公路工程施工进度与成本动态控制研究

摘要 为研究公路工程施工中复杂地质及施工不确定性因素对施工进度及成本的影响，文章结合公路工程施工中的风险因素，构建了公路工程施工进度及成本动态控制函数。研究结果表明：（1）公路工程施工中的路面结构施工、面层结构变更及风险事故发生概率是影响施工进度成本的关键因素，应控制公路工程施工进度偏差率小于0.05。（2）公路工程进度及成本与其单位时间内的工程量成正相关关系，随着公路工程施工中地质灾害、路面沉陷等风险因素的增加，公路工程施工所需时间及成本呈现增加趋势。（3）随着公路工程动态调整次数的增加，工程进度及成本偏差逐渐降低。

关键词 公路工程；施工进度；成本；动态预测；动态控制

中图分类号 U415 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）16-0180-03

0 引言

当前，公路工程施工进度与成本的动态控制已成为业界关注的焦点[1]。国内外学者和企业界人士对此进行了广泛而深入的研究[2]。张晓明[3]对公路工程进度与成本的关联性进行了分析，提出了一系列有效的控制策略，如BIM技术、大数据分析等，以实现更精准的动态控制；李伟[4]指出在国际上尤其是欧美国家，对于公路工程进度与成本的控制已形成了一套成熟的体系，强调施工过程中的实时监控与调整，并注重采用先进的项目管理软件进行数据分析，以实现高效的成本控制和进度管理；赵阳[5]认为工程施工进度及成本管理实际操作中仍存在许多困难和挑战，如信息沟通不畅、资源调配不合理、突发事件应对不足等问题仍较普遍。因此，对于公路工程施工进度与成本的动态控制仍需进一步深入研究和实践。

针对目前公路工程施工进度与成本控制方面存在的问题，该文根据公路工程施工过程中存在的结构变更、风险事故等因素，提出了工程进度及成本控制偏差率，构建了蒙特卡洛数学控制模型，明确提出了公路工程施工进度及成本的动态评价指标及标准。

1 公路工程施工时间及成本计算

针对公路工程的特殊地质问题、路面结构层类型的改变和施工团队的影响，根据式（1）和式（2）估算该段路面结构的施工进度和成本：

式中，Tw——某一段路面的建设周期（月）；Cw——某一段路面的建设成本（元）；l' i——当路面结构更改为第i种类型时所增加的长度（m）；tsi——针对第i类道路结构类型的每月工程进度（m3）；csi——路面结构层类型为i时的对应每延米成本（元）；lfi——路面结构风险级别i下的总长度（m）；pfi——i级别在所有可能的路面结构风险级别中的出现频率，即事件发生的次数（n）；tfi——对不同级别下的路面结构风险级别i采取措施所需的时间（天）；cfi——路面结构风险级别i需要支付的相应费用（元）；n——路段可能会面临的各种风险类别数量（n）。

其中，在遵循约束式（5）的情况下，按式（3）和式（4）求解l' i，且lfi也应遵守约束式（6）：

式中，L——该段路面结构长度（m）；li——路面结构变更前，路面结构层类型为i时的长度（m）；ρij——公路工程路面结构层类型的变更概率（%）；lij——路面结构层类型i变更为路面结构层类型j的变更长度（m）。

2 动态控制评估的指标和准则

2.1 工作面评价指标

根据式（7）计算工作面第i次时的现行进度偏差率αti。通过式（8）也可以得出当前的成本偏差率αti。

当αgt;0时，若αigt;αi-1，那么项目的时间延迟和成本超支的风险会迅速增长并持续变差；相反，若αi=αi-1，则项目的进展时间与成本的控制情况维持不变；而如果αilt;αi-1，则可以预期到项目的进度时间和成本管理状况会有所改善，从而降低风险。至于αlt;0的情况，工程实际完成度（即成本支出）概率正在逐步提高，将促进工程项目提前结束且成本能被合理管控。

