基于灰色模糊理论的小型水利工程临时工程费测算

苏惠云

(中水珠江规划勘测设计有限公司，广东 广州 510610)

临时工程费指的是在水利工程的准备阶段或者建设过程中，为了保障水利工程建设的正常推进而修建的临时建筑或者采取的临时措施造成的费用，是工程成本的重要组成部分。同时，在实践中，小型水利工程无论是项目的所在地区还是项目本身具有的特点，决定了小型水利工程在建设过程中可能不需要建立临时设施，如办公、生活设施等，不能将现行的水利工程定额直接应用到小型水利工程的临时费用的计算中去。为了确保小型水利工程在对临时工程费计算符合实际情况，有必要从新编制适合小型水利工程的临时工程费计算标准。

一般情况下，大型水利工程多采用工程量清单等方法对临时工程费进行计算，而小型水利工程则是按照工程造价总价的百分比进行计取临时工程费。在实际调研过程中，笔者发现，临时工程具有较大的不确定性，并且在进行数据收集的过程中发现可供使用的样本量较少。基于此，本文拟采用与之契合的灰色模糊理论对小型水利工程的临时工程费取费标准进行讨论。旨在建立科学的估算模型和体系，完善小型水利工程取费体系，提高临时工程费用测算效率。

1 构建临时工程费计算模型

由于小型水利工程在施工的过程中，受到自然环境和人为等诸多因素的影响，临时工程的修建可能受到前述因素的影响而存在不确定性和模糊性。基于此，本文基于灰色模糊理论，结合模糊贴近度和欧几里德贴近度以及灰色关联度来对小型水利工程的临时工程和已建工程的相似度进行确定，以此作为计算临时工程费用的依据。同时，根据市场劳动力工资水平等计算出临时工程费估算值。最后，引入调整系数，对估算值进行调整，得出准确的临时工程费数值。

1.1 基于灰色理论的临时工程费计算模型

基于灰色理论并结合指数平滑法构建临时工程费计算模型，如下所示：

CY=S(Y，Ba)Ca+S(Y，Bb)[1-S(Y，Ba)]Cb+S(Y，Bc)[1-S(Y，Ba)][1-S(Y，Bb)]Cc+[1-S(Y，Ba)][1-S(Y，Bb)][1-S(Y，Bb][1-S(Y，Bc)](Ca+Cb+Cc)

(1)

上式中，a，b，c=1，2，3，…，且a≠b≠c；S(Y，Bj)—综合相似度；Ca、Cb、Cc—已建成个标段水利工程造价。

1.2 综合相似度分析

首先，确定隶属度。本文在比较了统计法、函数法等多种方法后，决定采用相对比较法来确定隶属度矩阵，其原理是对于同种元素计算权重，将数据转化成能够进行计算的量，以此达到将指标量化的作用。

同时，结算模糊贴近度，即计算已完成工程与临时工程之间的贴近程度。假设在集合U={u1，u2，…un}中有m个子集Bj=B1，B2，…Bm，其中j=1，2，…m，待识别对象用Y表示，则贴近度计算公式如下所示：

T(Y，Bj)=[YBj+1-(Y×Bj)]

(2)

上式中，j=1，2，…m。

其次，计算欧几里德贴近度，分析模糊集之间距离关系，公式如下：

当U=[a，b]是连续的时，则有：

(3)

当U=[a，b]是离散的时，则有：

(4)

因此，可得出欧几里德贴近度公式：

Z(Y，Bj)=1-d(Y，Bj)

(5)

接着，计算灰色关联度，其公式为：

(6)

γ0j(K)=γ[Y(k)，Bj(k)]

|Y(k)-Bj(k)|]/[|Y(k)-Bj(k)|

(7)

上式中，γ[Y(k)，Bj(k)]—关联系数；ξ—分辨系数，一般取值范围为0.1-0.5之间。

最后，求综合相似度。由于采用不同的方法计算出来的贴近度的结果也不同，而采用灰色贴近度进行计算却可以弥补模糊贴近度与欧几里德贴近度的缺陷。因此，综合考虑三种方法，得出综合相似，具体计算公式如下：

S(Y，Bj)=μ1S(1)(Y，Bj)+μ2S(2)(Y，Bj)

(8)

(0≤Sj≤1；μ1+μ2=1；λ1+λ2=1；j=1，2，…m)

其中：

(9)

(10)

此时，当S(Y，Bj)的值越大时，说明模糊集Y和Bj越相似。按照相似度的大小进行排序，即：

S(Y，Ba)≥S(Y，Bb)≥…≥S(Y，Bk)，(a，b，k=1，2，…m，且a≠b≠k)

