基于价值工程的高速公路建设投资控制模型研究

何柏科（重庆高速公路集团有限公司，重庆401147）



基于价值工程的高速公路建设投资控制模型研究

何柏科
（重庆高速公路集团有限公司，重庆401147）

摘要：高速公路投资控制是高速公路建设管理的重要组成部分，该文通过建立价值工程的投资控制模型并对其进行分析研究，从而对价值工程投资控制模型加以改进，在高速公路建设投资控制中具有较高的实际意义。

关键词：高速公路；投资控制模型；价值工程

1　价值工程投资控制模型分析

1.1基于价值工程的LCC投资控制模型

1.1.1价值工程原理

价值工程主要是根据技术与经济相结合的思路，在保证项目功能的基础上，提升项目的内在价值，并有效地对项目成本实施控制，使之与项目功能相协调［1］。价值工程中的价值（或价值系数）V表示项目所得与投入的比例，也就是功能 （或效用）F与成本（或费用）C的比值，其基本表达式为：

1.1.2全寿命周期成本模型

寿命周期（Life－Cycle），也叫生命周期，是包括项目最初的构思直接到拆除或改造在内的全过程。对于不同的主体，寿命周期有不同的意义。全寿命周期成本（Life Cycle Cost）是指构思、设计、实施及运营维护等这一时期里所发生全部费用的总和。确定LCC的实施步骤如下：

图1　全寿命周期各阶段成本（投资）分布

建设项目的全寿命周期是指包括建设项目的设想构思阶段、决策立项阶段、具体实施阶段以及运营维护与拆除改造阶段等在内的所有过程。一般建设工程项目阶段可分为：前期阶段、实施阶段、运营维修及报废阶段，各个阶段的成本分布（或投资分布）如图1所示。

现将建设项目全生命周期内的成本结构分为初始投资、未来重复性消耗、未来一次性消耗成本和残值，这样可以得到成本模型（或投资模型）为：

式中，I0为初始投资，包括决策成本、设计研发成本、建造成本等；O为未来一次性消耗成本，如拆除成本等；M为未来重复发生的成本，如维护运营成本等；S为建设项目的残值；Pt为折现因子；T为寿命周期；t为时间变量。若i为利率，则其中折现因子Pt的表达式为：

Pt=（1+i）-t

在构建完全寿命周期成本模型后，我们就可以对建设项目进行成本核算和控制，也可以通过深入分析，用于投资决策。LCC投资模型可用于建设项目的方案评价，通过比较LCC，选择合适的建设方案，以达到投资控制的效果。

1.1.3基于价值工程的LCC模型分析

强青军将价值工程原理引入了LCC模型中，对全寿命周期投资进行了优化控制。建设项目全寿命周期成本大小与其功能水平密切相关。从图2中可以看出，在某一特定的界限内，建设成本I0与功能呈正相关关系，而运行维护成本M与功能呈负相关关系。

图2　全寿命周期内功能—成本关系图

通过上式可知，当C0、C1与功能x的函数关系得知时，就能求出使得LCC最小的功能x，即获得最佳投资效益时的功能。

1.2现有投资控制模型的局限性

当前有关公路建设项目投资控制的方法研究主要有两方面的体现：一是集中于对公路建设项目中某一阶段的投资控制研究；二是投资控制的方法是属于一种被动地反馈性的投资控制方法，只适用于当建设项目投资失控而采取的补救措施的情况。研究结果也具有明显的阶段性特征，而没有形成全过程的投资控制体系。投资控制的研究大部分倾向于概念性、定性分析，在投资控制定量分析方面一直还没有太多涉及。前述中的三种投资控制模型虽然都能采用定量的分析方法对建设项目进行投资控制，但还是存在着一定的局限性。

第一类模型中，引入弹性模量后理论上能分析出影响建设项目投资控制的关键因素，但由于建设项目存在动态性，很难保持在其他影响因素不变的情况下来进行单因素分析，因此，对于投资I与影响因素Xi的函数关系是难以表达的。

第二类模型，构建的是基于价值工程的LCC投资控制模型，在模型里虽然考虑了资金的时间价值，但该模型主要是用来研究项目建设期与运营维护期之间的成本关系，即当总建设成本为多少时，全寿命周期成本最小。而对非政府投资的项目来说，建设单位关注得更多的是建设全过程中总共消耗多少成本，其并不在意后期的运行与维护成本；同时在运用价值工程时，有关功能系数也大多是通过人为评分的方法来确定的，带有很大的随机性。因此，缺乏一定科学性和严密性。

在第三类模型中，其投资控制模型不仅集成建立了建设项目全过程各阶段的投资控制模型，而且还能通过建立的模型来确定建设项目的总投资。但是，其中的追加投资，即影响因素费用，是一个随机因素，包含的影响因子很多，因此很难通过数学的方法来对其进行较为精确的估算。

2　改进的价值工程投资控制模型的建立

2.1价值工程原理

价值工程（Value Engineering）是一种通过分析研究对象费用与功能之间的关系，来提高其价值的现代管理分析技术。其核心思想是利用分析研究对象全寿命周期的费用与功能之间的比例关系，并力图通过采用各种科学有效的方法和措施来保证项目（或产品）在满足项目业主（或消费者）要求的前提下，最大程度地降低项目（或产品）在其全寿命周期内的投资，以此来增加项目（或产品）的价值。

价值工程的原理是一个涉及多学科、多因素的复合型原理，看上去是一个非常复杂的过程，但是，简单地来说，价值工程的原理其实就是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程。

2.2改进的价值工程原理

改进的价值工程依然是利用建设项目全寿命周期内的总投资费用与功能之间的比值，即V=F/C，来衡量建设项目的价值［2］。只是在这衡量的过程中充分利用了二元对比关系和熵基本原理，使得最终结果更准确。