2.2 公路工程评价指标

根据式（9）以公路工程合同工期与工期标准值计算工期偏差率βTi，根据式（10）以工程成本和成本标准值计算成本偏差率βCi：

式中，Th——道路工程合同的期限；Tmi——公路工程工期标准值；Ch——道路工程合同的价格；Cmi——工程成本标准值。

若βgt;0且βigt;βi-1，则项目进度和财务状况的风险会迅速增长并持续变差；反之亦然。若βi=βi-1，项目的进展速度与之前相比是稳定或有所改善；而βilt;βi-1，则表示对存在的问题进行了有效管理且降低了其影响程度。同样地，对于βlt;0来说，随着时间的推移，完成整个道路建设的时间可能会有所缩短而且预算也得到了更好掌控。

2.3 综合指标

通过结合现阶段的工作面进展情况和前期的工程数据评估其效率，使用式（11）计算eTi综合延迟指数；同时，利用同样方法，基于前期的建设条件对成本控制进行估计，从而得到eCi综合成本超支指数，可按式（12）计算：

eTi=w1×αit+w2×βTi （11）

eCi=w1×αCt+w2×βCi （12）

式中，w1和w2分别代表实时指标参数和模型拟合指标参数的权重，两者相加为1.0。

3 实例分析

3.1 公路工程基本情况

该项双轨道路建设项目总长度达6663 m，起始点位于DK79+290，终止于DK85+953，其相关建设工作包括预备阶段、附带项目和辅助设施等所需的时间与费用均已列明在表1。此外，各类路面的建筑进度及其相应的每延长米花费也已记录在表2。

当进行初始检查时，公路工程尚未开始施工，假定工作进度（或成本）没有偏差，根据工作面评价指标表3得到的数据。而公路工程评价指标表4展示了公路工程施工进度（或成本）随里程的分布情况，根据式（9）和式（10）得到公路工程施工进度和成本模型结果，具体见图1和图2所示。

由表4、图1和图2可知，项目周期超出预期的可能性βT1和实际花费超过预算的可能性βCi均gt;0，表明该项公路建设会出现延期及费用过高的潜在问题。当βTilt;0.05时，对项目的延迟影响较低且无需过多关注；而如果βCi在0.05～0.1之间，说明该项目有较高财务管理压力风险，但仍然在可以承受的范围内。假设设定参数w1=0.5和w2=0.5的条件下，那么eTi的结果：eTigt;0.006 5（代表着施工进度滞后的问题相对较为严重）。

3.2 最终评价结果分析

根据式（11）和式（12）计算得到公路工程工期与成本偏差率指标，如图3所示。由图3可以看出，该公路项目最后完结的时间是23.2个月，其总花费达到了310.969万元，相较于合约价格节省了297.4万元，这主要得益于针对性的管理和项目进展速度及费用支出的有效调控，避免了过度投入时间和资金。使用该文的模型能有效地实时预估并掌控公路建设的过程和成本，证实了此模型的实际应用性和可操作性，为公路工程项目提供了新颖的视角，以应对动态预测和管控项目过程及其成本的问题。

4 结论

该文基于公路工程建造过程中的路面结构变更、风险事故发生概率等问题，分析了公路工程施工进度及成本控制方法，主要得到以下结论：

（1）选择以道路建设中的路基铺设作为主导元素，并从各种路面构造层次中提取每月的推进距离和相应的每延长米费用、路面构造层次的变化概率、各类危险事件的数据统计指标，以此利用蒙特卡洛模拟技术，建立了路面建筑项目进展速度和经济效益的关系模型。

（2）公路工程施工进度及成本调整应结合工程进度偏差率和成本偏差率进行综合考虑，不同施工阶段工程进度与成本随工程量的增加而呈现增加趋势。

（3）随着道路建设项目的推进，各项指标变得更加明确，项目建设时间和费用会逐步趋于稳定，这有助于摆脱传统的基于经验的方法解决时间及费用的问题，从而能够实时全面地了解现场状况，便于迅速且精确地采取相应的纠正行动。

参考文献

[1]王辉.公路工程施工进度与成本动态控制研究[J].交通世界，2021（30）：118-119.

[2]韩丽娟.基于BIM技术的公路工程施工进度与成本控制[J].中国公路，2022（17）：104-106.

[3]张晓明.大数据在公路工程施工进度与成本动态控制中的应用[J].智能城市，2023（2）：149-150.

[4]李伟.公路工程进度与成本控制的若干思考[J].建筑技术开发，2023（4）：135-137.

[5]赵阳.公路工程进度与成本动态控制的若干问题研究[J].交通世界，2023（13）：140-141.