公路工程造价影响因素分析及预测方法研究

龚文静

（长沙市湘行交通新能源有限公司，湖南 长沙 410000）

0 引言

近几年，我国完成了较多的公路设计与施工项目，促进了交通行业的快速发展，为人民出行带来便捷的同时也保障了当地区域经济的快速增长。公路项目需要投入巨大的资金成本，为避免资金浪费，需要在公路工程建设与施工之前进行造价预测分析，使其满足交通行业发展要求，预先估算投入全周期的建设资金，并对资金成本进行有效管理。工程造价指的是一个工程项目建设所需要花费的全部费用，即从项目立项到竣工整个建设期间所支出的费用。除了具有基本的商品价格功能和衍生功能之外，项目成本还具有预测、控制、评价、调控等功能。在公路工程投标和施工开始之前，根据已有的工程资料，结合工程特点、施工环境、规模、设计、工期、质量等方面的需求、施工单位的技术力量、人力、物力、资金等各方面的条件，运用统计分析、数学模型等，预先对工程成本进行判断和计算，以便进行成本计划的控制、指导投标、组织施工，是工程造价的科学化管理，对保障工程的正常施工起到了至关重要的作用。目前由于传统的工程造价预测方法在实际工作过程中未考虑相关因素对造价预测结果产生的影响，最终导致现有预测方法存在明显的预测精度低的问题。为解决上述问题，本文在传统方法的基础上，综合考虑相关影响因素，对公路工程造价预测方法进行优化设计，以期提高预测方法的精度以及预测结果的应用与参考价值。

1 公路工程造价影响因素

为了保证公路工程造价预测结果的精准度，在开始预测之前，分别从外部和内部两个方面分析其影响因素、影响方式以及影响权重。

1.1 外部影响因素

影响公路工程造价的外部影响因素具体包括宏观经济因素、政策调整因素以及自然条件因素。其中宏观经济因素和政策调整因素直接影响公路工程使用设备以及相关材料的市场价格，间接影响公路造价，而自然条件因素决定了公路工程的施工难度。从宏观经济方面来看，国民经济水平的提高直接导致公路材料以及相关施工设备价格的升高，从而增加了公路工程的建设施工成本。社会对环境的保护和景观的关注度也逐渐提高，地方政府对于填土高度、取土区、跨桥的构造等问题都提出了明确的要求，必然引起公路建设成本的上升[1]。从自然环境条件影响因素方面来看，主要体现在地形、地质条件、水系、交通等方面。以工程地质条件为例，若施工区域内土质过软，则需要在项目设计中增加路基硬化处理步骤，不仅增加时间开销，同时也需要使用土质硬化处理材料和设备，增加经济成本。另外，从交通情况来看，公路建设项目不能阻挡交通，需考虑施工保畅通成本。

1.2 内部影响因素

在公路工程设计阶段，若设计思想与方法落后，与施工方配合不到位，工程造价难以得到有效的控制。建筑材料的价格、特殊地质条件的处理，都会对工程成本的控制产生一定的影响[2]。而在实施公路工程项目过程中，若不能将各阶段的工作衔接起来，就会使前期成本控制不能与后期工作相结合，从而影响工程的成本控制和工程的质量。

1.2.1 公路工程施工周期影响因素

公路工程建设过程中的大部分因素都会对建设工期造成一定的影响，例如准备工作耗时、处理特殊路段等，如果建设项目交工时间较晚，会增加设备、人力的投入，进而大幅增加造价[3]。其中施工周期因素对工程造价的影响关系如图1所示。

图1 施工周期因素-工程造价的影响关系

由图1可知，随着施工工期的增加，投资成本随之增加，即公路工程施工周期为正向影响因素。

1.2.2 施工材料影响因素

施工材料与工程造价的关系可以表示为：

式（1）中：nummaterial和U分别为公路工程中使用的材料总数量和材料的单价价格，由此可以看出，使用施工材料数量越多、价格越高，最终的公路工程造价越高，由此说明施工材料为正向影响因素。

1.2.3 公路工程项目施工质量影响因素

在公路建设项目中，盲目追求质量，不仅会延长工期，还会增加成本，不能适应公路建设的总体需求。在追求高品质的同时，工程在人力、财力、物力等方面的投入都会有所增加，进而大幅增加总成本，因此应在保证质量的前提下，尽量减少工程的浪费和返工，以图纸、设计文件为准，保证施工和采购的顺利进行。

