多目标成本优化方法在高铁高架站施工中的应用研究

刘宇佳

摘要：在简述成本管理存在问题的基础上，以高铁高架站工程施工为研究对象，阐述了多目标成本优化方法，在多目标优化工程项目数据、高铁高架站工程项目定量分析、用挣得值法进行施工成本控制等方面的具体内容，通过工程实例进行成本测试与分析，证实了多目标成本优化方法的有效性和准确性。

关键词：高铁高架站；多目标优化；施工成本；控制方法

0   引言

实施成本控制，需要辨识约束成本的客观条件，以使高铁高架站工程的成本控制更加合理[1]。需按照计划合理控制工程项目投资，设计出符合工程实际状况的成本调制结构。将预先制定的所有项目费用限额作为成本约束，在生产经营过程中严格控制应用范围，有利于节约消耗费用，提升经济效益。在工程项目建设过程中，需要在满足其质量的前提下，通过有效计划与协调来预定成本目标，按照工程项目管理结构，管控施工成本，降低施工费用。

1   成本管理存在的问题

应以工程项目为管理中心，在施工过程中强化成本管理，通过合理化控制增加利润。要通过采用不同的成本管理方法，充分控制工程项目施工成本，做到优化施工阶段工程量，严格控制工程资金[2]。

传统成本控制方法在工程项目的成本管理过程中，存在工程造价方面的不确定因素。这些因素如果得不到解决就会带来消极影响。例如在遇到复杂地质情况时，施工中的工程量会增加，在不同阶段将产生一定设计和施工成本。

工程项目成本构成的复杂性，增加了成本控制的难度，使得成本控制结果不符合预期。为了对施工成本进行合理化管控，本文以高铁高架站施工成本控制方法为研究对象，运用多目标成本优化方法管控其成本，并结合工程项目实际情况进行检验与分析。

2   多目标成本优化方法

2.1   多目标优化工程项目数据

在工程项目成本管理中，通过合理调整控制目标，能够提升项目的整体效益。可运用定量分析的方式对成本工期质量进行多目标优化[3]。在线性规划过程中，同时考虑多个目标进行适当优化，保证多个目标之间存在相互制约的关系。对目标添加约束后，可得到多种解。其中多目标优化可用下列公式表示：

min?（x）=[?1（x），...，?k（x）]h        （1）

式中：?1（x）为目标函数；h为约束。

在计算过程中，不同目标之间的单位不同，通过决策变量使得目标之间进行相关制约。在不超过投资金额的同时，根据成本工期等之间的管理，建立多目标优化模型。在进行多进行目标优化时，根据实际环境和影响因素来对数据进行修正[4]。

从不同角度对项目的投资目标进行要求，并确定工程项目不同目标。根据项目总体优化结果，在符合合同规定的前提下，增加对项目的约束条件。由于受到工程项目质量和成本控制的约束，需要对其建立优化模型，可用下列公式表示：

min∑jTj                   （2）

式中：∑jTj 为作业时间最大值。

根据在不同实际工程中业主的意向，在工程中引入效用函数，能够对工期及成本进行有效控制。同时，可对工程项目中的工程质量和成本等属性的变量值进行优化，对不同量纲属性值进行规范化处理。在工程邻域中，对多属性效用函数进行赋值。在优化时对质量属性值进行量化处理。

2.2   高铁高架站工程项目定量分析

在对高铁高架站工程进行施工实施成本控制之前，需要对施工中的成本进行定量分析。通过定量分析工程中的施工措施，对施工项目进行控制，可确定工程项目施工成本控制重点[5]，并可运用FD法进行打分。

首先对不同项目进行原始赋值，并根据专家的打分结果计算相应的平均值。根据得到实施情况，确定施工措施的功能重要性。计算在施工项目中的价值系数，其计算方法可用下列公式表示：

（3）

式中：C为价值系数；R为功能重要性系数；T为成本系数。

根据价值系数计算结果，对成本变动情况进行统计，进一步计算具体的价值系数。对计算结果进行分析，能够确定实施效果，分析功能重要性与所消耗的成本之间的等值关系。当价值系数大于1时，说明运用较少的成本实现了更大的功能，没有产生额外成本，满足实施效果，存在降低成本空间。

2.3   用挣得值法进行施工成本控制

在进行施工管理过程中，按照实际消耗和支出进行差异性分析，并对出现的问题及时纠正。在施工项目的成本控制中，核算计算成本和实际成本，运用挣得值法（即偏差分析法）评价实际成本和工程进度[6]。

