基于关键要素法的码头工程造价指标动态调整研究

贾 楠，焦从松，张宝华，王 岩

(交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

工程造价指标是项目建议书、可行性研究报告等前期工作阶段编制投资估算的重要参考[1-2]。目前，水运行业造价指标大多为静态指标，体现指标编制当年的价格水平。指标一经发布，难以随着时间的推移和市场工料价格的波动而自动变化，应用过程中存时效性问题[3-5]。

为使造价指标具有更好的适用性，需根据市场价格水平变化对指标及时进行调整。任妍等分析因时间变化引起主要波动费用及其影响因素，测算各关键因素权重及影响程度，建立了输变电工程造价控制指标动态调整模型[6]。但是，水运工程具有水上作业的特点[7]，施工工艺与电力工程等行业有显著差异，相应的造价指标要素构成也不同，输变电工程造价指标动态调整模型不适用于水运工程造价指标。王云祥等认为应当借助计算机技术，以波动的工料价格信息为基础，建立动态指标系统[8]。刘玲指出在大数据背景下，应对工程造价信息资源进行前端化挖掘，研究以造价预测和工程造价动态管理所需的造价共享信息为对象，运用模糊数学法构建工程造价信息指标测算模型[9]。应用大数据技术需要广泛的数据来源并开发相应的数据库，工程量较大，短时间内较难实现。因此，市场价格水平波动时，如何在现行水运工程造价指标的基础上实现动态调整是一个亟需解决的问题。

码头工程作为港口工程的主体结构，在水运工程中地位十分重要。本文以码头工程造价指标为对象，分析人工、材料、船舶机械中影响指标波动的关键要素，研究码头工程造价指标的动态调整方法。本研究可减少大量繁杂重复的指标调整工作，使工程造价指标动态调整过程简单化，对实现码头典型工程造价指标的应用和动态发布具有重大意义。

1 理论基础及指标概况

1.1 关键要素法

帕累托法则指在任何特定群体中重要的因子通常只占少数，而不重要的因子则占多数，因此只要能控制具有重要性的少数因子即能控制全局[10]。关键要素法的核心思想与帕累托法则类似，选择出具有代表性的、对工程造价影响较大的关键要素，关键要素价格水平的变化足以代表整个工程造价的变化[11]，此方法可减少大量繁杂重复的指标调整工作。

本文就关键要素法对码头工程造价指标动态调整的适用性进行研究探讨，研究流程如图1所示。

图1 研究流程Fig.1 Research process

1.2 码头工程造价指标概况

造价指标分析的数据来源有两种不同的形式：一是完全按照实际开支费用进行统计，二是按照工程预期开支的费用进行统计[12]。实际操作过程中，往往难以获得竣工决算文件等实际开支费用资料而采用概、预算文件等预期开支费用资料编制造价指标[13]。本文针对以工程概算文件为依据编制的码头工程造价指标进行研究，码头工程造价指标示例见表1。

表1 码头工程造价指标Tab.1 Cost index of a wharf project

2 关键要素分析

2.1 码头工程造价指标费用构成分析

图2 码头工程建筑安装工程费用组成Fig.2 Construction and installation cost of the wharf engineering

码头工程造价指标为每延米或每平方米码头工程建筑安装工程费用，根据《水运建设工程概算预算编制规定》[14]，码头工程建设安装工程费构成如图2所示。可将各部分费用分为自变费用和因变费用两类。自变费用指构成建设工程费用的基础性费用，因变费用指随基础性费用变动的费用[6]。码头工程建筑安装工程费中，人工费、材料费和施工船舶机械使用费为自变费用，施工取费(其他直接费、企业管理费、利润、规费)和增值税为因变费用。

2.2 关键要素分析

以高桩梁板和重力式两种典型结构形式的码头为代表，研究分析影响码头工程造价指标的关键要素。某高桩梁板码头长1 000 m、宽30 m，上部结构由横梁、纵梁、轨道梁、系靠船梁和叠合面板等组成，下部基础每榀排架采用7根钢管桩(含一对叉桩，叉桩采用预制型芯柱嵌岩钢管桩)，每榀排架前两排桩采用预制型芯柱嵌岩钢管桩。某重力式码头泊位长378 m，采用扶壁式结构。两类码头工程造价指标中各类费用占比如表2所示。

由表2可知，高桩梁板码头和重力式码头造价中的自变费用占建筑安装工程费的比例分别为82.46%和81.04%，因变费用占建筑安装工程费的比例分别为17.54%和18.96%。可见，自变费用为构成码头工程造价的主要要素。另外，因变费用以自变费用为基数，乘以相应费率得出，自变费用变化后，因变费用相应发生变化。因此，关键要素应在自变费用中分析研究。

表2 各类费用占建筑安装工程费比例Tab.2 The proportion of various expenses in construction and installation costs

自变费用的价格波动体现在人工、材料、施工船舶机械的价格变动。船舶机械使用费在施工工艺未大规模调整下，其变化主要由燃料价格的浮动引起，燃料价格变化计入材料费中进行调整。因此，着重对人工和材料要素进行分析，按人工和材料要素对造价的影响大小排序，分析要素数量与建筑安装工程费累计百分比，研究对建筑安装工程费起主要影响的关键要素个数及种类。

图3 要素数量与建筑安装工程费累计百分比的关系Fig.3 Relationship between the number of elements and the cumulative percentage of construction and installation costs

