基于大数据的输变电工程项目评估分析

冯 芫，徐文婷，王 敏，任 欣，靳宇阳

（国家电网陕西省电力有限公司经济技术研究院，陕西 西安 710000）

0 引言

电力系统是现代能源供应体系的重要枢纽，是保障经济社会持续健康发展的基础和动力［1-4］。作为城市发展的基石，电力工程的建设关系着城市发展的速度与规模［5-7］。2012—2021 年，我国电力工程年度建设投资完成额由7393 亿元增长至1 0481 亿元，投资建设规模不断增加。

输变电工程是电力系统的重要组成部分，其造价分析对节约成本开支、提高投资效益、优化造价管理具有重要意义［8］。输变电工程项目造价差异大、数据离散［9-10］，已建输变电工程案例无法为待建工程提供有效参考［11］。现代信息技术在能源领域的应用为输变电工程专业化、信息化、标准化发展提供了创新性解决手段［12-13］，依托于大数据的数据采集、数据挖掘、数据处理等技术为输变电工程造价管理智能分析提供了良好的方法［14］。本文以陕西省2020—2022 年建成的具有代表性的366 项工程为数据样本，构建输变电工程数据库，分析影响陕西省输变电工程造价偏差的主要因素，以标准性文件为依据，建立输变电工程造价评估指标体系，运用线性回归方法制定管控标准，提升输变电工程精益化管理水平。

1 输变电工程造价偏差影响因素分析

1.1 数据库建立

以2020—2022 年竣工投产的110 kV 输变电工程为研究对象，收集和整理了366 项单体工程的结算数据，其中变电工程240项，架空线路工程126项，本次收集的电缆线路工程数据较少，待数据补充后再做进一步的研究。数据包括可研估算与相关资料、初步设计概算相关资料、施工图预算相关资料、招投标合同和工程量清单资料、现场造价管理记录、工程结算数据及报告等，数据的形式包括结构化数据（工程信息）、半结构化数据及非结构化数据（工程签证与变更、结算报告）等，将数据处理筛选后进行储存，构建输变电工程造价数据库，如图1所示。

图1 输变电工程造价数据库仓储结构

1.2 输变电工程造价偏差影响因素

以结算报告文本作为分析数据，从“量、价、费”的角度出发，按照输变电工程建设的特点识别影响造价的主要因素，这些影响因素可能对输变电工程早期的勘察活动、设计过程和后期的施工过程产生不同类型的影响。将110 kV变电工程的结算报告进行数据预处理，应用Python 进行文本数据处理［15］，得到文本可视化结果，如图2 所示。由图2 可见，主控通信楼（回填方）、地基处理换填、一般土建（普通钢筋）、一般土建（挖一般土方）等为影响变电工程造价的主要因素。

图2 变电工程造价影响因素可视化分析

将110 kV架空线路工程的结算报告进行数据预处理，剔除无效数据，应用Python 进行文本数据处理，得到文本可视化结果，如图3所示。由图3可见，导线架设、自立塔组立、杆塔挖方及回填、交叉跨越等为影响架空线路工程造价的主要因素。

图3 架空线路工程造价影响因素可视化分析

2 输变电工程造价评估指标体系

输变电工程造价评估指标体系应准确反映输变电工程造价管控实际情况，将造价过程中的“量、价、费”等内容融入，为输变电工程的决策提供定量依据［16］。以输变电工程结算数据中的分部分项工程量清单表为基础数据，计算合同项目费用变化绝对值的百分比，按照费用偏差量百分比的大小进行排序，选取偏差量累计达到总变化量80%的项目，筛选出样本工程中出现频次超过50%的项目，得到该类型的输变电工程造价评估指标，并计算评估指标在样本工程中的工程量变化百分比。

2.1 变电工程造价评估指标体系

以结算数据中变电工程分部分项工程量清单表为基础数据，依据上述步骤进行筛选，变电工程造价评估指标体系及费用变化如表1所示。

表1 变电工程造价评估指标体系及费用变化

2.2 架空线路工程造价评估指标体系

以结算数据中架空线路工程分部分项工程量清单表为基础数据，依据上述步骤进行筛选，架空线路工程造价评估指标体系及费用变化如表2所示。

表2 架空线路工程造价评估指标体系及费用变化

3 输变电工程造价评估

3.1 变电工程造价评估

根据变电工程造价评估指标体系建立线性回归方程，其中因变量为工程费用偏差量百分比，自变量为评估指标的工程量变化百分比。应用EViews 软件 进 行OLS（ordinary least squares，OLS）回 归 分析［17］。R2表示回归的拟合程度，取值范围为0～1，取值越接近1 说明拟合效果越好，该模型中R2值为0.751，拟合效果良好。该模型F值为15.212，大于11.263，表明其在α值为0.05的所有检验水平上均具有统计学显著性［18］。所有变量的多重共线性检验值VIF均小于5，表明各变量之间不存在多重共线性［19］，回归结果如表3所示。

表3 变电工程OLS回归结果

由表3 可见，主控通信楼（回填方）和一般土建（挖一般土方）分别在设定显著性检验值P为0.1%和1%时通过显著性检验，表明这两项评估指标对费用变化率有显著影响，是施工过程中需重点关注的内容。为更好地管控变电工程各因素，由上述结果建立多元线性方程，如公式（1）所示。

