CN105243608A - 基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法 - Google Patents

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温卫宁
周子毓
范潆丹
卢艳超
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王晓晖
李波
王超
张恒
冀凯琳
张戈力
雷体钧
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Abstract

本发明涉及一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其步骤为：确定输入参数：工程导线截面、回路数、气象组合、工程地形比例、导线和塔材市场价格、建设场地征用及清理费，走廊复杂程度系数及k值；采用虚拟变量多元回归模型的方法，使定性指标定量化；将工程地形比例、气象组合、走廊复杂程度系数等参数分别代入相应的Yˊ500kV单回、Yˊ500kV双回、Yˊ220kV单回、Yˊ220kV双回公式进行计算；将导线和塔材市场价格代入已有ΔY价格因素公式中计算；将建设场地征用及清理费每公里金额代入ΔY政策因素公式中计算；根据上述步骤计算结果得到静态投资。本发明能揭示各种因素影响工程造价水平的内在规律，在设计工作开展前能科学预估造价、精度较高。

Description

基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法
技术领域
本发明涉及一种输变电工程造价技术领域，特别是关于一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法。
背景技术
输变电工程建设具有项目投资额巨大、涉及领域多以及影响因素复杂等特点，因此控制输变电工程建设的造价一直以来都是一个难题。而在工程项目的决策阶段，由于信息量小，工程造价投资估算通常依赖主观经验，精度较低。而加强对主要因素的控制，采取有效、可行的措施规避造价风险，保证电网工程建设投资合理，是一个需要解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，通过对输变电工程造价影响因素进行全面和系统的分析，揭示各种因素影响工程造价水平的内在规律，构建能够在设计工作开展之前，科学预估造价、精度较高。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1)确定输入参数：输入参数包括工程导线截面、回路数、气象组合、工程地形比例、导线和塔材市场价格、建设场地征用及清理费，走廊复杂程度系数及k值，这些参数均为定性指标；其中，k值为地震烈度、水位及腐蚀度、地基条件对地基处理的影响程度；2)采用虚拟变量多元回归模型的方法，使步骤1)中的定性指标定量化，方法如下：(1)通过样本的聚类分析，并结合造价影响因素的梳理，模拟工程的代表属性，确定样本的分类原则，即根据电压等级以及单双回线路来确定影响因素；(2)根据确定的样本分类原则，构造多元回归模型，从工程的总造价即因变量中区别单个因素即自变量的影响大小；(3)在多元回归模型中引入虚拟变量，形成虚拟变量主导的多元回归模型，将定性变量定量化，达到在同一个工程造价敏感性分析的多元回归模型中同时分析定性变量与定量因素对工程造价的影响；3)将工程地形比例、气象组合、走廊复杂程度系数等参数分别代入相应的Y'500kV单回、Y'500kV双回、Y'220kV单回、Y'220kV双回公式进行计算；4)将导线和塔材市场价格代入已有ΔY价格因素公式中计算；5)将建设场地征用及清理费每公里金额代入ΔY政策因素公式中计算；6)根据步骤3)至步骤5)的计算结果得到静态投资Y：
Y＝Y'+ΔY价格因素+ΔY政策因素+k；
其中，Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+ρ；Dj,i是虚拟变量；X是连续变量；β是各变量对投资的影响系数；ρ是系统误差。
