BOT及EPC模式下高速公路建设期全寿命周期成本管理研究.pdf

分类号 密级 U D C 学号415417012072 南 昌 大 学 专 业 学 位 研 究 生 学 位 论 文 BOTEPC 模式下高速公路建设期全寿命周期模式下高速公路建设期全寿命周期 成本管理研究成本管理研究 The Research on Life Cycle Costing （（LCC））Management in Construction Period of The Expressway Based on The Model of BOT EPC 李 云 培养单位（院、系） 经济与管理学院 指导教师姓名、职称谌怡庆 教授 指导教师姓名、职称 专业学位种类工商管理硕士 论文答辩日期2015 年 5 月 30 日 答辩委员会主席 王国强 评阅人 2015 年 5 月 摘要 I 一、学位论文独创性声明 一、学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名（手写） 签字日期 年 月 日 二、学位论文版权使用授权书 二、学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论 文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志 社将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库和中国优秀博硕士学位 论文全文数据库中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按 “章程”规定享受相关权益。 学位论文作者签名（手写） 导师签名（手写） 签字日期 年 月 日 签字日期 年 月 日 论文题目 姓 名 学号 论文级别 博士□ 硕士□ 院/系/所 专业 E_mail 备注 □公开 □保密（向校学位办申请获批准为“保密” ， 年 月后公开） 摘要 II 摘摘 要要 二十世纪 90 年代沪嘉高速公路修建成功，从此揭开了我国高速公路飞快发 展的序幕，据 2014 年的统计数据显示，我国的高速公路修建里程约 10.62 公里， 遥遥领先于其他国家 [1]。快速发展的高速公路基础建筑设施决定了其投资额也 是相当巨大的。同时发展与问题同存，例如建设初期决策规划、设计方案的不 合理与施工阶段未能融合，导致资源浪费；工期与质量的管理没得到合理控制， 导致工期快、质量差影响运营维护阶段的维护费用；建设期与运营维护期成本 管理的重视度不对等导致的维修费用偏高的案例也比比皆是[2]。那么在已有的 LCC（全寿命周期成本，Life cycle costing）控制的基础上，对 BOTEPC 模式 下 LCC 控制的理论做进一步的分析、总结，以求更优化的成本管理方案，使得 高速公路行业的建设朝着资源节约型、环境友好型的可持续发展的方向前进。 文中分析了高速公路在 BOTEPC 模式的理论和特点的同时融入了工程项 目 LCC 的方式，形成一套具有 BOT 模式融资特色，EPC 独特的总承包特色的 BOTEPC 模式下高速公路全寿命周期成本管理系统。并在此理论基础上，将 LCC 管理分为初始建设期成本管理与运营养护期成本管理，运用主成分分析法 确定了成本的影响因子，通过改变建设期与运营期影响因子隶属度的方式确定 了三种代表建设期与运营期成本管理关系的方案，采用模糊识别法建立成本估 算的计算模型，对三种方案的成本进行了估算。并通过重庆涪陵至丰都高速公 路工程项目证明了该方案的有效性和可实施性。 寻找更优化的成本管理方法， 实现成本管理效益最大化是本文研究的核心思 想。成本方案优化思想的提出以期为工程项目在成本管理方面的研究提供一定 的理论和实践依据。 关键词关键词BOTEPC 模式 ；LCC；模糊识别法；成本估算 ABSTRACT III ABSTRACT Since 1988, when the first highway in our country- the completion of Hujia expressway, fast development of highway construction industry in China, according to the statistics by the end of 2014, up to 10.62 highway, highway traffic mileage franchises in the world has more than United States. Rapid development of highway infrastructure construction determines that its investment is quite huge. Development and problems with memory are at the same time, such as the construction of the early decision-making unreasonable planning, the design scheme and construction stages failed to merge, lead to Waste of resources; Did not get reasonable control time to limit for a project and quality management, lead to fast construction period and poor quality affect the maintenance costs of operation and maintenance phase; Construction and operation and maintenance phase of the cost management attaches great importance to the degree of unequal in case of higher maintenance costs also abound. In existing, on the basis of whole life cycle cost management for BOT EPC model of whole life cycle cost management theory to do further analysis and summary, in order to be a better cost management plan, made for the construction