文中高桩梁板码头的人工和材料要素共有73种，重力式码头共有71种。将要素按照在码头工程中的价值大小进行排序，并根据顺序计算累计总价值，形成计入造价的要素数量与建筑安装工程费累计百分比曲线，如图3所示。由图3可以看出，对于两种结构形式的码头，前10种要素累计价值占建筑安装工程费的比例不小于60%，前20种要素累计价值占建筑安装工程费的比例不小于70%。计入累计总价值的要素达到20种之后，曲线几乎持平。可见对于高桩梁板码头和重力式码头，前20种要素为构成工程造价的关键要素。排在前20的要素数量占人工和材料总要素数量约为28%，但是对人工和材料总费用的影响达90%以上，这与帕累托法则一致。

重点关注要素价值在码头工程累计总价值中占比排名前5的要素种类，这5种要素价格发生波动，会对码头工程建筑安装费用产生较大影响。对于文中高桩梁板码头选型项目，排名前5的要素种类为钢管桩、钢筋、建筑安装人工、水泥和橡胶护舷；对于文中重力式码头选型项目，排名前5的要素种类为钢筋、橡胶护舷、建筑安装人工、水泥和碎石。不同的选型项目，排名前5的要素种类略有不同，应根据项目情况进行具体分析。建筑安装人工、钢筋、橡胶护舷等要素单价短时间内价格相对稳定，而水泥、碎石等受环保政策、供求关系等影响[15]，价格波动较为频繁。码头工程造价指标动态调整时，应重点关注关键要素中当地材料价格的变化。

3 关键要素法调整造价指标误差检验

研究分析当市场工料价格波动时，采用关键要素法调整码头工程造价指标的误差。以高桩梁板码头和重力式码头为选型，计算人工、材料要素价格上涨幅度分别为5%、10%和20%的情况下，调整要素单价数量分别为5、10、20和30的定额直接费误差Rqn和造价指标误差Rin。

Rqn=(Ca-Cn)/Ca

(1)

Rin=(Ia-In)/Ia

(2)

式中：Ca为调整全部人工和材料要素单价后的定额直接费；Cn为调整n个人工和材料要素单价后的定额直接费；Ia为调整全部人工和材料要素单价后的造价指标；In为调整n个人工和材料要素单价后的造价指标；n为调整要素单价数量，取值为5、10、20、30。

3.1 高桩梁板码头

高桩梁板码头要素单价调整数量为5、10、20和30时，其定额直接费和造价指标的计算值与误差分别见表3和表4。以表中的数据为基础，绘制不同要素单价上涨幅度下，以要素单价调整个数为变量，造价指标误差和定额直接费误差的变化曲线，如图4所示。

表3 高桩梁板码头定额直接费误差Tab.3 The error of quota direct cost for the high-piled wharf

表4 高桩梁板码头造价指标误差Tab.4 The error of cost index for the high-piled wharf

图4 高桩梁板码头要素单价调整数量与误差的关系Fig.4 The relationship between the adjusted number of elements and the error for the high-piled wharf

分析要素单价调整数量对定额直接费误差和造价指标误差的影响。由图4可以看出，6条曲线的变化趋势相同，误差均随要素单价调整数量的增多而减小。要素单价调整数量为20时，曲线出现拐点，曲线斜率急剧减小，曲线变化趋势开始平缓。可见，要素单价调整数量达到20之后，要素单价调整数量对直接费误差和造价指标误差的影响很小，这与第二节结论“前20种要素为构成工程造价的关键要素”一致。

分析要素单价变化幅度对定额直接费误差和造价指标误差的影响。由图4可知，要素单价变化幅度越大，定额直接费误差和造价指标误差越大。在可行性研究阶段，建设工程投资估算的误差率要求在±10%以内[16]。由表4可知，即使要素单价上调幅度达到20%，当要素单价调整数量达到20时，造价指标误差仅为0.53%。将概算文件自身与工程实际成本之间的误差考虑入内，采用关键要素法调整后的造价指标误差也可满足投资估算精度要求。因此，采用关键要素法调整高桩梁板码头造价指标是可行的。

图5 重力式码头要素单价调整数量与误差的关系Fig.5 The relationship between the adjusted number of elements and the error for the gravity wharf

分析定额直接费误差和造价指标误差的关系。在同等条件下，造价指标误差小于定额直接费误差，但两者相差不大。可见，用关键要素法调整造价指标时，施工取费和增值税等因变费用不会扩大造价指标的误差。

3.2 重力式码头

重力式码头定额直接费和造价指标的计算值与误差分别见表5和表6，重力式码头要素单价调整数量与误差的关系曲线如图5所示。

由图5可知，重力式码头要素单价调整数量、要素单价变化幅度对定额直接费误差和造价指标误差的影响趋势与高桩梁板码头相同。将图5与图4进行对比可知，相同条件下，重力式码头的误差高于高桩梁板式码头。要素单价上调幅度为20%，调整要素数量为20时，造价指标误差为1.00%，比高桩梁板码头误差高约0.47%，但仍可满足投资估算精度要求。

表5 重力式码头定额直接费误差Tab.5 The error of quota direct cost for the gravity wharf

表6 重力式码头造价指标误差Tab.6 The error of cost index for the gravity wharf

4 结论

本文分析了构成码头工程造价指标的关键要素，研究了当市场工料价格波动时，采用关键要素法调整码头工程造价指标的误差，得到以下结论：

(1)采用关键要素法调整码头工程造价指标是可行的，对于码头工程造价指标实现动态发布具有重要意义。

(2)对于以钢管桩为基础的高桩梁板码头和扶壁式重力码头，将人工和材料要素按照在建筑安装工程费用的价值大小进行排序，前20种要素为关键要素，关键要素约占人工和材料要素总数量的28%。关键要素中，应重点关注当地材料价格的变化。

(3)人工和材料要素单价上浮20%时，采用关键要素法调整高桩梁板码头和重力式码头造价指标与调整全部人工和材料要素单价的造价指标之间的误差分别为0.53%和1.00%，综合考虑采用概算文件编制造价指标的误差后，总误差仍可满足投资估算精度要求。