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摘要：傳統建筑工程造價控制與管理方法受到效益分配模式影響，使控制和管理效果差。為了提高工程造價的控制和管理性能，該文提出基于bim技術的建筑工程造價控制與管理方法。首先，考慮到建筑工程不確定性因素對工程項目造價的控制干擾，采用BIM技術建立建筑工程質量的量化分析方程，計算出效益分配的聚類速度，通過搭建建筑工程造價效益分配的迭代方程，控制建筑工程項目的造價；然后，利用BIM技術設計建筑工程造價的管理流程，實現建筑工程造價的管理。實驗結果表明，所提方法提高了建筑工程施工效率，可以適當減少建筑工程的項目開銷，同時也提高建筑工程造價控制與管理性能。
關鍵詞：建筑工程；工程造價；量化分析；造價管理；BIM技術；聚類速度計算
0引言
控制和管理工程造價項目指項目承包方在整個建筑工程項目的施工過程中，合理地配置和調度參與項目施工的人力、物力以及財力，從而來降低建筑工程項目施工階段的總成本，不僅可以有效提高建筑工程項目的質量，還大大增加了效益，減少一些施工過程中不必要的物料損失和經濟損失[1]。建筑施工會受到很多不確定因素影響，分析建筑工程可靠性是一項重要的工程造價控制指標[2]。國外最先將BIM技術引入到建筑工程造價的控制與管理中，并成立了BIM控制協會，提高了整個建筑工程項目的信息化管理水平[3]；國內BIM技術還沒有國外起步早，但在發展速度上快于國外，BIM技術的引入，改變了建筑業供應鏈，并深入到了整個建筑工程的各個環節，帶動了BIM技術發展[4]。國內有學者以建筑工程清單的計價模式為基礎，提出了基于時間序列的建筑工程造價預測技術，在時間序列的檢驗、建模以及預測原理的基礎上，以建筑工程項目所使用的鋼材市面價格為研究對象，詳細分析了鋼材市面價格的時間序列，在價格數據庫中將建筑鋼材的價格提取出來，建立鋼材價格殘差的時間序列模型，為鋼材價格模型做鋪墊，并對建筑鋼材在未來的價格變化趨勢進行了預測，并與建筑鋼材的實際價格進行對比，結果發現鋼材價格的預測誤差在5%以內，預測結果適合用于建筑工程的造價預測中[5]。還有學者提出將概率分析應用到建筑工程造價評估中，先根據建筑工程項目的具體特點，計算出預算造價和結算造價，得到一個風險函數。在風險函數的基礎上，確定風險指標權重，得到風險指標與風險等級之間的相關度值，實現工程造價的評估。結果顯示，該方法在評估工程造價中具有一定的可行性和精準性[6]。為了提高建筑工程造價的控制與管理效果，本文提出了基于BIM技術的建筑工程造價的控制與管理方法，并通過具體實例對其性能進行分析。
1基于BIM技術的建筑工程造價控制與管理方法
1.1控制建筑工程造價?？紤]到建筑工程造價在控制過程中的效益模型會受到項目標價、經濟利潤、施工管理結構等因素共同影響[7]，先分析影響建筑工程造價效益的參數，建筑工程造價約束組織結構為：A={a}1,a2,⋯,am（1）采用建筑工程成本作為其效益分析的經濟型指標，建筑工程的實際成本感知信息為：C={c}1,c2,⋯,cn（2）建筑工程材料的聚簇屬性權重為：W={w}1,w2,⋯,wn（3）為了提高建筑的質量，以最小建筑工程成本為建筑工程提供更大的效益，得到建筑工程造價效益的有限元分析模型，即：Q=A[f(0)]+12Cf(x)j（4）將建筑工程的造價效益作為造價控制的信息流[8]，建立了造價效益的線性預測評估數據，即：U={U}1,U2,⋯,UN（5）式中UN表示N維建筑工程造價經濟流量的信息特征。在建筑工程的最優成本約束下，構建建筑工程的可靠指標，分析每一個隨機變量UN的相關關系。假設建筑工程造價經濟流量的信息特征維數N符合k個建筑工程效益的貢獻權重統計分布，那么建筑工程效益特征的密度函數表示為：ìíîïïqk+1=Φkqk-Δt2Ξkεk0=Hk+1qk+1-12Ξkδbxk+1（6）式中：Φk表示建筑工程造價的經驗測量矢量；qk表示k時刻的建筑材料市場成本；εk和δbxk+1表示建筑工程造價預測中的觀測噪聲；Ξk表示建筑強度的應力比矩陣。在建筑工程造價效益預測模型的基礎上，采用BIM技術進行建筑工程造價效益預測的約束均衡設計[9]。采用BIM技術構建建筑質量量化分析狀態方程，建筑工程造價效益分配的動態狀態方程為：ìíîïïïïïïïïéëêùûúω ̇q ̇=éëêêêêùûúúúú-1τω12q⊗ωˉ+éëêêùûúú-1τε0éëêùûúω ̇q ̂=éëêùûúωq+éëêùûúξη（7）式中：ωˉ=[]0ωT表示建筑工程造價的特征向量；ε，ξ和η表示建筑工程造價的觀測信息。針對建筑工程造價型指標，引入BIM調度模型得到建筑工程觀測值bak+1和bmk+1，采用高斯迭代算法計算建筑工程質量效率閾值，其迭代公式為：ìíîïïïïqk+1=Φkqk-Δt2Ξkεkéëêùûúbak+1bmk+1=éëêêùûúúCbr(q)k+100Cbr(q)k+1éëêùûúrarm+éëêùûúvak+1vmk+1（8）式中：vak+1表示建筑工程最大預算成本的閾值；vmk+1表示建筑工程最低預算成本的閾值[10]。