2.2.1二元关系比较法基本原理

设系统的决策集是由一系列的决策组成，即D=｛d1，d2，…，dn｝，di表示系统决策集中的第i种决策，i=1，2，…，n，n为决策集的个数。

二元关系比较法主要研究决策集D中关于目标e的二元对比重要性的排序。若dk较d1重要，则ek1=1，e1k=0；若d1较dk重要，则ek1=0，e1k=1；若d1与dk同等重要，则ek1=e1k=0.5；k=1，2，…n；l=1，2，…n。这是由上述二元关系比较所形成的二元关系对比矩阵为：

在上式中，el仅在0，0.5，1三个数字中取值，因此有ek1+e1k= 1；当k=1时，有ek1=e1k=0.5；其中（i=1，2，…，n；j=1，2，…，n）。

公式（3）表示了决策集D中内各个决策di对目标e所对应的相对重要性。对公式中的每行向量中的各个分量分别计算其代数和，则有，（i=1，2，…n；j=1，2，…，n）；然后对所形成的二元关系对比矩阵E中得到的ei进行归一化处理；

2.2.2熵基本原理

熵基本原理是当运行的系统处于多种不同的状态时，设系统出现其中每种状态的概率为Pi（i=1，2，…，n），则系统的熵就为），其中式中的Pi满足0≤Pi≤1，且。当所有的Pi都相等时，即在系统出现每种状态的概率都一样的情况下，H达到最大值，即有Hmax=1nn。这一性质就是熵的极值性。

2.2.3改进的价值工程基本原理

（1）构造功能评价矩阵

假设有m个评价方案，n个功能评价指标。然后通过多位专家对各个评价方案的各个功能指标进行打分，得到原始矩阵，接着对这一原始矩阵进行归一化处理，最后得到评价矩阵R；

在（m，n）评价问题中，我们定义第j个功能评价指标的熵为，其中，式中的常数k=（1n m）-1。

（2）确定各个功能评价指标的综合熵权

根据二元关系比较法的原理，利用公式（4）计算出各个功能的权重wi，然后应用求出关于功能指标j的综合权数，其中，式中dj=1-Ej。

（3）计算功能评价指数

把功能评价对象映射到距离空间，则可以得到方案功能距离Lp，其计算公式为在进行方案功能优序评价中，若只是注重偏差的总和，则可以取P=1，这样上式就变为，然后根据公式进行计算，得到的距离最小的方案就是最接近理想的方案，亦即越大，则方案功能越高。所以，各个方案的功能大小就可以排序，最后再对每个方案的功能评分进行归一化处理，得到最终的功能指数。

（4）计算最终的价值系数

利用前述的计算过程得出的功能指数F，再结合项目的总投资（费用指数）C，最后利用公式V=F/C，计算出最终的价值系数V。

3　价值工程投资控制模型的应用

重庆沿江高速公路主城至涪陵段项目，设计单位在该项目方案阶段时，在纸上初步研究达320余km。这里以绕城东立交起点位置（K线、C线）为例，并应用价值工程投资控制模型［3］对比较价值较为明显的路线进行同等深度比较。

K线：过接龙寺大桥后，沿石梯子东侧沟槽前进，穿小石峡口、石堡后，止于佛儿岩隧道前。

C线：过接龙寺大桥后，向南偏向徐家湾位置的沟槽前进，过桐子湾后偏向石堡，接上K线。

3.1路线基本情况介绍（如表1）

表1　K线和C线主要工程数量比较表

3.2建立二元关系对比矩阵

通过咨询并综合高速公路建设方面专家的意见，并利用二元关系对比法，建立了需要的二元关系对比矩阵：

3.3计算各项功能权重系数Wi

表2　各项功能权重系数表

3.4各设计方案功能评分（如表3）

表3　专家对设计方案功能评价综合表

3.5采用熵基本原理来确定各功能指标的熵权

（2）利用得到的评价矩阵R，建立各设计方案功能评价相对得分，如表4。

表4　设计方案功能相对评分表

3.6计算各设计方案最终的价值系数

表5　设计方案功能指标的熵权值λj

表6　各设计方案的价值系数计算表

从上述分析的最后结果来看，在K线与C线（绕城东立交起点位置）相比较，C线是明显优于K线的，因此选C线为推荐线。

4　结论

通过分析高速公路当前投资控制常见的方法，以及这几种方法在使用时的局限性，然后再通过结合高速公路建设项目投资控制的特性，研究了其模式下高速公路建设投资控制建立模型的建立、改进，最后根据分析研究出的原则建立了高速公路建设价值投资控制模型。

参考文献：

［1］魏鸿娟.EPC模式下业主投资控制系统的理论及其应用研究［D］.长沙：湖南大学，2013：25-27.

［2］周荣喜，张汉鹏.项目管理数量方法［M］.北京：化学工业出版社，2010：35-39，42.

［3］郭蕊.高速公路建设项目投资限额的合理确定研究［D］.西安：长安大学，2013：16-19.

责任编辑：孙苏，李红

中图分类号：［TU997］

文献标识码：A

文章编号：1671-9107（2016）07-0026-04

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.07.026

收稿日期：2016-04-11

作者简介：何柏科（1982-），男，四川德阳人，本科，工程师，主要从事高速公路建设管理工作。

Study on Value Engineering-based Investment Control Model for Highway Construction

Abstract：Highway investment control model is an important part of highway construction and management.By establishing value engineering-based investment control model and conducting analysis and study on it，the model is improved and of highly value for investment control of highway construction.

Keywords：highway；investment control model；value engineering