高速铁路路基工程施工成本的预测及其控制研究

李雪

摘要：在简要介绍高速公路路基施工成本构成基础上，阐述路基施工成本动态预测和路基施工成本控制方法，基于工程实例使用软件建模，编制施工进度表并进行拟合度对比，验证施工成本控制方法的效果，为高速铁路路基工程施工提供了有益的参考。

关键词：高速铁路；路基施工；成本预测；成本控制

0   引言

目前高速铁路在我国现代交通系统中具有重要的地位和作用，已经成为交通运输业的重要支柱。高速铁路以其快速、安全、高效的特点成为人们出行的首选。高速铁路工程的施工和运营成本，对其长期可持续发展至关重要。进行准确的施工成本预测和有效的成本控制研究，是高速铁路建设的重要课题之一[1]。

目前已有许多学者对高速铁路路基施工成本进行了研究，但这些研究对路基施工成本影响因素的识别不够全面，缺乏对施工成本动态预测的有效方法，导致高速铁路路基施工成本预测及其控制效果不佳。本文在简要介绍高速公路路基施工成本构成基础上，阐述路基施工成本动态预测和路基施工成本控制方法，基于工程实例使用软件建模，编制施工进度表并进行拟合度对比，验证施工成本控制方法的效果。

1   研究内容

本文研究旨在全面揭示路基施工成本的影响因素，提出施工成本动态预测方法，探讨实现路基施工成本控制的有效途径。首先通过对以前研究成果的梳理和评价，明确高速铁路路基施工成本的影响因素。其次结合实地调查收集路基施工项目的相关数据，运用数学建模方法实现施工成本动态预测[2]。最后提出实现路基施工成本控制的方法，为实际路基工程提供指导。本文的研究成果进一步完善了高速铁路路基施工成本预测与控制理论，同时为实际工程项目提供了有益的指导[3]，为高速铁路建设领域提供了更为全面和有效的成本控制方法。

2   路基成本预测和控制方法

2.1   路基施工成本的构成

高速铁路路基施工成本形成过程主要包括4个阶段，即投标报价阶段、施工准备阶段、分项施工阶段和竣工结算阶段。投标报价阶段主要是根据招标文件预测项目成本并参与投标；施工准备阶段主要是在中标以后，根据合理性、经济性和可行性对项目成本进行分项规划和预算；分项施工阶段主要是根据分项工程预算和施工流程控制施工成本；竣工结算阶段主要是进行分项成本审核并控制支出。高速铁路路基施工成本构成如图1所示。

2.2   路基施工成本动态预测

根据高速铁路路基施工成本支出的影响因素和路基施工的实际情况，动态收集和分析与施工成本有关的工程量、工程成本、材料成本等数据，以便计算路基施工的计划成本。该计划成本的计算公式如下：

（1）

式中：Fbcws表示施工阶段路基施工的整体计划成本，即路基施工的整体预算；d表示施工阶段整体计划工程量[4]；k表示整体计划工程量的单价；Facwp表示施工阶段已经完成当前施工计划工程量的实际成本；b表示施工阶段已经完成的工程量；v表示已经完成当前施工计划单位工程量的实际费用；Fbcwp表示施工阶段已经完成路基施工的利润值[5]。

在上述分析的基础上，分析施工计划执行中的偏差问题，该偏差主要由施工费用偏差和施工计划进度偏差组成，其计算公式如下：

（2）

式中：T表示產生偏差的施工计划进度，Ts表示执行施工计划形成的实际施工费用偏差，Ti表示执行施工计划形成的施工造价偏差。

当施工计划进度偏差大于零时，施工计划数量在有限的时间内提前完成，此时在没有确定具体、合理费用范围的情况下，可不采取相关控制措施。一旦实际施工费用偏差超过预算偏差，则应采取控制措施，将与阈值进行比较，可确定当前施工进度是否应控制施工成本。

根据上述预测结果，在施工计划的实施过程中采取控制措施，可优化施工资源配置、缩短总体施工周期，由此创建的成本动态预测函数公式如下：

minz=α∑BiCijXijPkYk+βγM∑HnXijYk     （3）

式中：z表示施工计划实施过程中工人的总工作时间；α表示施工计划中的当前成本加权系数；i代表钢筋工程、混凝土工程等的数量；j表示工种编号，如日工、夜班工程师等；Cij表示子项目i、j工种的日平均单价；Xij表示分配到子项目i、j工种的人数；k表示当前施工计划中建筑材料的数量；Pk表示分配到每个工序的材料平均单价；Yk表示建筑材料的日均使用量；β表示建筑工人工作时间的加权系数；γ表示建筑成本小时的比较加权；M表示工程类别建设项目分项总数；n表示某工种；Hn表示执行施工计划时工种n的日平均单人作业总工时。

2.3   路基施工成本控制方法

上述公式可计算出多个成本动态预测值，但并不是所有的预测值均可直接用于成本控制措施。须根据工程施工的实际情况确定成本控制措施[6]。若选定某目标函数，针对施工阶段动态成本控制措施，对该目标函数施加适当限制，包括施工人员的施工出勤次数、薪酬数量和工作时间，以实现最佳成本控制方案。高速公路路基施工过程中的人工成本计算公式如下：