為了提高建筑工程造價控制精度，改善建筑工程在施工過程中的施工效益，采用BIM技術建立建筑工程造價的效益分配模型，計算出建筑工程造價的效益分配聚類速度：v簇=∑i=1L∑j=1NiηivijNi（9）式中：vij表示第i條建筑工程施工線路第j個施工點的造價消耗；Ni表示第i條施工線路的建筑工程成本權重。采用BIM技術得到建筑工程造價型指標和經濟型指標的效益擴散模型，表征建筑工程造價效益預測模型的聯系度為：μFi=aFi+bFiΔ+cFiΦ（10）式中：aFi=FUFv(F)U+FvFi；cFi=FiFu+Fv；bFi=(F)V-Fi(F)i-FU(F)U+FvFi。采用BIM技術建立了建筑工程造價效益分配分析的迭代方程為：Kk+1=ρkmkmk+1ΦkKkΦTk+1mk+1δK（11）式中δK=éëùûS-σIzzTσ。建筑工程造價效益模型受到多種因素的共同影響，采用BIM技術運用于最大預算成本閾值與最低效率閾值之間，建立建筑質量量化分析狀態方程，計算出建筑工程造價的效益分配聚類速度，結合建筑工程造價效益分配分析的迭代方程，實現了建筑工程造價的控制。
1.2管理建筑工程造價?；贐IM技術的建筑工程造價管理包括四個階段，首先是找建筑工程造價設計階段的應用，項目各方需要建立BIM模型進行碰撞檢查，反映出了整個建筑工程的整體結構、電氣設計、給排水布置以及消防設施之間的碰撞沖突，提高了建筑工程圖紙的審核效率，實現建筑工程中不同專業領域的協同工作[11]。將BIM技術應用到建筑工程造價設計階段的管理流程，其主要體現在建筑工程成本數據在設計與成本之間的交互作用。BIM設計模型與建筑工程造價之間的數據交互如圖1所示。BIM技術可以促進建筑工程造價設計階段各方的協同工作，傳遞有效信息，防止在建筑工程造價的后期設計中發生變更，實現建筑工程造價管理前置的目標。在建筑工程造價的招投標階段，招標人采用BIM模型控制招標價及工程量清單，投標人利用BIM模型審核建筑工程量清單，實現建筑工程項目的合理報價[12]。招投標階段造價管理流程如圖2所示。招投標造價管理流程整合了建筑工程所有方的工作流，提高了招投標雙方在建筑工程造價中的效率，招標人可以滿足自身對建筑工程經濟性要求的制定，投標人可以從建筑工程報價中體現出企業的競爭力。圖2招投標造價管理流程建筑工程造價施工階段的管理是在設計階段建立的BIM模型基礎上，結合建筑工程施工階段的工期變化、價格變化，建立建筑工程施工的BIM模型，利用BIM技術的參數化功能，調取建筑工程造價控制所需的各種費用，實現建筑工程造價的有效管理[13]。施工階段造價管理流程如圖3所示。建筑工程造價的施工階段管理流程避免了割裂式的造價管理模型，利用設計階段的BIM模型，減少了建筑工程造價管理人員的工作量。在建筑工程造價的竣工階段，利用BIM技術建立建筑工程造價的BIM數據庫，將建筑工程造價管理的重心指向以上三個階段，注重建筑工程造價數據信息的收集與處理[14]。結合建筑工程造價合同的有關約定，梳理出竣工結算的BIM模型[15]。建筑工程造價竣工階段的管理流程如圖4所示。通過以上應用分析，設計了建筑工程造價管理流程，如圖5所示。綜上所述，通過將BIM技術應用到建筑工程造價管理的四個階段，實現了建筑工程造價的管理。
2實驗結果對比與分析
2.1建筑工程施工效率對比測試。選擇文獻[5]、文獻[6]的控制與本文管理方法進行對比實驗，它們對建筑工程造價進行控制和管理，建筑工程施工效率如圖6所示。由圖6可知，該方法不僅對整個建筑工程的造價進行了有效BIM控制，并且建筑工程造價的控制性能和管理性能都有所提高，大大提高了施工效率；文獻[5]方法只對建筑工程造價進行控制，使管理建筑工程造價存在很多漏洞和缺陷，導致建筑工程的施工效率偏低；文獻[6]方法的建筑工程施工效率最低。
2.2建筑工程造價開銷對比分析。采用以上3種方法對建筑工程造價進行控制和管理，測試建筑工程造價開銷情況，結果如圖7所示。由圖7可以看出，本文方法測試建筑工程造價的開銷時，四個階段的工程造價開銷都不超過1萬元，尤其在第三個階段，降低了建筑工程的造價開銷；采用文獻[5]方法測試建筑工程造價的開銷時，由于該方法在建筑工程造價設計階段沒有做好準備工作，造成建筑工程造價的招投標階段需要花費大量的費用，使整個建筑工程造價的開銷增加；采用文獻[6]方法測試建筑工程造價的開銷時，由于該方法在造價控制和管理上都存在很多不足，使得建筑工程造價的四個階段開銷都超過了5萬元。
3結語
在BIM技術的基礎上，提出建筑工程造價控制與管理方法，利用建筑工程造價控制流程設計和管理流程設計，實現了造價的控制和管理。實驗結果顯示，該方法在建筑工程施工效率方面和建筑工程造價開銷方面都具有更大優勢，大大提高了建筑工程造價控制與管理的性能。
作者:劉華 趙夢雪 單位:西安建筑科技大學