设定BCWP参数为在某一时间段内已完成工作预算费用，获得施工企业挣得的金额。挣得值法可用下列公式表示：

BCWP=S·Y               （4）

式中：BCWP为已完成工作预算费用；S为已完成的工作；Y為预算定量。

通过计算能够在施工完成后按照实际工作量支付相应的费用。设定参数ACWP为在某一时间段内已完成工作实际费用，表示实际上支出的总金额。其计算公式为：

ACWP=W·X               （5）

式中：ACWP为已完成工作实际费用；W为已完成的工作；X为实际单价。

通过对以上2个参数指标的计算，可得出费用偏差。其计算公式为：

E=BCWP·ACWP             （6）

式中：E为费用偏差。

从费用偏差产生的角度进行纠偏，改正建设单位和设计施工过程中产生的费用偏差。在项目实施过程中，通过对以上3种参数形成的曲线在实际成本中的反应，得出挣得值法评价曲线，如图1所示。

将3种参数代入该评价曲线，分析成本在工程项目中的落实情况，并运用相应的措施进行成本管理，分析不同项目的管理成本节超情况，确定在总成本中的累积比例，得到工程中的费用组成。形成定额管理后，即可对成本进行控制。

3   成本测试与分析实例

3.1   工程概况

襄阳东津高架站特大桥全长663.16m。襄阳东津站为线上式高架站房，总计规模9台20线。采用梁板框架结构，桥梁基础设计为钻孔桩。正线连续梁为实心体等截面钢筋混凝土连续箱梁，箱梁底宽6.0m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡，梁面挡砟墙间轨道部分设2%人字横坡排水。

站台区结构形式为型钢混凝土框架结构。承轨层采用钢骨柱+钢骨梁的桥建合一的型钢混凝土结构。站台区板厚0.18m。综合配套工程地铁预埋及地下一层施工受EPC项目工程费用制约，上部须为车站建筑提供施工场地。

3.2   测试方法

为了测试本文方法的优化性，设置4个小组。其中运用多目标成本优化方法的小组为实验组，运用传统方法的小组为对照1～3组。收集并分类原始成本数据，在工程项目完工后向项目管理机构报告成本。

经计算得出已完工程预算成本BWCP和已完工程实际成本ACWP，再计算工程项目完工时的费用偏差。当偏差值大于0时表示成本低于预算，等于0时表示成本符合预算，小于0时表示成本高出预算。通过比较不同小组的费用偏差结果，判定最符合预期的成本控制方法。

3.3   测试准备

在工程开始前，按照工程项目的施工标准建立成本预算指标，根据实际的财务情况来进行实时反馈。对工程项目中的各个部门进行协调管理，并按照不同的分包单位进行合同签订。针对已完成的分项工程，采取相应的措施调整标准进行项目管控。

在采购前对材料价格和质量进行筛选控制。控制合理的管理范围，通过审核后检测控制成本。使用不同的成本控制方法对项目的成本和工期进度进行统计，并对数据进行对照分析。在计算已完工的工作量预算成本和实际成本后，核算费用偏差值，对项目的实际状况进行测试。

3.4   测试结果

根据施工工期进度情况，对项目的成本结果进行计算，得到不同小组的费用偏差值。工程项目完工时成本测试结果对比如表1 所示。

3.5   分析测试结果

经过对费用偏差的计算得出：实验组的费用偏差为0，说明实验组采用多目标成本优化方法形成的费用成本，符合预算要求。经过对比发现，对照1组和对照2组的费用偏差值大于0，说明这2个对照组的测试方法形成的费用成本，低于预算要求，会增加实际费用和资金的执行情况，无法对做出客观评价。对照3组的费用偏差值小于0，说明采用对照3组的测试方法在成本控制中，其费用成本超出预算要求，进而会影响合同变更，产生返工等情况。

通过上述结果可以发现，运用多目标成本优化方法的实验组，能够对成本进行合理控制。对项目成本进行调整后，可使项目成本达到最优。通过对施工进度和成本消耗程度进行控制，可达到工程项目的预期效益。

综上所述，运用多目标成本优化方法进行施工成本控制，能够对工程项目管理水平进行动态监测。可用预算定额来计算完工的实际进度值，获得相对应的性能指标，及时跟进工程进度，促进顺利完工和完成验收。通过对高铁高架站建设项目进行标准化成本控制，使得成本控制更加优化，创造更多利润空间。通过多目标优化，降低了施工企业工程成本，实现了成本目标的优化。

4   结语

本文以高铁高架站施工为例，研究切实可行的多目标成本优化方法。但是该方法还存在着不足，例如未对钢材配料确认、项目费用支出控制、施工承包单位处理等，进行详细讨论。在以后的研究中应随时优化算法，制定专项措施，以实现对于施工成本的有效控制，提升成本控制的有效性和准确性，为提升建筑工程施工质量水平奠定基础。

参考文献

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[3] 唐则男，苗晓丹，杨俭，等.基于多目标优化的高速列车受

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[4] 高亮，姜涵文.基于多目标优化的高速铁路车辆-轨道-桥

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[5] 吴贤国，冯宗宝，刘俊，等.基于RF-NSGA-Ⅱ的盾构施工

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[6] 李江成，陈晓华，李海涛，等.基于多目标优化的柔性交流

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