焦隆华， 侯云飞， 吴　卫， 李　婕

(1.湖南省永龙高速公路建设开发有限公司， 湖南 永顺　416700；　2.长沙理工大学， 湖南 长沙　410114)



价值工程在龙永高速公路路线方案优选中的应用

焦隆华1， 侯云飞2， 吴卫1， 李婕1

(1.湖南省永龙高速公路建设开发有限公司， 湖南 永顺416700；2.长沙理工大学， 湖南 长沙410114)

摘要：基于价值工程理论，将层次分析以及模糊综合评价模型应用于高速公路项目路线优选中，创新了路线选取的模式。以龙永高速公路为实例进行价值分析，优选出适合项目发展的路线方案，对今后高速公路项目提供了一定借鉴作用。

关键词：价值工程； 高速公路； 路线优选

0引言

高速公路项目路线方案的优选，在高速公路项目建设前期尤为关键。走向选择是否正确，路线布置是否合理，关键控制点的位置是否合适，线路设计质量是否合格，都将直接影响到项目建成后功能的实现，并且决定高速公路项目运营后的整体的经济效益和社会效益，乃至国家经济建设的发展。

1价值工程理论

价值是功能和效用的统一。价值工程的目标是用最低的寿命周期成本实现一些必要功能以获得最大的综合效益，即最大限度地使得价值得以提升。不同于传统的价值观，它是一种具有竞争意识和系统意识的现代价值观。在《价值工程的基本术语和一般工作程序》中，将价值表示为对象的所有功能与获得功能的全部费用之比，数学表达式为：

式中: V为价值；F为功能(指功能强度)；C为全寿命周期费用。

可知，功能与成本比值大小可以衡量研究对象的经济效益的高低，价值工程中的价值因为不受历史范畴的限定，研究对象不是商品也不经过劳动交换，应用更为广泛，在所有发生功能和费用的场所中都存在价值工程。它的量值大小取决于功能实现程度高低和全寿命周期费用的多少。

1.1功能

功能概念是价值工程的分析核心。路线设计的基本目标就是要满足使用者所需要的功能。价值工程作业实施的过程，就是为高速公路路线设计寻求以“功能”为核心的解决方案的过程，这其中，功能分析是关键，功能分析可以得出哪些功能是必须的哪些功能是不必要的，这样有助于更好的进行功能整合。功能的定性分析是功能价值评价的准备工作，是必要的条件，功能分析是通过功能与成本匹配关系定量计算对象价值大小，确定改进对象的过程。

1.2成本

高速公路的成本信息包括初始成本和全寿命周期成本两大类。初始成本是指高速公路的建成成本，它包括前期策划成本、招标成本、设计成本、建设成本、施工成本等。全寿命周期成本包括的生产成本和使用成本，分别指开发、研制、设计、制造阶段的费用和在使用过程中能源消耗、维修及管理的费用。设计项目的寿命周期成本与其功能有关，设计功能水平高相应地建设成本也会高而使用成本会减少，反之即反。

1.3计算流程

价值工程是有序的群体性活动，其计算流程如图1所示。

图1　价值工程计算流程图

2龙永高速公路路线方案设计

龙永高速公路在研究路线走廊带时，充分分析安吉高速公路规划的路线走向，结合本项目沿线的主要城镇分布和主要控制点所确定的总体走向，通过对项目区域的数字高程模型图的研究，有价值的路线走廊带有3条，如图2所示，具体的工程量表见表1。

图2　走廊带方案示意图

表1 走廊带主要工程量表路线方案路线长度/km计价土石方/万m3排水防护工程/km1东线走廊带24.073803.891460692中线走廊带33.953980.131528373西线走廊带19.882760.24167680特殊路基/m路面/(100m3)涵洞/道特大、大中桥(m/座)隧道/(m/座)1580589.08667220/254856/31960642.007611532/325432/41380520.92505312/174576/1桥隧比/%分离立交/座互通立交/处通道/座天桥/座征用土地/hm233.6321523154.450.0121420214.226.4211023126.5

3功能指数计算

3.1构建功能评价指标体系

高速公路不同于其他普通公路，从设计到施工到运营都有着更高的要求。在分析高速公路功能特征的基础上，构建龙永高速公路功能评价指标体系，见表2。

表2 龙永高速公路路线方案功能评价指标体系一级指标二级指标提高日常生活的便利促进当地旅游事业的发展促进政治和国家安定社会效益提高当地居民就业率减少土地利用面积减少对农业生产的干扰减少噪声污染减少对水环境的污染生态和谐减少对生物环境的破坏减少对大气环境的污染一级指标二级指标排水设计路网负荷度技术设计路网连通度设计交通量周边附属设施及绿化美观舒适行车舒适