进一步，所述步骤1)中，所述走廊复杂程度系数需先参照临近工程情况的单公里杆塔数量、耐张比例和交叉跨越情况，估计工程塔材用量指标，再依据塔材计算公式计算得出基准塔材用量指标，用估计的工程塔材用量指标除以基准塔材用量指标，所得比值即为走廊复杂程度系数。
进一步，所述步骤2)(3)中，工程造价敏感性分析的虚拟变量多元回归模型为：
Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+βjDj,iDj+p,i+βkDj,iXk+ρ，
式中，因变量Y′为工程造价；虚拟变量Dj,i代表影响工程造价的第j个定性因素的第i个虚拟变量，j＝0,…,m；i的取值范围为1到第j个定性因素的种类数-1；Xk为影响工程造价的连续变量即定量变量，k＝0,…,n；Dj,iDj+p,i代表第j个定性因素Dj,i和第j+p个定性因素的交互效应，p＝j,…,m；Dj,iXk代表虚拟变量Dj,i对定量变量Xk影响力的影响，即改变了工程造价对于定量变量Xk的敏感性，使得Xk对于工程造价的影响由原来的βm+k变化为(βm+k+βkDj,i)；β为各自变量或者效应的影响系数，即工程造价对各因素或者效应的敏感性；ρ为误差性。
进一步，所述步骤2)(3)中，所述虚拟变量取值为0或1，所述虚拟变量的引入原则为：(a)具有两类定性变量的虚拟变量引入原则为：将虚拟变量为0时代表其中一类定型变量，虚拟变量为1时代表另一类定型变量；(b)具有较多类型的定性变量的虚拟变量引入原则为：如果定性变量有m种互斥的属性类型，在模型中引入(m-1)个虚拟变量。
进一步，所述步骤2)(3)中，当包含有较多类型的定性变量，将这些定性变量对应的多个虚拟变量引入多元回归模型时，要根据各虚拟变量之间以及虚拟变量对定性变量的影响，采用加法方式将虚拟变量加入多元回归模型，形成虚拟变量主导的多元回归模型。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明以工程造价作为因变量，各影响因素充当自变量，利用样本数据估计出工程造价的多元回归模型后，各影响因素(即自变量)前面的系数便是工程造价(即因变量)在其它因素保持不变的情况下对该因素的敏感性。2、在利用计量经济学中的多元回归模型来分析工程造价对于定性变量的敏感性时，不能采用常规的连续变量回归模型，因此本发明采用虚拟变量主导的多元回归模型。3、本发明对定性变量的量化采用虚拟变量的方式实现后，可以达到在同一个造价敏感性分析的多元回归模型中同时分析定性变量与定量因素对工程造价的影响。并且，一个回归模型中的自变量可以全都是虚拟变量，即使影响工程造价的因素都是分类变量，虚拟变量主导的多元回归模型仍然适用于工程造价的敏感性分析。4、本发明考虑到了各因素之间的独立性，即各个因素相互不影响，各个虚拟变量和定量变量相互之间是独立，不存在交互影响，所以采用简单的加法形式来组合虚拟变量和数量变量，可应用于规划方案投资匡算、预可研投资估算及技术方案比选。
附图说明
图1是本发明的线路工程静态造价估算流程示意图；
图2是本发明的虚拟变量回归分析方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，该方法利用虚拟变量多元回归分析方法，并引入价格因素、政策因素以及构建模拟工程需要解决的核心问题，其包括以下步骤：
1)确定输入参数：输入参数包括工程导线截面、回路数、气象组合、工程地形比例、导线和塔材市场价格、建设场地征用及清理费，走廊复杂程度系数及k值，这些参数均为定性指标；其中，k值为地震烈度、水位及腐蚀度、地基条件对地基处理的影响程度。
走廊复杂程度系数需先参照临近工程情况的单公里杆塔数量、耐张比例和交叉跨越等情况，估计工程塔材用量指标，再依据塔材计算公式计算得出基准塔材用量指标，用估计的工程塔材用量指标除以基准塔材用量指标，所得比值即为走廊复杂程度系数。
其中，塔材计算公式为构建500kV、220kV单双回线路工程的塔材工程量计算模型T500单、T500双、T220单、T220双，即：
T220单＝9.942+5.272D1,1+0.618D1,2+0.809D1,3+4.213D1,4
+5.896D2,1+32.035D2,2+3.681D3,1+15.382D3,2+5.661D4，
