基于灰色关联的港口项目工程变更对工程造价的影响分析与对策建议

胡冰

(上海远东水运工程建设监理咨询有限公司，上海 200090)

0 引言

港口项目具有施工周期长、工程量大、易受地理环境影响等特点，在施工过程中存在各种可预见和不可预见的影响因素，而这些影响因素对设计变更、现场签证、新增工程等影响较大。特别是工程变更对工程造价具有最直接、最明显的影响。相关数据显示，工程变更对工程造价的影响一般占建筑安装工程费用的5%～10%，少数项目超过30%[1]。对于港口项目而言，控制好工程变更，除了能够减少工程纠纷，还能够提高投资效益。

在港口项目中，工程变更相关研究主要集中于变更管理、成本控制和管理措施等方面的定性分析，使用定量方法的相关研究较少，且缺乏标准统一的理论计算方法。在研究影响因素与目标对象之间的相关性方面，众多学者采用灰色关联分析理论分析和解决该类问题。例如，易涛等[2]基于灰色关联对电缆改造工程费用因子重要度进行分析，得到不同电压等级下对工程费用影响较大的造价因素，为合理管控项目造价提出建议；唐海军等[3]对影响万源市茶叶产量的因素进行探讨；张政[4]、谢晓娟等[5]从不同角度分析工程造价影响因素；蒋洁[6]、黄佳祯[7]分别从建设单位、审价单位的角度针对工程变更引发因素与竣工结算价关联度进行研究。由此可见，灰色关联理论因对数据分布规律及数量没有特殊要求，计算较为简便，在经济、社会、工程等众多领域得到广泛应用。

基于此，本文针对可量化的港口项目工程变更影响因素，利用灰色关联分析理论，分析和研究工程变更对工程造价的影响程度，指出关键影响因素，旨在降低港口项目工程变更对工程造价的影响，提升港口项目成本管理水平。

1 港口项目工程变更引发因素

工程变更内容广泛、类型众多、构成原因复杂，不仅包括工程自身固有属性，如工程量的增加、删减、追加以及位置、尺寸等特性，还包括外在施工环境、进度调整等方面。为减少工程变更，首先，梳理可能引发工程变更的因素；其次，识别工程变更引发因素；最后，根据港口项目的特殊性，有针对性地筛选对工程造价造成影响的因素。

通过中国知网(CNKI)数据库搜索“工程变更”“诱发原因”“工程造价影响”“成本影响”等主题或关键词，收集2009—2018年工程变更相关文献，并从中选取12篇涉及工程变更引发因素的文献[1，7-18]。采用文献分析法对相关文献进行分析，初步识别工程变更引发因素。

因港口项目建设有别于一般建筑项目，受客观因素影响较大，气候环境、地质条件以及项目改良等都会引发工程变更。为进一步提升数据的有效性，本文采用标准化访谈法，采访了27名港口水运工程专业人士，结合港口项目工程实践，依据变更分类中常见的责任主体分类，筛选出16个港口项目工程变更引发因素，见表1。

表1 港口项目工程变更引发因素

2 灰色关联分析理论及模型选取

2.1 理论概述

灰色关联分析模型是一种研究系统内部因素之间关联程度的数学模型，其基本思想是根据序列曲线几何形状的相似性或接近性程度判断不同序列之间的联系是否紧密；两条曲线越接近或相似，说明其序列之间的关联度越大。反之，则越小。在几种常见的灰色关联分析模型中，刻画发展趋势的方法大致分为两种：利用位移差度量和运用一阶或二阶斜率差(速度、加速度)。

2.2 模型选择

目前，灰色关联分析理论体系并不完善，现有关联度模型一般从数据自身的相似性、接近数据的变化量角度出发考察序列的关联度。目前，已有不少学者在常见关联度模型上进行了改进和优化。

2.2.1 灰色综合关联度模型

灰色综合关联度是以绝对关联度和相对关联度为基础的经典关联分析模型。该模型既体现了序列间折线相似程度，又反映了序列间相较始点的变化速率的接近程度，较为全面地表征了序列之间的紧密程度[19]。绝对关联度、相对关联度和综合关联度可概括为广义灰色关联度。