除上述影响因素外，施工水电连接、招标与竞标、排水、土石方工程量等因素也会在一定程度上影响公路工程造价。

2 公路工程造价预测方法设计

2.1 确定公路工程造价组成

公路工程主要可以分为规划、勘察、施工、养护、管理等多个阶段，而公路工程的资金主要花费在施工和养护阶段。结合公路工程项目的各组成部分，得出工程造价的构成分析结果。在高速公路项目的成本中，建设工程的成本占总成本的70%～80%，而在项目的预算中，建设工程的建设成本是在确定工程成本后再进行的，而其他的成本则是根据建设成本最终得出的总成本。设备及工具购置费用是指购置设备、工器具和生产机具的成本，这些成本通常占道路工程总成本的1%～2%。预备费是为应付施工期间因自然灾害、物价变动和国家政策变化而产生的成本以及某些由于工程开始前无法预料而不得不增加的项目和费用，都属于有条件支出，在出现上述情形时需要得到有关部门的核准，因此，项目的复杂程度不同，预备费在整个项目中所占的比例也是不同的。

2.2 提取公路工程成本价格变化规律

公路工程成本价格变化规律主要针对的是公路工程中使用材料和用具的价格变化，首先通过市场调研或历史公路工程数据的收集，得出历史混凝土、水泥等材料以及千斤顶、运输车等设备的价格数据，在开始价格规律提取之前对初始采集的数据进行标准化处理。

2.3 估算公路工程造价指标

根据公路工程部分成本价格变化规律的提取结果，对各个造价组成指标进行分别估算。其中人工费的估算公式为：

式（2）中：cday和Δday分别为人工单日单价和单日价格波动幅值；tconstruction为公路工程的施工时间。另外，项目施工材料费和设备费用可以表示为：

式（3）中：lossMaterial和lossequipment分别为施工材料的消耗量和设备的使用量；ΔMaterial为材料单价的浮动值；Cu和Ctest分别为设备单价和材料的检验试验费。

2.4 实现公路工程造价预测

利用灰色理论、欧式距离理论及支持向量机方法，进行公路工程造价的预测。

最终得出的公路工程造价预测结果可以表示为：

式（4）中：Cartificial、CMaterial、Cequipment和Cget分别为人工费用、材料费用、设备费用、预备费用的预测结果，将式（2）和式（3）得出的各个工程造价构成指标的具体取值代入式（4）中，输出最终的公路工程造价预测结果。

3 实例分析

为了测试设计的公路工程造价预测优化方法的性能优势，选择某市正在建设的公路工程项目作为研究对象，分别收集该项目前、中、后期的造价数据，利用设计的预测方法得出预测结果，并通过与传统预测方法的对比，反映出设计方法的性能优势。

3.1 工程概况

实验选择某正在建设的公路项目，线路全长约455km，新建里程约419km，按一、二级公路标准建设，总投资约216亿元，根据项目情况采用分期分段进行建设，其中已开工建设两段，一段全长约23km，实际新建道路17.7km，按照二级公路标准设计，路基宽16m，设计车速80km/h，总造价5.98亿元，其中建安费3.51亿元；二段全长8.9km，采用一级公路标准建设，路基宽度26m，设计时速80km/h，双向四车道，总造价4.83亿元，其中建安费2.49亿元。

3.2 准备工程造价数据样本

在开始预测之前，分别从公路工程的施工量以及当前市场的平均价格采集数据，并以此作为预测方法的初始数据。除了必需的施工量数据和单价数据外，还需要收集近一个月材料与设备市场的浮动数据，为数据波动规律的提取提供数据基础。此外，还需要在完成竣工后，统计研究公路工程项目的实际造价数据，以此作为判定设计方法预测性能的对比标准数据。

3.3 设置预测性能测试指标

优化设计的公路工程造价预测方法以提高预测精度为目的，因此设置预测误差作为性能测试量化指标，其数值结果为：

式（5）中：Cforecast和Cactual分别为公路工程造价的预测结果和实际结算金额，|·|为绝对值计算符号，保证式（5）的计算结果始终为正值。最终计算得出的预测误差越大，说明对应的预测方法精度越低。

3.4 测试实验过程与结果分析

为了体现出优化设计公路工程造价预测方法的性能优势，实验设置了传统的基于灰色关联度理论的预测方法作为实验的对比方法，并保证在实验过程中使用的设计施工方案、施工材料以及人员选择情况无明显差别，最大限度保证实验变量唯一性。通过相关数据的统计与整合，得出测试结果如图2所示。

从图2中可以直观地看出，与传统预测方法相比，设计方法得出的造价预测结果更接近公路工程的实际费用开销。计算出平均预测误差，由此说明设计方法的预测精度更高。

图2 公路工程造价预测结果

4 结语

综上所述，在公路项目建设中，项目投资的成本的增加对项目的社会和经济效益具有很大的影响。同时，施工中的许多因素都会对工程造价产生一定的影响，从而导致工程造价的增加。通过公路工程造价预测方法的优化设计，可为工程的施工以及造价的控制提供有价值的参考数据，间接提高资金利用率和工程管理水平。