统反馈控制的电力工程造价过程控制案例分析

3.1 关于专家系统

3.1.1 综合数据库系统，它基于产生式规则来构建数据结构，这里可以将综合数据库理解为计算机内存，其中用于存放启动系统工作原始数据与电力工程造价过程推理内容，它实现了对用户中间结论的有效存储。

3.1.2 人机交互界面，它也是专家系统中最为关键的部分之一。它主要通过各种系统菜单、表格、窗口和图形来实现交互应用，可以判断电力工程造价过程中每一环节的造价控制状况，根据诊断结果来输出相应文字图形数据，用最简易的方式来表达造价过程控制结果。

3.1.3 自我解释系统，它可以显示电力工程造价过程的推理路径，并同时解释推理过程。解释功能也是专家系统实现自我解释，完善造价控制的最重要阶段。

3.2 案例分析

3.2.1 工程项目概述。某110kV变电站输变电工程项目存在变电容量不足、供电可靠性差的问题，目前已经无法满足负荷增长的现实需求，进而影响了变电站的电力造价调整优化过程和企业经济效益。本文希望基于该110kV输变电工程电力造价节点数据，采用专家系统反馈控制功能来有效控制电力工程造价过程。

3.2.2 电力工程造价过程控制分析。根据专家系统来为该变电站的8种造价费用组成分类集合，表示为：

X＝（x1，x2，……x8）

这8种造价分别表示人工费用、生产材料费用、机械使用费用、特殊气候施工增加费用、夜间施工增加费用、施工工具使用费用、临时设施费用以及流动施工津贴。这8项造价费用每种设置了实际值、预期值与费用偏差3项统计指标，所有就有：

xij＝｛xi1，xi2，xi3｝

式中：xij表示第i种造价费用的第j项指标，其中i、j为常数。以此来推出3项成绩指标分别为实际值（xi1）、预期值（xi2）以及费用偏差（xi3），根据此3项成绩指标进行标准化计算转化，最后得出以下数据，如表1：

表1 基于专家系统反馈控制标准化后的110kV变电站电力工程造价控制指标数据

经过计算得出该工程中造价费用的偏差概率从低到高分别为特殊气候施工增加费、夜间施工增加费、机械使用费、材料费(临时设施费)、人工费、施工工具使用费以及流动施工津贴。另外，专家系统也给出两点建议结果：首先，要尽可能减少施工过程中的停工现象，同时减少施工工具调配频率，充分利用小型施工工具，为此所给出的调减施工工具使用费用经计算为160.38万元;其次，要以最佳方式来采购材料，以有效降低材料成本，再根据施工实际状况来合理确定材料规格，并确保材料使用周转效率，做到对工程质量与材料费用指标的有效控制，此次工程的调减材料费用控制指标为3200.89万元。