2.2.2 灰色斜率相似关联度模型

灰色斜率相似关联度是基于相似度视角的新型关联度计算模型，从分析事物发展规律的角度出发，构造基于参考序列和比较序列的斜率差异模型[20]。该模型反映了负相关关系，不需要对原始数据进行初值化、均值化等变换，具有规范性、唯一性、对称性和相似性等特点。

2.2.3 灰色变化率关联度模型

灰色变化率关联度是一种可衡量序列间数据变化率的新型关联度模型，能更好地反映数据自身的变化规律，体现变化趋势[21]。其基本思想是按照时间序列曲线的变化率相似程度计算关联度。该模型对变化率的构成比与构成差均设置了权重，并且考虑了变化率的正负性质。

考虑到不同模型得出的结论可能有所不同，基于经典关联度模型及近期相关理论研究成果，本文选用以上列举的三种关联度模型进行案例分析。

3 案例应用

3.1 案例概况

本文以某港口自动化集装箱深水港码头工程为例。该项目位于浙江舟山某岛，项目总体造价约128.48亿元，集装箱泊位长度为2350m，总面积223.16万m2,共建设7个5～7万t级集装箱泊位及配套工作船码头，设计年通过能力630万标准箱(TEU)。

本文选取该项目已竣工的4个标段道堆工程和1个标段码头工程作为灰色关联分析的研究对象，收集5个港口项目的施工合同、竣工结算报告、图样、技术核定单、工程联系单、费用变更单等资料文件。通过整理涉及工程变更的5个项目所有原始资料，提取相关工程造价数据，分别依据表1中不同变更引发因素进行造价变更数据归因。工程变更引发因素分类汇总见表2。

表2 工程变更引发因素分类汇总 (单位：元)

3.2 计算过程

本文运用灰色系统建模软件(第7版)和Matlab软件建立关联度计算模型，分别计算表2数据的关联度数值。分辨系数均取0.5，计算结果保留4位小数。将数据为0的项目预处理为1，以避免建模报错。该预处理后的关联度计算不影响最终排序结果。工程变更引发因素关联度汇总见表3。

表3 工程变更引发因素关联度汇总

(续)

从表3可以看出，工程变更引发因素对工程造价影响的关联度和排序各不相同。在灰色综合关联度中，排序前6位为：建设标准改变A2、工程量清单缺陷A3、工作范围改变A1、材料价格波动超出一定幅度E4、现场条件改变E2、法律法规与政策的变化E3。在灰色斜率相似关联度中，排序前6位为：工作范围改变A1、甲供材料/设备的种类或数量变化A6、建设标准改变A2、材料/价格波动超出一定幅度E4、对设计理解不准确导致施工错误C1、工程量清单缺陷A3。在灰色变化率关联度中，排序前6位为：工作范围改变A1、甲供材料/设备的种类或数量变化A6、法律法规与政策的变化E3、材料价格波动超出一定幅度E4、工程量清单缺陷A3、异常恶劣的气候条件E1。

3.3 结果分析

通过对比分析发现，在三种关联排序中排名前6位且出现2次以上的因素分别是：工作范围改变、工程量清单缺陷、材料/价格波动超出一定幅度、建设标准改变、甲供材料/设备的种类或数量变化、法律法规与政策的变化。上述因素的主要责任主体为建设单位，基于此，将以上6个因素作为工程变更对工程造价的主要影响因素。

将本文研究结果与其他文献研究进行对比后发现，工作范围与建设标准的改变在港口项目中是尤为关键的因素。这是因为港口项目与一般项目相比，其工程量清单子目虽然较少，但相对工程量较大，任何一点变动都可能导致工程造价相对巨大的变更。工程量清单缺陷以及材料/设备的变化是建设类项目共同的关键风险。而法律法规与政策的变化因素排名靠前，主要由于该项目建设期正值增值税改革阶段，项目涉及的材料税费金额巨大，因此，在造价管控中需特别注意政策的变动以及相关凭证的收集。

4 对策建议

工程变更对工程造价的影响研究一直是建设项目参与各方关注的重点。通过运用灰色关联分析法对港口项目工程变更因素进行了相关性研究，确定了工程变更影响工程造价的6个主要因素，针对工作范围变化、业主方设计需求变化、工程量清单缺陷、材料/设备变化这4个关键因素提出以下对策和建议。