3.2层次分析法确定指标权重

1) 构造判断矩阵:

本项目邀请了10位专家采取打分的方式得出判断矩阵，以生态和谐指标为例，构造判断矩阵如表3所示。

表3 生态和谐准则层判断矩阵准则F2kF21F22F23F24F2111/21/23F22—113F23——12F24———1

2) 判断矩阵的一致性检验:

以生态和谐指标为例，经过计算，得知准则层生态和谐指标的判断矩阵的λmax=4.1174；

判断矩阵偏离一致性的指标CI=0.0390；

随机一致性比率：

由此得知，判断矩阵的一致性符合要求。

3) 指标的权重计算:

一致性检验合格后，根据AW=λmaxW求解特征根，求出正规化特征向量的分量Wi，即为相应指标的权重。

① 目标层权重向量为：

② 社会效益权重向量为:

③ 生态和谐权重向量为:

④ 技术设计权重向量为:

⑤ 美观舒适权重向量为:

3.3模糊综合评价计算功能评分

1) 建立评价集：

本项目组建评价小组，分别对各方案打分(1～10分)，以生态和谐指标为例，评价结果如表4所示。

表4 生态和谐指标评价结果方案F21F22F23F24168882878838878

2) 进行模糊判断：

社会效益指标：

生态和谐指标：

技术设计指标：

美观舒适指标：

运用层次分析及模糊综合评价得出:方案1的功能评分7.5712，方案2的功能评分为8.1212，方案3的功能评分为7.9918。

3.4功能指数计算结果

上式中Fi是第i个研究对象的技术指数；fi是对应的技术评分；i为评价对象的总个数。

方案1、方案2、方案3的技术指数计算分别见F1、F2、F3：

4成本指数计算

龙永高速公路路线方案1、方案2、方案3的全寿命周期成本汇总见表5。

表5 方案成本估算表万元一级指标二级指标方案1方案2方案3全寿命周期成本前期成本C132332.8821112.3238776.13施工成本C240367.1643145.651832.62运营成本C328706.7816678.9825675.87汽车运输成本cs132490.2110986.0712147.87在途时间成本cs213087.128789.0612768.98生态损失成本ch112876.986346.098765.22空气、水污染损失成本ch117689.028578.7612134.22噪声污染损失成本cp9449.859345.129899.09估算汇总187000125000172000

表6 各方案成本系数方案成本系数Ci10.386420.258230.3554

经计算结果表明，3个方案的成本系数中，方案2的成本系数最低，说明成本的造价最低，其次是方案3，成本系数最高的是方案1，相对来说，造价最高。

5价值指数计算

方案1：

方案2：

方案3：

从功能指数上看，路线设计方案2的设计是最优的，其次是方案3，方案1没有优势；从成本指数上看，方案2依然优于方案3。

因此，应用价值工程理论将技术性的指标与经济性的指标结合起来分析，采用价值指数的大小衡量，经计算可得方案2的价值指数最大，为1.3280，说明方案2在功能与成本之间匹配性好，能够充分发挥最佳效益，故将其选为最优路线设计方案。

6结论

通过对龙永高速公路建立功能、成本指标体系，运用价值工程理论对3个方案进行综合评选，更好的将龙永高速公路的功能与成本实现统一， 技术性与经济性实现最优配置，达到了最佳的效果。本文提出的理论方法保证了路线设计的正确性、科学性以及合理性，为以后的高速公路路线方案比选提供了一些思想上的指引和帮助，有利于提高高速公路项目路线设计阶段的效益和效率，对于我国高速公路项目实现更快更好的发展具有重要的现实意义。

参考文献：

[1] Jong，J.C.，Schonfeld，P.An Evolutionary Model For Simultaneously Optimizing Three一dimensional Highway Alignments[J]. Transportation Research，Part B，2003，37(2):107-128.

[2] J Kelly，S Male.Value management in design and Construction[M].London：E & FN Spon，1993.

[3] 罗伯特B·斯图尔特[美]，邱苑华.价值工程方法基础[M].北京:机械工业出版社，2007.

[4] 王乃静.价值工程概论[M].北京:经济科学出版社，2006.

[5] 张忠民. 高速公路路线方案比选论证方法应用[J]. 北方交通，2006(6)：1-4.

[6] 杨存亮,李南秋. 价值工程在路线方案选择中的应用研究[J]. 铁道标准设计,2006(2):15-17.

中图分类号：U 412.32

文献标识码：A

文章编号：1008-844X(2016)01-0006-03

作者简介：焦隆华(1987-)，男，主要从事高速公路工程造价及合同管理工作。

基金项目：湖南省交通运输厅科技进步与创新项目(201232)

收稿日期：2015-12-29