of the highway industry toward the sustainable development of resource saving and environmentally friendly direction. Based on the analysis of the highway BOT EPC model and at the same time into the whole life cycle cost management of construction project, established a set has the characteristics of BOT financing mode, EPC unique characteristic of general contracting highway BOT EPC mode the whole life cycle cost management system. And based on this theory, the whole life cycle cost management can be divided into the initial construction phase and operation maintenance cost management, using principal component analysis PCA to determine the impact of cost factors, the impact factor membership degree by changing the construction and operation periods of way to determine the relationship between the three cost management on behalf of the construction and operation periods, fuzzy recognition is adopted to ABSTRACT IV establish the calculation model of cost estimation to estimate the cost of three kinds of solution. And through the Fengdu-Shizhu highway engineering project to show that the scheme is effective and practical. Looking for better cost management s, to achieve maximum benefits of cost management is the core idea of this article research. For cost optimization can provide for the further study of the construction project cost management idea, is also expected to the whole life cycle of the construction project cost management research and practice work help and reference. Keywords BOT EPC model; whole life cycle cost management;fuzzy recognition ; cost estimation 目录 V 目目 录录 第 1 章 绪 论 ............................................................................................................... 1 1.1 研究背景 ......................................................................................................... 1 1.2 研究目的和意义 ............................................................................................. 1 1.3 国内外研究现状 ............................................................................................. 2 1.3.1 国外研究现状 ....................................................................................... 2 1.3.2 国内研究现状 ....................................................................................... 5 1.4 研究内容和方法 ............................................................................................. 6 1.4.1 研究内容 ............................................................................................... 6 1.4.2 研究方法 ............................................................................................... 7 1.5 论文的创新和不足之处 ................................................................................. 7 第 2 章 高速公路 LCC 管理概念及相关理论 ............................................................ 8 2.1 高速公路全寿命周期成本定义 ..................................................................... 