4.1 针对工作范围变化

工作范围变化包括增加或减少建设项目以及改变项目的使用功能。其产生的原因是建设单位对项目的定位、使用功能、范围等没有清晰的认识。同时，存在因前期其他工程未结束，工作界面划分问题导致工作范围增加的情况，如本文案例中码头工程增加了前期接岸结构工程部分内容。为减少该类变更，明确工作范围，可以合理运用类似项目做前期定位参考。对于新增工程，建设单位应在前期招标阶段确定是否存在暂估价项目，应尽可能明确项目内容、范围规模、技术要求等，并对各类风险尽可能在合同中有所约定，以保障承发包双方利益。

4.2 针对业主方设计需求变化

业主方设计需求变化包括改变项目的建设标准或工程结构。其产生原因主要是建设单位从安全、美观、经济等角度要求改变工程结构的形式、标高、尺寸、强度等，从而改变了原设计标准，导致工程造价发生变化。

因港口项目建设期与运营期均较长，对建设单位而言，为减少功能需求、工艺需求和建设标准变化导致的工程变更，应在拟建项目的可行性研究阶段进行前瞻性设计，根据自身定位和要求，提出具有实际性、针对性的项目决策。在满足设计规范和建设需求使用功能的基础上，引入设计优化，做好设计方案论证比较，实施科学合理预算，尽量避免在项目开展后产生重大结构变更、重大设备变更等。

4.3 针对工程量清单缺陷

工程量清单缺陷是建设项目工程量清单管理中普遍存在的问题。其主要原因包括招标设计图样深度不够，清单编制人员能力不足、未能很好掌握招标文件和图样约定范围和内容以及责任心不强等。为提升工程量清单编制质量，可从以下方面加强控制：

(1)招标图样应具备一定深度。建议在组织招标前，与设计单位就工程项目的需求和定位等内容进行充分沟通，提供具有一定深度的设计图样。在招投标阶段，应收集投标人对设计文件的意见，并及时与设计单位沟通反馈。

(2)明确工程量清单质量问题引发的责任风险。建设单位应在合同中充分考虑因工程量清单缺陷导致的合同价款变动，并明确风险范围、调价方法和计算规则等。

(3)加强建设单位商务人员专业知识学习。工程量清单编制可委托给有资质的造价咨询单位。同时，建设单位的商务合约小组内部应加强清单计价规范、各专业定额等相关规范及合同体系知识的学习，了解施工相关流程和方法。

4.4 针对材料/设备变化

建筑材料在港口项目造价中所占比重较大，并且建材价格受市场影响一直处于动态变化中。建材价格的上浮或下调不仅会影响工程项目的质量和进度，而且直接影响工程项目造价。建设单位可从以下方面采取措施：

(1)科学合理地制定合同价款。为减少建材价格波动过大造成建设单位与承包单位之间的合同纠纷，在合同签订前期应认真分析相关材料/设备价格波动情况，科学制定合同条款。合同签订双方应仔细划分相关风险责任，就价格波动引起的价格调整方法和涉及的材料等内容进行研究。

(2)完善材料/设备价格信息动态管理。应从工程项目招投标开始前，指派专人负责跟进、收集、整理项目所需的材料价格等相关信息，建立动态管理机制。港口项目中很多材料/设备需要参考以往工程类似价格或市场询价调研。应充分掌握市场信息，采用合理估价方式得到合理的材料价格估算，并保留充分的价格浮动区间，尽量避免材料价格浮动过大造成成本损失。还应注意单价的组成内容是否已包含材保费、运杂费等，避免重复计算。

(3)加强对设计变更和材料/设备签证的管理。在合同履行期，设计变更和相关材料签证会导致材料/设备数量发生变化。在审核设计变更和签证的手续完备性和真实性时，应从技术经济的角度综合考量变更后的项目效益。

5 结语

综上所述，工程变更的引发因素复杂多样，对工程造价的影响也各不相同。为研究港口项目工程变更影响，更好地控制工程造价，本文以某港口项目的5个标段工程为例，在识别和筛选港口项目工程变更引发因素的基础上，引入灰色关联分析理论。选取三种不同的关联度模型，分析得出港口项目工程变更对工程造价影响的6个主要因素，并针对工作范围变化、业主方设计需求变化、工程量清单缺陷、材料/设备变化提出针对性的对策建议，以期为同类工程项目的造价管控提供参考。