(11)

选取3个相似度较高的样本，作为参与依据代表，进行临时工程费用的估算。同时，要注意的是选取的样本应当满足精度要求。

2 实证研究

2.1 项目概况

为了验证本文建立的小型水利工程临时工程费测算模型的准确性与适用性，本文以广东省广州市从化区2019年的A小型水利工程为例进行实证分析。A工程项目属于小型农田水利工程，主要是通过农业水利灌溉、灌溉沟区疏浚等措施来提高该地区的综合粮食产量。该项目的顺利实施能够有效的减少干旱和洪涝灾害对农作物的不利影响，增强农业整体抵抗自然灾害的能力，提高农业生产效率，最大化的发挥水土资源优势，维护了农民的权益，调动了农户从事农业生产的积极性，促进了该地区农业现代化建设的脚步。本文以该工程的第一至四标段为例，主要建设内容包括渠道砌筑、桥、路等工程，临时工程费各部分费用分配及总投资见表1。

表1 各部分费用及总投资 单位：元

2.2 确定临时工程费

首先，确定隶属度。建立特征元素集：U={u1，u2，u3，u4}，分别表示预制构件堆放场地、材料堆放场地、围堰工程以及抽排水工程。对收集的数据进行分析比较，得出比较矩阵，与预制构件堆放场地为例，具体见表2—3。

表2 预制构件堆放场地比较矩阵

表3 预制构件堆放场地相及矩阵

根据表2—3可以看出，预制构件堆放场地的隶属度为u1={0.41，0.43，0.57，0.67，0.66}。

同理，求出材料堆放场地、围堰工程以及抽排水工程的隶属度，分别为：

u2={0.84，0.83，0.76，0.81，0.71}

u3={0.11，0.36，0.14，0.32，0.71}

u4={0.78，0.71，0.56，0.57，0.41}

计算本样本与其目标值的隶属度关系，结果如表4所示：

表4 隶属度关系表

根据表4可以看出各个标段与临时工程的特征元素模糊集：

B1={0.42，0.83，0.11，0.78}

B2={0.48，0.81，0.36，0.73}

B3={0.57，0.74，0.15，0.57}

B4={0.71，0.81，0.34，0.55}

Y={0.66，0.71，0.71，0.43}

同时，计算综合相似度，该步骤可分为四部分；第一，计算模糊贴近度，以第一标段为例：

(12)

同理，求得Y(Y，B2)=0.66，Y(Y，B3)=0.69，Y(Y，B4)=0.77。

第二，计算欧几里德贴近度，建立特征集U={u1，u2，…un}，则有：

(13)

同理，求得d(Y，B2)=0.483，d(Y，B3)=0.431，d(Y，B4)=0.327，可以得出：

Z(Y，B1)=0.331，Z(Y，B2)=0.515，

Z(Y，B3)=0.557，Z(Y，B4)=0.669

第三，计算灰色关联度，根据上文公式，求得分辨系数ξ=0.5，临时工程Y与以建工程B的灰色关联度为：

γ01=0.53，γ02=0.62，γ03=0.67，γ04=0.79

第四，计算综合相似度并进行排序，根据上文公式，计算出综合相似度：

S(Y，B1)=0.45，S(Y，B2)=0.57，S(Y，B3)=0.61，S(Y，B4)=0.69，则有：

S(Y，B1)

(14)

由于一标段相似度与其他三个标准相差较大，故本文选择第二、第三和第四标段的数据进行计算。

其次，计算临时工程费，根据与该项目商务部门工作人员沟通，得出第二、第三和第四标段的临时工程造价费用，具体见表5。

表5 临时工程造价费用 单位：元/百万

求得临时工程造价费用CY=8951.21(元/百万)

最后，计算调整系数并求出最后调整后临时工程费，根据公式可得调整系数δ=1.0821，则调整后的临时工程造价费用为：

(15)

2.3 误差分析

3 结论

在考虑小型水利工程自身具有的规模小、受环境影响大、施工作业面窄等独有特点的基础上，分析了现行的水利工程定额不适用小型水利工程临时费用的计算。根据小型水利工程临时费用的计算特点，将灰色模糊理论应用到期临时工程费的测算中，极大的弥补了小型水利工程临时工程费测算方面的漏洞，提高小型水利工程造价预算效率，促进小型水利工程的可持续发展。同时，本文建立的临时费用计算模型没有考虑小型水利工程的种类，应针对不同类型项目进行测算对比，使测算结果更加准确。