T220双＝21.804+5.483D1,1+0.687D1,2+0.552D1,3+3.317D1,4
+11.409D2,1+58.642D2,2+7.963D3,1+21.895D3,2+8.326D4，
T500单＝23.593+10.087D1,1+3.796D1,2+0.477D1,3+6.763D1,4
+11.947D2,1+59.489D2,2+3.385D3,1+10.257D3,2+12.882D3,3
+11.65D4，
T500双＝55.551+36.441D1,1+12.745D1,2+1.862D1,3+33.309D1,4
+29.103D2,1+142.007D2,2+8.315D3,1+14.208D3,2+27.467D3,3
+29.173D4，
其中Dj,i是虚拟变量,各虚拟变量(即自变量)前面的系数是工程造价(即因变量)在其它因素保持不变的情况下对该自变量的敏感性，是根据选取样本经由回归分析算出，样本不同，系数不同。
2)采用虚拟变量多元回归模型的方法，使步骤1)中的定性指标定量化。
由于影响工程造价的因素变量大都是分类变量，或者是取值非常有限的离散变量，属于定性变量或者可以看作定性变量的准定性变量。在不进行任何处理的情况下，直接在回归模型中加入代表分类因素的所有定性变量，并与其它连续变量(定量变量)进行工程造价的敏感性分析，会存在诸多的困难。同时对于这些分类变量，尽管得不到连续取值，但实践中也并不需要所有的连续取值，而只是有限的几个数值。故需要采用虚拟变量多元回归模型的方法，从而使定性指标定量化。如图2所示，具体方法如下：
(1)通过样本的聚类分析，并结合造价影响因素的梳理，模拟工程的代表属性，确定样本的分类原则，即根据电压等级以及单双回线路来确定影响因素；
(2)根据确定的样本分类原则，构造多元回归模型，可从工程的总造价(因变量)中区别单个因素(自变量)的影响大小。
(3)在多元回归模型中引入虚拟变量，形成虚拟变量主导的多元回归模型，将定性变量定量化，达到在同一个工程造价敏感性分析的多元回归模型中同时分析定性变量与定量因素对工程造价的影响。工程造价敏感性分析的虚拟变量多元回归模型可以表述为：
Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+βjDj,iDj+p,i+βkDj,iXk+ρ
式中，因变量Y′为工程造价，虚拟变量Dj,i(j＝0,…,m；i的取值范围为1到第j个定性因素的种类数-1)代表影响工程造价的第j个定性因素的第i个虚拟变量，Xk(k＝0,…,n)为影响工程造价的连续变量(即定量变量)；Dj,iDj+p,i代表第j个定性因素Dj,i和第j+p个定性因素的交互效应，p＝j,…,m；Dj,iXk代表虚拟变量Dj,i对定量变量Xk影响力的影响，即改变了工程造价对于定量变量Xk的敏感性，使得Xk对于工程造价的影响由原来的βm+k变化为(βm+k+βkDj,i)；β为各自变量或者效应(比如交互影响)的影响系数，即工程造价对各因素或者效应的敏感性；ρ为误差性，代表没有考虑到的其它因素对工程造价的影响。
由于在多元回归模型中，除了一些定量的连续变量外,还会有受地形、回路数、导线型号等分类变量的影响。如果为了将分类的定性变量和连续的定量纳入同一个回归模型分析，此时需要采用虚拟变量来代替这些分类变量。引入虚拟变量后，会使得造价敏感性分析的回归模型变得更复杂，但对问题的描述将会变得更加简明，因为引入一个虚拟变量就可以实现一个方程能达到两个方程的作用，而且接近现实。比如，在分析回路数对线路造价时，回路数有单回路和双回路两种选择，将回路数虚拟变量引入回归模型，只需要引入虚拟变量即可达到同时分析单回路和双回路两种情形下其他因素对线路造价的影响。其中,虚拟变量(DummyVariable)又称虚设变量、名义变量或哑变量，用以反映质的属性的一个人工变量，是量化了的定性变量，通常取值为0或1。一般在虚拟变量中：比较类型、肯定类型取值为1；基础类型、否定类型取值为0。
虚拟变量的引入原则为：
(a)具有两类定性变量的虚拟变量引入原则为：由于虚拟变量的取值为0和1两种选择，将虚拟变量为0时代表其中一类定型变量，虚拟变量为1时代表另一类定型变量即可。例如：将回路数虚拟变量为0时代表单回路的情形，而当虚拟变量取值为1时代表双回路的情形。
