李智威 張凌樂(lè) 孫利平 高曉晶 廖曉紅 周秋鵬 柯方超

（1.國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 2.國(guó)網(wǎng)湖北送變電工程有限公司）

0 引言

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，全國(guó)電力需求量隨之迅速攀升，電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資資金逐步增大。輸變電工程建設(shè)是電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金投入的一項(xiàng)重點(diǎn)，造價(jià)管理是電網(wǎng)工程建設(shè)中的首要問(wèn)題，涉及到電網(wǎng)工程建設(shè)的全過(guò)程，關(guān)系到電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和未來(lái)發(fā)展［1］。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)輸變電工程工程造價(jià)分析方法研究較多。王綿斌等人對(duì)影響輸變電工程造價(jià)的各不確定因素的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)方法構(gòu)建工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型［2］。吳小明等人依據(jù)輸電工程結(jié)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用支持向量機(jī) （SVM）原理對(duì)各項(xiàng)費(fèi)用進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過(guò)支持向量機(jī)方法驗(yàn)證了該指標(biāo)體系預(yù)測(cè)的可靠性［3］。李字全等人用系統(tǒng)工程的方法分析并確定了工程項(xiàng)目造價(jià)的影響因素，依據(jù)解釋結(jié)構(gòu)模型挖掘了輸變電工程造價(jià)影響的多層次原因［4］。康久興等人建立了造價(jià)影響因素的分析模型，通過(guò)案例數(shù)據(jù)計(jì)算總結(jié)了輸變電工程造價(jià)的主要影響因子［5］。輸變電工程造價(jià)影響因素有內(nèi)部原因、外部原因，王伎等人以輸電線(xiàn)路工程為樣本，篩選出工程造價(jià)主要影響因素指標(biāo)［6］。謝傳勝等人構(gòu)建了粗糖集的電網(wǎng)項(xiàng)目造價(jià)控制關(guān)鍵因素識(shí)別模型，有效挖掘出輸變電工程的造價(jià)關(guān)鍵影響因素［7］。

輸變電工程造價(jià)影響因素眾多，各類(lèi)影響因素相互交叉關(guān)聯(lián)。整體而言，輸變電工程的造價(jià)受到國(guó)家、行業(yè)的各種宏觀(guān)政策、投資控制和市場(chǎng)發(fā)展程度影響，也收到電網(wǎng)工程建設(shè)新技術(shù)、新材料和工程管理模式的影響［8］。本文從輸電線(xiàn)路工程費(fèi)用組成出發(fā)，建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ屯诰蛸M(fèi)用關(guān)聯(lián)關(guān)系和影響程度，為輸變電工程造價(jià)過(guò)程管控提供依據(jù)。

1 造價(jià)分析方法選用

目前造價(jià)分析方法層出不窮，最主要目的是分析造價(jià)影響因素，為造價(jià)管控提供依據(jù)。主成分分析具有良好的降維作用，在處理非問(wèn)題方面有明顯優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于故障診斷、綜合評(píng)價(jià)等領(lǐng)域［9］。盧艷超等人將支持向量機(jī)中的核函數(shù)與主成分分析法相結(jié)合，提出了線(xiàn)路工程相對(duì)造價(jià)指數(shù)，構(gòu)建了輸電線(xiàn)路工程造價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，經(jīng)過(guò)220kV輸電線(xiàn)路工程數(shù)據(jù)樣本的驗(yàn)證，驗(yàn)證了相對(duì)造價(jià)指數(shù)反映造價(jià)水平的合理性和有效性［10］。在數(shù)據(jù)處理方面，彭光金提出了輸變電工程小樣本工程造價(jià)數(shù)據(jù)的智能學(xué)習(xí)方法，通過(guò)實(shí)際案例驗(yàn)證了造價(jià)快速估算方法的實(shí)用性和適用性［11］。凌云鵬提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸電線(xiàn)路工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法挖掘工程造價(jià)影響因子對(duì)整體工程造價(jià)的影響程度［12］。上述方法體現(xiàn)出數(shù)據(jù)處理和模糊運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用層次和范圍受到一定限制。