8 2.2 高速公路 LCC 的组成与特点 ....................................................................... 9 2.2.1 高速公路 LCC 的基本组成 ................................................................. 9 2.2.2 高速公路 LCC 的特点 ....................................................................... 10 2.3 高速公路 LCC 组成因子 .............................................................................. 11 第 3 章 BOTEPC 模式下高速公路建设特点 ......................................................... 15 3.1 高速公路建设 BOTEPC 模式特点及基本理论 ........................................ 15 3.2 高速公路建设 BOTEPC 模式下成本控制模式 ........................................ 18 3.3 BOTEPC 模式下高速公路建设期 LCC 控制 ............................................ 20 3.3.1 BOTEPC 模式下高速公路建设期特点 ............................................ 20 3.3.2 建设期 LCC 管理的特点 ................................................................... 21 3.4 BOTEPC 模式下高速公路建设期 LCC 控制模型 .................................... 22 第 4 章 BOTEPC 模式下高速公路建设 LCC 管理实证分析 ............................... 23 4.1 LCC 因子的逻辑与影响关系分析 ............................................................... 23 4.1.1 LCC 因子的假定 ................................................................................. 23 4.1.2 LCC 因子的逻辑与影响关系分析 ..................................................... 26 4.2 高速公路建设期 LCC 组成因子评价与权重 ............................................. 27 目录 VI 4.2.1 高速公路建设期 LCC 组成因子评价指标 ....................................... 27 4.2.2 高速公路建设期 LCC 组成因子权重 ................................................ 28 4.3 因子实证模型 ............................................................................................... 30 4.3.1 基本假定 .............................................................................................. 30 4.3.2 模型的建立及计算 ............................................................................. 30 4.3.3 计算结果分析 ..................................................................................... 35 第 5 章 LCC 管理案例分析 ....................................................................................... 36 5.1 项目的概况 ................................................................................................... 36 5.1.1 项目所在区域概况 ............................................................................. 36 5.1.2 项目所在区域的交通运输现状及发展 ............................................. 36 5.1.3 项目的意义及概况 ............................................................................. 37 5.2 工程建设期与运营维护期成本控制分析 ................................................... 38 5.3 效益指标的评价 ........................................................................................... 44 5.4 实施效果评价及实施建议 ........................................................................... 46 5.4.1 实施效果评价 ..................................................................................... 46 5.4.2 建设项目前期实施建议 ..................................................................... 47 5.4.3 建设项目施工建造期成本控制建议 ................................................. 