(b)具有较多类型的定性变量的虚拟变量引入原则为：如果定性变量有m种互斥的属性类型，在模型中引入(m-1)个虚拟变量。例如具有高山、河网、平地、丘陵、山地五种类型的地形变量，需要为地形变量引入4(即5-1)个虚拟变量。具体来说，可以用虚拟变量D地1＝1代表地形为高山的情形，则D地1＝0代表地形为非高山的其它类型；D地2＝1代表地形为河网的情形，则D地2＝0代表地形为非河网的其它类型；D地3＝1代表地形为丘陵的情形，则D地3＝0代表地形为非丘陵的其它类型；D地4＝1代表地形为山地的情形，则D地4＝0代表地形为非山地的其它类型；那么当D地1＝0、D地2＝0、D地3＝0、D地4＝0同时出现代表的就是地形为平地的情形。
如果在某个定性变量具有m种互斥的属性类型的情况下，引入了m个虚拟变量，回归模型就会出现多重共线。仍然以地形的虚拟变量设计为例，如果再引入D地5＝1代表地形为平地的情形，则D地5＝0代表地形为非平地的其他类型，那么在任何情况下都会有“D地1+D地2+D地3+D地4+D地5＝1”，即陷入了“虚拟变量陷阱”，产生了完全的多重共线性。而当出现多重共线时，多元线性回归模型中变量的系数估计不再有效。
在本实施例中，当包含有较多类型的定性变量，将这些定性变量对应的多个虚拟变量引入多元回归模型时，要根据各虚拟变量之间以及虚拟变量对定性变量的影响，采用加法方式将虚拟变量加入多元回归模型，形成虚拟变量主导的多元回归模型。
3)将工程地形比例、气象组合、走廊复杂程度系数等参数分别代入相应的Y'500kV单回、Y'500kV双回、Y'220kV单回、Y'220kV双回公式进行计算：
Y'500kV单回＝92.250+72.689D1,1+50.115D1,2+7.973D1,3+40.007D1,4
+17.342D2,1+82.424D2,2+5.610D3,1+13.973D3,2+18.541D3,3
+37.600D4+14.797D5,1+38.901D5,2
Y'500kV双回＝175.593+150.280D1,1+114.842D1,2+16.056D1,3+93.355D1,4
+39.015D2,1+181.328D2,2+14.574D3,1+36.020D3,2+52.504D3,3
+78.089D4+32.151D5,1+88.878D5,2
Y'220kV单回＝46.552+41.817D1,1+31.023D1,2+5.929D1,3+21.612D1,4
+9.707D2,1+48.314D2,2+6.721D3,1+19.058D3,2+7.845D4
+7.809D5,1+21.782D5,2
Y'220kV双回＝77.576+68.749D1,1+58.445D1,2+10.312D1,3+35.796D1,4
+18.450D2,1+86.419D2,2+10.705D3,1+36.504D3,2+22.537D4
+13.535D5,1+38.136D5,2
其中Dj,i是虚拟变量,各影响因素(即自变量)前面的系数便是工程造价(即因变量)在其它因素保持不变的情况下对该因素的敏感性。是根据选取样本经由回归分析算出，样本不同，系数不同。
4)将导线和塔材市场价格代入已有ΔY价格因素公式中计算。
5)将建设场地征用及清理费每公里金额代入ΔY政策因素公式中计算。
6)根据步骤3)至步骤5)的计算结果可以得到静态投资Y：
Y＝Y'+ΔY价格因素+ΔY政策因素+k；
其中，Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+ρ；Dj,i是虚拟变量；X是连续变量；β是各变量对投资的影响程度；ρ是系统误差。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
1)确定输入参数：输入参数包括工程导线截面、回路数、气象组合、工程地形比例、导线和塔材市场价格、建设场地征用及清理费，走廊复杂程度系数及k值，这些参数均为定性指标；其中，k值为地震烈度、水位及腐蚀度、地基条件对地基处理的影响程度；
2)采用虚拟变量多元回归模型的方法，使步骤1)中的定性指标定量化，方法如下：