式中：Y1为变电工程合同费用变动的百分比；X1为主控通信楼（回填方）的工程量变化百分比；X2为一般土建（挖一般土方）的工程量变化百分比；X3为一般土建（普通钢筋）的工程量变化百分比；X4为永久水准点（预埋铁件）的工程量变化百分比；X5为换填的工程量变化百分比；X6为窨井（挖坑槽土方）的工程量变化百分比。

按照输变电工程造价评审相关文件的要求，单项工程结算较概算结余率不超过10%。在假定工程建设过程中其他费用不变的前提下，合同费用变化10%，以计算各指标费用的变化范围［20］。设定变电工程造价评估指标工程量变化百分比的前20%评价结果为“优秀”，20%～40%评价结果为“良”，其余评价结果为“差”。针对240 项变电工程项目的数据，计算其变电工程费用偏差量百分比，“优秀”的取值范围为［0，0.49%］，“良好”的取值范围为（0.49%，0.59%］，大于0.59%时则为“差”。变电工程造价评估管控范围如表4所示。

表4 变电工程造价评估管控范围

3.2 架空线路工程造价评估

根据架空线路工程造价评估指标体系建立线性回归方程，该模型的R2值为0.766，拟合程度较好。该模型F值为6.093，大于2.088，通过显著性检验，表明各变量的联合线性作用显著。所有指标的多重共线性检验值VIF均小于10，通过了多重共线性检验。架空线路工程回归结果如表5所示。

表5 架空线路工程OLS回归结果

由表5 可见，导线架设、杆塔挖方及回填在设定显著性检验值P为0.1%时通过显著性检验，交叉跨越在设定显著性检验值P为1%时通过显著性检验，自立塔组立在设定显著性检验值P为5%时通过显著性检验，表明这些评估指标对费用变化率有显著影响。通过回归计算的架空线路造价变化多元线性回归方程如公式（2）所示。

式中：Y2为架空线路合同费用变动的百分比；X1为交叉跨越的工程量变化百分比；X2为护坡挡土墙及排洪沟的工程量变化百分比；X3为自立塔组立的工程量变化百分比；X4为导线架设的工程量变化百分比；X5为杆塔挖方及回填的工程量变化百分比；X6为挖孔基础护壁的工程量变化百分比；X7为挖孔基础的工程量变化百分比；X8为挖孔基础挖方的工程量变化百分比。

架空线路工程造价管控“优秀”的取值范围为［0，1.54%］，“良好”的取值范围为（1.54%，2.65%］，大于2.65%时则为“差”。架空线路工程造价评估管控范围如表6所示。

表6 架空线路工程造价评估管控范围

4 建议与措施

4.1 设计阶段

1）项目资料准备。一方面，确保前期勘察资料、当地人文资料等相关资料和数据的全面性、正确性和可靠性，减少项目实施建设时的设计变更与现场签证。另一方面，根据资料进行限额设计，将工程量和投资额分解到各分部分项工程，使得“价有据可依，价有线可控”，有效控制工程造价成本。

2）工作人员组织。对参与项目技术咨询、造价咨询、评估、设计、评审及决策的专家进行筛选。相关人员要做好配合工作，初步设计和施工图设计的人员要保持连贯性，保证项目过程阶段数据计算和衡量标准的统一性。

3）设计方案选择。可在设计阶段通过招标的方式确定设计方案。一方面，可集思广益，拓宽方案来源方式，选择最佳的设计方案；另一方面，更有利于优化设计，降低项目造价。

4.2 施工阶段

1）加强对设计变更和签证的审查与管理。发生设计变更和现场签证要有据可依，先算帐后变更，保证审核的规范性，尽量减少变更和签证导致的预算外费用。避免低标准招标、高标准建设现象造成额外费用的增加。

2）加强现场工作人员的业务管理。优先聘用项目建设地区高素质的相关专业人员，其既熟悉当地的人文环境，又能较好地把控当地人、材、机的使用情况。施工现场应配备设计人员，施工过程中发生施工工艺或选材变化时，能够及时解决问题。

3）加强施工组织管理。应用项目管理横道图、双代号网络图等管理施工进度过程，应用赢得值法管理施工过程中的费用支出，并注意根据项目进展及时进行动态调整。

4.3 竣工阶段

1）审查项目工程量。以工程招投标合同为依据，核算结算工程量与承包合同工程量的差别情况。查看施工过程记录资料、支出票据、设计变更和现场签证依据及审核资料等结算资料，准确核实工程量，并在决算完成后录入数据库。

2）竣工结算审核人员资质。具备与工程项目造价相关的专业知识，能够快速识别定额、工程量是否按照相应的预规版本计算；熟悉施工规范和施工程序，对工程选用的施工工艺单位造价有经验性的估算区间，避免价格差异过大。

5 结语

输变电工程项目建设过程中存在各种不确定性的问题。在工程建设各阶段，工作内容不同，项目造价管控重点也不同。基于输变电工程项目造价数据库，分析导致工程造价失控、造成造价偏差的关键影响因素，建立评估指标体系，计算各评估指标的工程量变动控制范围，并采取针对性的管控措施，可有效提升项目评估和造价水平。