47 5.4.4 工程项目后期运营维护建议 ............................................................. 50 第 6 章 结论和展望 .................................................................................................... 51 6.1 结论 ............................................................................................................... 51 6.2 展望 ............................................................................................................... 52 致 谢 .......................................................................................................................... 53 参考文献 ..................................................................................................................... 54 目录 第 1 章 绪 论 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 研究背景 我国经济建设在近几年取得了举世瞩目的成就，但大多数工程项目成本控 制仅注重工程建设的一次性投资，而对于工程建设的方案咨询费、设计费、材 料费、施工费、人工费以及运营维护费用等系统全面的考虑却有所欠缺；或一 些项目将其决策期、设计期、施工期、竣工期分开独立考虑，导致忽略了前期 建设施工与后期运营养护的内在联系。人为的分离了建设和运营阶段的联系， 没有采用全寿命周期成本控制的方法来平衡费用、质量及效益三者的关系。多 数建设项目为了节约建设期的成本而降低了工程质量或机械设备的标准，使得 运营期的运营维护费用不菲。相关资料显示20 世纪 60 年代德国铁道管理部门 规定隧道重建费用为 2.44 千万美元/公里， 部分的翻新费用为 1.25-1.87 千万美元 /公里，全部翻新费用为 5 千万美元/公里，总长为 407 公里的 746 条隧道的重建 费用为 100 亿美元；21 世纪初，美国土木工程师学会（ASCE）最新调查结果表 明，在 20 年以内，平均每年将投入大约 94 亿美元对桥梁进行维护治理，而美 国在未来的 5 年中，需要在维护基础设施的安全不良状态方面投入 16000 亿美 元[3-5]；国内，重庆的中梁山隧道就多次进行封闭维修；上海打浦路隧道分别于 1985 年、1997 年及 2006 年进行了三次封闭、停车大修[6]；纵观国内外投入在维 修上的费用都是相当惊人的。那么如何有效控制建设项目的 LCC全寿命周期成 本，Life cycle costing是项目管理的终极目标。 1.2 研究目的和意义 高速公路建设的热潮仍在高涨， 据有关部门长期部署规划， 直至 2020 年底， 对我国公路里程的期望值是达到 300 万-360 万公里，高速公路里程将达到 12.5 万公里，庞大的公路基础设施已然成为我国固定资产的一个重要组成部分[7]。那 么在对建设项目成本进行管理时，以一种新型的成本管理模式来统筹全局从而 提高建设项目的整体效益具有重要的意义。工程项目 LCC 的意义如下[8-11] 第 1 章 绪 论 2 1）实现工程项目 LCC 最优化 以工程项目的 LCC 为理论基础，采用已得到验证的科学的技术方法和思想 路线，将项目的建造、运营与维护成本系统进行分析，从而使得工程项目的成 本达到最优化，对于提高全社会的经济效益有重大意义。 2）实现建设项目寿命周期内的资源节约 传统的工程项目在进行成本管理时，会只注重于工程项目设计阶段和施工 阶段的成本管理，对于项目的运营阶段和维护、维修阶段的成本管理采取习惯 性忽视的态度，造成最终的项目维修费用偏高，材料浪费，资源损失。而 LCC 控制是系统的考虑从设计阶段、施工阶段、运营阶段、维护阶段等全寿命过程 的总体成本，分析其成本控制的规律和联系，形成较科学的成本管理方式，实 现项目整个寿命过程造价最小化。 3）实现我国建筑行业的可持续发展 与传统的成本管理方式相比较，LCC 控制既确保了项目总成本造价最小， 又在一定意义上节约资源，有一定的社会效益。同时 LCC 确定的成本管理方式 能系统的联系各个阶段和环节的衔接，不会出现因窝工造成的人力损失和因材 料使用不当而出现的材料浪费，且在最大程度上保证了质量，减少了维修费用 的支出，从而减少了由这些因素引起的一系列恶性的社会事故，故纵观全局， LCC 控制策略具有较好的可持续发展的意义。 综上所述，建设项目实施 LCC 分析与控制，不仅能从根本上降低资源的消 耗，而且对于实现经济效益、社会效益和环境效益的可持续发展具有重大的意 义。 1.3 国内外研究现状 1.3.1 国外研究现状 二十世纪六十年代初，美国国防部发布报告显示其每年维修费的预算占其 国防总预算费用的四分之一，故形成统一思想即将全寿命周期内的维护费压缩 到最低才是产品研制的基本思想。 二十世纪六十年代中期，LCC 管理被正式搬上了美国国防部的日程上,且在 二十世纪七十年代初开始使用“全寿命周期的成本评价法”,即“全寿命周期的成 第 1 章 绪 论 3 本”Life Cycle Costing, LCC的概念最早是由美国的国防部提出并使用的[12]。美 国的国防部首次定义 LCC 为美国官方管理和控制系统全过程的金费,其中包括 开发、设置、使用、后勤支援和报废等费用。军工部门认识到全寿命周期的成 本的重要性的原因在于,他们发现,一个典型的武器系统中运行和维护的成本占 产品生命周期总造价的四分之三BoeingColnpany1974;GuptaY.p.1983,按这种增 长趋势来算，三十年后美国国防部全年的预算金额只相当于一架战斗机的价钱。 DeanE.B.,UnalR.1992 [13-14]。因此,应采取必要的措施来评估替代军事产品和进 行再设计以求降低其全寿命周期的成本Doverand Oswald 1974；Fiorello,1975 [15-17]。可以发现对 LCC 的研究是从政府公共部门国防军工行业开始的。 