主成分分析法是一種將多個(gè)變量通過(guò)線(xiàn)性變換以選出較少個(gè)數(shù)重要變量的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，該方法主要通過(guò)降維技術(shù)，找出綜合因子來(lái)代表原來(lái)的眾多變量，彼此互不相關(guān)。本文擬選用主成分分析法分析電纜工程費(fèi)用組成，挖掘費(fèi)用規(guī)律，為造價(jià)管控提供依據(jù)。主成分分析法以其理論和實(shí)踐的簡(jiǎn)潔性，所得結(jié)果的客觀(guān)性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于對(duì)眾多對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)。

為此，本文基于主成分分析法建立輸電線(xiàn)路影響因素以分析影響因素與造價(jià)費(fèi)用之間的關(guān)系。輸電線(xiàn)路工程費(fèi)用組成如下圖所示。靜態(tài)投資為本體費(fèi)用（設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)）、其他費(fèi)用、基本預(yù)備費(fèi)之和，動(dòng)態(tài)投資為靜態(tài)投資、建設(shè)期貸款利息和增值稅抵扣之和。

2 主成分分析法計(jì)算流程

一般而言，主成分分析法中的主成分指標(biāo)具有以下特點(diǎn)：（1）主成分個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原有變量的個(gè)數(shù)，計(jì)算工作量較少；（2）主成分能夠反映原有變量的絕大部分信息；（3）主成分之間互不相關(guān)。若有n個(gè)樣本 （e1，e2…en），每個(gè)樣本均由p個(gè)指標(biāo)描述，通過(guò)原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理消除樣本數(shù)據(jù)數(shù)值差異和量綱的影響。設(shè)X1～Xp為某實(shí)際問(wèn)題所涉及的p個(gè)隨機(jī)變量。隨機(jī)變量舉證記作 X＝（X1，X2，…，Xp）T，其協(xié)方差矩陣∑ 為：

它是一個(gè)p階非負(fù)定矩陣。設(shè)

則方差和協(xié)方差為

（1）總體主成分的計(jì)算

設(shè)∑ 是X＝ （Xi，X2…Xp）T的協(xié)方差矩陣，∑的特征值及相應(yīng)的正交單位化特征向量分別為λk和ek.。則X的第i個(gè)主成分為

此時(shí)，有：

（2）總體主成分的性質(zhì)

記 Y＝（Yi，Y2…Yp）T為主成分向量，則 Y＝PTX，其中 P＝（ei，e2…ep）T，且

由此得主成分的總方差為：

主成分分析是把p個(gè)原始變量X1～Xp的總方差分解成p個(gè)互不相關(guān)的變量Y1～Yp的方差之和其中Var（Yk）＝λk。

由此可得Yi與Xj的相關(guān)系數(shù)為

（3）標(biāo)準(zhǔn)化變量的主成分

在實(shí)際處理中，不同的數(shù)據(jù)量綱和數(shù)值數(shù)量級(jí)存在差異，常采用變量標(biāo)準(zhǔn)化的方法，即令

并且

（4）樣本主成分

在實(shí)際問(wèn)題中，一般協(xié)方差矩陣∑是未知的，需要通過(guò)樣本來(lái)估計(jì)。設(shè)為取自X＝（Xi，X2…Xp）T的簡(jiǎn)單隨機(jī)樣本，則樣本協(xié)方差矩陣及樣本相關(guān)矩陣分別為

分別以S和R作為∑和ρ的估計(jì)。通過(guò)以上分析，主成分分析法在實(shí)際數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容是：

（1）確定各主成分 Fi（i＝1，2，…，m）關(guān)于原變量Xj的表達(dá)式，即系數(shù)aij。原變量協(xié)方差矩陣前m個(gè)較大的特征值λi（所對(duì)應(yīng)的特征向量就是相應(yīng)主成分Fi表達(dá)式的系數(shù)ai。

（2）計(jì)算主成分載荷，反映主成分Fi與原變量Xj之間的相互關(guān)聯(lián)程度：

3 電纜工程案例分析

本文用電纜工程的概算和決算數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)，具體選取某公司電纜工程的電氣工程部分作為分析對(duì)象，費(fèi)用如表1所示。根據(jù)主成分分析方法，分別對(duì)設(shè)備購(gòu)置費(fèi) （A1）、安裝工程費(fèi) （A2）、其他費(fèi)用（A3）、基本預(yù)備費(fèi) （A4）、貸款利息 （A5）、增值稅抵扣額 （A7）等評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)和特征值進(jìn)行分析。