（4）

式中：w表示施工计划实施中每种工作的日工作量；wmin表示日工作量下限；wmax表示日工作量上限；l与α之间具有正比例关系；α表示路基施工工种协调系数；l表示路基施工人数协调系数；τ表示日平均单人作业总时长在各个分项工程中的下限；τ0表示日平均单人作业总时长在各个分项工程中的上限。高速公路路基施工成本动态控制流程如图2所示。

如图2所示，在全面分析施工阶段成本偏差的基础上，可将建立成本优化的目标函数添加适当的控制条件。根据控制条件，逐一探索某目标函数解中的每个选项对应的所有限制条件的输出解，并将其应用于施工阶段每个施工计划的成本控制措施的实施中，以降低施工计划实施过程中的成本。路基施工成本控制措施实施后，检查实施效果是否令人满意。如果未能达到预期效果，则重复上述过程，直到高速铁路路基成本偏差得到纠正，从而实现施工阶段对高速公路路基施工成本的动态控制。

3   实验验证

为了验证本文研究的高速铁路路基施工成本预测和控制方法的有效性，将本文研究的成本控制方法与传统方法1和传统方法2同时对施工成本进行控制，通过模拟工程实例进行实验来验证这3种施工成本控制方法的控制效果。

3.1   使用软件建模

模拟工程位于某省某市境内的CJ6号高速公路，该公路全长为3.5km，宽度为35.5m。使用AutoCAD2016软件将公路的二维图纸绘制成三维模型。在构建三维模型过程中，对公路的结构形式、受力特点和设计理念进行全面考量，对公路各个组成部分的形状、位置和几何尺寸进行精确建模，利用其图层管理和动态查询功能对模型进行有效的分类和检索，以方便后续的工程量清单和成本控制等工作。完成三维建模后，将建立好的模型导入到BIM建筑信息模型软件中。根据不同施工阶段对模型进行拆分与整合，将相关的工程量数据信息与对应的构件模型进行挂接，形成基于实体的模型。通过基于实体的模型，可以实时统计、分析和优化工程量数据，精确预测和控制施工成本，并为项目管理人员提供更全面、更直观的数据支撑，从而实现高速公路路基工程的成本最优控制和精细化管理。

3.2   编制施工进度表

项目进度计划是项目实施的主要内容，合理的工程进度计划有助于提高工程施工质量、成本管理质量和安全管理质量。通过基于实体的模型编制施工进度计划，可以明确各部门和项目之间的进度关系，使施工人员更好地了解施工顺序和工作内容，有利于项目的顺利完成。将公路工程施工分为基础工程、护栏、支柱、公路、路面和附加段，使用项目管理软件编制的高速公路工程施工进度表如表1所示。

3.3   拟合度对比

在管理平台使用动态成本控制系统，将施工进度表添加到公路施工计划中，以建立实体模型并模拟施工项目。相关工程量采用动态成本控制系统中建立的模型进行计算后，利用函数对不同方法工序施工成本与实际施工成本进行拟合计算。使用的函数为多项式函数，可直接输出对应的施工成本拟合。采用多项式函数拟合计算出的3种成本控制方法，将其与实际施工成本的拟合度进行对比，如表2所示。

從表2可知，本文提出的高速铁路路基施工成本预测及其控制方法，与实际结果之间具有较高的拟合度。本文提出的方法最大拟合度和最小拟合度的数值均在0.978以上，高于传统方法1和传统方法2。拟合度对比结果表明，本文提出的施工成本控制方法与实际施工成本非常相关，控制效果更好，控制结果可靠。

4   结束语

本文以高速铁路路基施工成本预测及其控制为研究课题，提出了一种有效的成本控制方法。该方法能够及时预测施工过程中可能出现的成本偏差，有助于采取相应的控制措施。实现高速公路路基施工成本有效控制，应从工程管理、施工技术、资源配置和质量控制等方面提高施工企业的成本控制能力。这一研究有助于实现高速公路工程施工项目的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 冯传厚.影响建筑工程成本的因素和成本控制管理方法[J].城市建设理论研究（电子版），2023，27（20）：45-47.

[2] 刘云军，刘阳，于茜.测绘工程项目成本控制方法分析及改进研究[J].中国住宅设施，2023，32（2）：103-105.

[3] 王依雯，申辰，申金山，等.装配式建筑PC构件采购-运输-库存成本控制方法[J].郑州航空工业管理学院学报，2023，41（2）：86-90.

[4] 刘炜坚.水利工程概预算中成本控制措施的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2023（21）：37-39.

[5] 林环周.建筑施工总承包成本控制方法研究[J].工程建设与设计，2021（16）：192-194.

[6] 林骁炜.建筑装饰装修工程成本控制方法及优化方案[J].福建建设科技，2021（4）：124-126.