萌芽于美国的“全寿命周期的成本控制”的基本思想得到了欧洲尤其是英国 学者更多的注意和研究[18-20]。 二十世纪七十年代中期英国学者戈登（Gordon在建筑与工料测量期刊 上发表的“3L 概念的经济学”，使得 LCC 管理进入了学术领域的研究范畴。随后 各国学者在这一方面做了大量的研究并取得了突破随后各国学者[21-22]在这个专 业领域做了许多研究，大量的学术成果纷至沓来。首先在二十世纪八十年代初 期，0.Orshan[23]发表了全寿命周期造价比较建筑方案的工具 ，该文以方案比 较方式研究了建筑在设计阶段成本控制对建设及运营维护阶段成本的影响的理 念；无独有偶，在十九世纪七十年代末，美国的建筑师协发表了全寿命周期 造价分析建筑师指南一书,初步叙述了 LCC 控制的理论路线、方向以及分析 的方法；R.Flanagan[24]的全寿命周期造价管理所涉及的问题1984、于二十 世纪八十年代末期发表的全寿命周期造价管理理论与实践又借助于建筑经 济学的理念,对LCC中使用的先进策略方式与科学成本管理有效联合起来的问题 进行了全面深入的探讨。 同期比较重要的著作还有 P.E.Dellasola[25]等人的设计专业的全寿命周成本 管理和 J.W.Bull[26-27]等学者发表的建筑业全寿命周成本造价核算,这些文章 概述了 LCC 的概念、理论及控制方式，是这一方面的研究典型。 值得一提的是,1989年,Flanagan等对全寿命周期的成本理念做了更为深入的 阐述,他们认为LCC 通俗来讲是一种经济的评估手段,注重于评估在项目整个寿 命过程中资产的所有成本,有初始建设费、维修费、经营成本和资产处置时的成 本或是收益;全寿命周期的成本是一个决策制定工具、一个管理工具、一个维护 保养指引。文章从各种角度和立场研究了 LCC 控制的理念和策略。 第 1 章 绪 论 4 20 世纪 90 年代之后,全寿命周期的成本控制理论和实务研究蓬勃发展,涌现 出大量的科研成果,取得了巨大突破。 L.G.Medley[28]发表的从全寿命周期成本出发在成本发生之前就管理它 以事前控的理念,探讨采用 LCC 的方式,来比选工程项目的方案。 JInfrastruct.Syst. [29] 1996认为全寿命周期的成本分析的目的在于优化工程 项目的全寿命周期成本。在调查统计了美国自治州公共基础设施中使用的 LCC 控制法后的状况，探讨了使用 LCC 控制存在的不足及相应的改善策略。美国交 通部US.Department of Transportation,1998介绍了全寿命周期的成本控制在公路 设计中的应用,引入了概率方法来解决进行全寿命周期的成本分析时输入数据的 不确定性问题。 1999年,MohalnlnedKishk和A.Al一Hajj[30]总结了在建筑行业应用LCC控制 的缺陷,得出 LCC 计算过程的不确定性太多，像数据的不系统、无规律和不明确 等不足处,同时得出了一个信息集成的 LCC 计算的模型框架。 该框架主要功能是 将复杂的任务层层分解成简单的项目，以数理统计学、模糊集合论及人工神经 智能网络学为辅助工具来决策和制定方案。 Ali Jaafari. [31] 2000认为为保证全寿命周期集成化管理模式的顺利实施,通 过采用 LCC 信息的集成化方式以及 LCC 的概念,来制定项目设计初期及施工建 设期 LCC 目标值的规划和实现。 Makarand Hastak2003以建筑行业里的合成材料为例建立了 LCC 的评价框 架的体系,并以此估算出其全寿命周期内的造价,提炼了对建筑材料 LCC 有影响 的因素,最后以工程实例来论证说明。 Suryawanshi,C.S2005推导出混凝土结构项目的 LCC 的模型,总结了寿命周 期的设计方案及 LCC 重要的影响因素,同时补充论述了事后的运营养护、 事中的 质量控制以及全过程性能的监测对混凝土结构的全寿命周期的设计过程的影 响。 S.N.Tueker,v.G.MitChell 和 L.S.Burn2007把饮用水、 污水和雨水的设施系统 的进行了分析研究,得出了计算全市水利项目 LCC 的方法,即初期的建设成本、 后 期的运营及维修的成本。 2008 年,Mithrarane,MNS,B.Vale 和R.ValeLife Cycle AnalysiS of NewZeal and HouseS给出了新西兰房屋的LCC和能源的LCC控制的方法;Jamshid Mohahhodi 推导出了高速公路的桥梁在决策设计期的 LCC 估算的办法。 第 1 章 绪 论 5 近几年，LCC 管理方式的运用延伸到各行各业，全寿命周期成本的管理方 式的快速发展使得借助计算机软件计算成为目前其研究的主要趋势；实际应用 领域方面的研究；风险和不确定性因素的研究;全寿命周期成本分析LCCA和全 寿命周期评价（LCA）集成研究[32]。 综上所述，可以看出在国外，LCC 研究的理念及背景基础比较雄厚，其研 究的系统体系也在不断完善,一是强调通过建立数学模型来进行项目全寿命周期 的成本的定量分析；二是突出实践运用,全寿命周期的成本理论及方法被广泛用 于各种类型的工程项目。 1.3.2 国内研究现状 国内的 LCC 的研究起步相对于国外要晚一些，始于 20 世纪 80 年代后期。 二十世纪八十年代后期，中国设备管理协会简称中设协研究了 LCC 控制技术, 组建了设备的 LCC 委员会, 武汉海军工程大学三系就是其总部所在。该委员会 在近二十年内出专著,办培训,召开全国性的研讨会,并不断将取得的成果和经验 进行交流,对 LCC 控制方法的使用起到了推波助澜的作用。 进入 21 世纪以后,有关全寿命周期的成本理论及 LCC 分析的研究才开始逐 渐增多。2000 年,戚安邦[33]学者最早在工程项目全面造价管理一书中间接的 阐述了 LCC 控制的理念及策略。 2006 年,戚安邦在其另一本专著 项目成本管理 中,从概念、应用方法、应用现状和未来发展等方面对 LCC 控制理论做了详尽的 阐述,认为中国建筑业的现状己具备工程项目LCC控制应用的行业条件及满足相 应的社会条件。 21 世纪初,何清华等一批学者针对工程项目各阶段独立脱轨管模式的弊端, 探讨并得出工程项目在全寿命周期集成化管理LCIM的理论概念以及以养护运 营期为指导路线且以业主方为主的成本管理的设计概念。 随后两年,董士波[34]学者探究了建设项目初始设计阶段、施工阶段、运营维 护阶段等全寿命过程中成本控制的问题,组建了一套 LCC 控制理念的模型框架。 一年后,朱基木等研究者有效的将全寿命周期的思想同成本管理的理论结合 起来,阐述项目的LCC管理是在成本控制的基础上前后延伸同时考虑造价的最小 化和 LCC 效益最佳化。 任国强、尹贻林[35] 2003对我国的全寿命项目的造价管理模式做出的评价 第 1 章 绪