表1 電纜工程電氣部分分項(xiàng)費(fèi)用

（續(xù)）

通過(guò)主成分法理論計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣，并計(jì)算總解釋方差見(jiàn)表2。從電纜工程分項(xiàng)費(fèi)用的相關(guān)系數(shù)矩陣中可知，相關(guān)系數(shù)基本是大于他們存在信息熵的重疊。

表2 總解釋方差

根據(jù)主成分分析法中主成分個(gè)數(shù)的選取原則，當(dāng)特征值大于1時(shí)，該成分可以作為主成分，從上表可見(jiàn)有3個(gè)主成分 （設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、其他費(fèi)用），此時(shí)，累計(jì)百分比達(dá)到86.683%。因此可以確定應(yīng)提取3個(gè)主成分。成分矩陣成分和主成分載荷矩陣成分如表3和表4所示。基本預(yù)備費(fèi)、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、貸款利息和其他費(fèi)用在第一主成分上有較高載荷，增值稅抵扣額在第二主成分上有較高載荷；安裝工程費(fèi)在第三主成份上有較高的載荷。

表3 成分矩陣成分

表4 主成分載荷矩陣成分

（續(xù)）

根據(jù)得到相應(yīng)的主成分表達(dá)式 （綜合評(píng)價(jià)函數(shù)）如下：

從相關(guān)系數(shù)中可看出，第一主成分F1對(duì)于變量所包含的信息體現(xiàn)得比較充分，但對(duì)于增值稅抵扣額和安裝工程費(fèi)用的相關(guān)度一般。影響程度依次設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、其它費(fèi)用、基本預(yù)備費(fèi)、貸款利息和增值稅。通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)表明，基本預(yù)備費(fèi)和設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的變化不大，但是貸款利息和其他費(fèi)用變化較大。

4 造價(jià)管控應(yīng)用

基于主成分分析法分析結(jié)論，在電纜工程中，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)和其他費(fèi)用占比最大，其他費(fèi)用占比較高，包括建設(shè)場(chǎng)地征用費(fèi) （包含各類(lèi)占地賠償、林木青苗賠償?shù)龋⒔ㄔO(shè)管理費(fèi)、建設(shè)技術(shù)服務(wù)費(fèi)、生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)等，其他費(fèi)用開(kāi)支范圍大、變化大，尤其受到具體工程所在地實(shí)際影響，因此規(guī)范化其他費(fèi)用的支出是提高造價(jià)水平的關(guān)鍵因素，在工程造價(jià)控制中主要做好以下內(nèi)容：

一是推行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以通用技術(shù)方案確定工程設(shè)計(jì)，明確技術(shù)方案、主要設(shè)備材料，確保類(lèi)似工程的可比性。

二是通過(guò)造價(jià)分析，積累各類(lèi)相關(guān)工程的費(fèi)用數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)分析提煉典型造價(jià)、通用造價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)參考價(jià)，為后續(xù)的投資估算、初步設(shè)計(jì)概算和施工圖預(yù)算提供參考性依據(jù)，確定合理投資。

三是加強(qiáng)過(guò)程造價(jià)控制。在重大設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場(chǎng)簽證中，規(guī)范手續(xù)，明確取費(fèi)依據(jù)和費(fèi)用支付，確保工程進(jìn)度合理、造價(jià)合理。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下：

（1）確定了主成分分析計(jì)算流程；

（2）依據(jù)電纜線(xiàn)路案例，對(duì)電纜工程電氣部分費(fèi)用開(kāi)展主成分分析，確定了決算費(fèi)用的影響程度依次為：設(shè)備購(gòu)置費(fèi)，安裝工程費(fèi)，其它費(fèi)用，基本預(yù)備費(fèi)，貸款利息，增值稅。

（3）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化射界、造價(jià)分析和過(guò)程造價(jià)控制提高工程費(fèi)用管控水平。