(1)通过样本的聚类分析，并结合造价影响因素的梳理，模拟工程的代表属性，确定样本的分类原则，即根据电压等级以及单双回线路来确定影响因素；
(2)根据确定的样本分类原则，构造多元回归模型，从工程的总造价即因变量中区别单个因素即自变量的影响大小；
(3)在多元回归模型中引入虚拟变量，形成虚拟变量主导的多元回归模型，将定性变量定量化，达到在同一个工程造价敏感性分析的多元回归模型中同时分析定性变量与定量因素对工程造价的影响；
3)将工程地形比例、气象组合、走廊复杂程度系数等参数分别代入相应的Y'500kV单回、Y'500kV双回、Y'220kV单回、Y'220kV双回公式进行计算；
4)将导线和塔材市场价格代入已有ΔY价格因素公式中计算；
5)将建设场地征用及清理费每公里金额代入ΔY政策因素公式中计算；
6)根据步骤3)至步骤5)的计算结果得到静态投资Y：
Y＝Y'+ΔY价格因素+ΔY政策因素+k；
其中，Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+ρ；Dj,i是虚拟变量；X是连续变量；β是各变量对投资的影响系数；ρ是系统误差。
2.如权利要求1所述的基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述走廊复杂程度系数需先参照临近工程情况的单公里杆塔数量、耐张比例和交叉跨越情况，估计工程塔材用量指标，再依据塔材计算公式计算得出基准塔材用量指标，用估计的工程塔材用量指标除以基准塔材用量指标，所得比值即为走廊复杂程度系数。
3.如权利要求1或2所述的基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于：所述步骤2)(3)中，工程造价敏感性分析的虚拟变量多元回归模型为：
Y'＝β0+β1D1,i+…+βmDm,i+βm+1X1+…+βm+nXn+βjDj,iDj+p,i+βkDj,iXk+ρ，
式中，因变量Y′为工程造价；虚拟变量Dj,i代表影响工程造价的第j个定性因素的第i个虚拟变量，j＝0，…,m；i的取值范围为1到第j个定性因素的种类数-1；Xk为影响工程造价的连续变量即定量变量，k＝0,…,n；Dj,iDj+p,i代表第j个定性因素Dj,i和第j+p个定性因素的交互效应，p＝j,…,m；Dj,iXk代表虚拟变量Dj,i对定量变量Xk影响力的影响，即改变了工程造价对于定量变量Xk的敏感性，使得Xk对于工程造价的影响由原来的βm+k变化为(βm+k+βkDj,i)；β为各自变量或者效应的影响系数，即工程造价对各因素或者效应的敏感性；ρ为误差性。
4.如权利要求1或2所述的基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于：所述步骤2)(3)中，所述虚拟变量取值为0或1，所述虚拟变量的引入原则为：
(a)具有两类定性变量的虚拟变量引入原则为：将虚拟变量为0时代表其中一类定型变量，虚拟变量为1时代表另一类定型变量；
(b)具有较多类型的定性变量的虚拟变量引入原则为：如果定性变量有m种互斥的属性类型，在模型中引入(m-1)个虚拟变量。
5.如权利要求3所述的基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于：所述步骤2)(3)中，所述虚拟变量取值为0或1，所述虚拟变量的引入原则为：
(a)具有两类定性变量的虚拟变量引入原则为：将虚拟变量为0时代表其中一类定型变量，虚拟变量为1时代表另一类定型变量；
(b)具有较多类型的定性变量的虚拟变量引入原则为：如果定性变量有m种互斥的属性类型，在模型中引入(m-1)个虚拟变量。
6.如权利要求1或2或5所述的基于输变电工程造价设计要素的线路工程造价估算方法，其特征在于：所述步骤2)(3)中，当包含有较多类型的定性变量，将这些定性变量对应的多个虚拟变量引入多元回归模型时，要根据各虚拟变量之间以及虚拟变量对定性变量的影响，采用加法方式将虚拟变量加入多元回归模型，形成虚拟变量主导的多元回归模型。
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