济青高速改扩建成本效益分析.pdf
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1、本文以济青高速改扩建项目为例,利用模糊优化灰色预测模型对项目的成本进行预测分析,采用投入产本文以济青高速改扩建项目为例,利用模糊优化灰色预测模型对项目的成本进行预测分析,采用投入产出法以及经济效益的相关理论对济青高速改扩建的直接经济效益和就业效益进行了分析。分析结果表明,出法以及经济效益的相关理论对济青高速改扩建的直接经济效益和就业效益进行了分析。分析结果表明,利用模糊优化灰色预测模型对济青高速改扩建进行成本预测是可行的,济青高速改扩建对经济的增长以利用模糊优化灰色预测模型对济青高速改扩建进行成本预测是可行的,济青高速改扩建对经济的增长以及就业人数的增长都具有一定的促进作用。分析结果为济青高速
2、改扩建的成本投入和效益分析提供了科及就业人数的增长都具有一定的促进作用。分析结果为济青高速改扩建的成本投入和效益分析提供了科学的依据。学的依据。关键词关键词 济青高速,模糊优化灰色预测,投入产出法,成本效益济青高速,模糊优化灰色预测,投入产出法,成本效益 Cost-Effectiveness Analysis of Reconstruction of Jinan-Qingdao Expressway Zhipeng Liu1,Dongqi Li1,Xin Wang2,Qingli Shi2,Guohua Han2 1Innovation Research Institute of Shando
3、ng Expressway Group Co.,Ltd.,Jinan Shandong 2Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute Group Co.,Ltd.,Jinan Shandong Received:Jun.4th,2023;accepted:Jul.10th,2023;published:Jul.19th,2023 Abstract Taking the reconstruction and expansion project of Jinan Qingdao expressway as an
4、example,this paper uses the fuzzy optimization grey prediction model to predict and analyze the cost of the project.The direct economic benefits and employment benefits of the reconstruction and expan-sion of Jinan-Qingdao expressway are analyzed by using the input-output method and the relevant the
5、ories of economic benefits.The analysis results show that it is feasible to use the fuzzy optimi-zation grey prediction model to predict the cost of the reconstruction and expansion of Jinan-刘志鹏 等 DOI:10.12677/ojtt.2023.124034 307 交通技术 Qingdao expressway.The reconstruction and expansion of Jinan-Qin
6、gdao expressway has a cer-tain role in promoting economic growth and the growth of employment.The analysis results pro-vide a scientific basis for the cost input and benefit analysis of the reconstruction and expansion of Jinan-Qingdao expressway.Keywords Jinan-Qingdao Expressway,Fuzzy Optimization
7、Gray Prediction,Input-Output Method,Cost Effectiveness Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 济南至青岛高速公路从青岛开始,向山东省省会济南市延伸,途经潍坊、淄博、滨州三地市,是九十年代初期修建的
8、高速公路,是山东省境内最早的一条高速公路。本论文的研究对象是与济青线方向相同的青银线青岛至唐王枢纽段以及唐王枢至零点立交段(如图 1 所示),下文简称“济青高速公路”。根据相关交通流量统计,济青高速公路全线平均交通量在 2013 年就已经达到了 56,211 pcu/d,交通量逐年增长,路面车辆载荷压力随之增大,济青高速改扩建势在必行。相较于新建高速公路工程,改扩建项目在成本效益方面更具挑战性。Figure 1.Location map of reconstruction and expansion project of Jinan-Qingdao expressway 图图 1.济青高速改扩
9、建项目区位图 Open AccessOpen Access刘志鹏 等 DOI:10.12677/ojtt.2023.124034 308 交通技术 针对高速公路改扩建成本的相关研究,国内颁布的公路设计指南主要针对新建高速公路项目,与高速公路改扩建项目相比,其施工过程及成本控制均有很大不同1。相较于国内,西方发达国家的造价控制理论和成本控制方法较为完善。Stallworthy 在对影响工程成本的要素进行分析时,引入了动态的影响因子,并建立了 S 曲线成本控制模型2;Al-Jibouri 在对工程造价管理有效性监测模型的研究中,运用技术参数、方差、比值等方法,对其进行成本监测3。针对高速公路改扩建
10、效益的相关研究,黄忠明和张亮波根据唐津高速改扩建工程的特点以及所需的基本数据、评价参数、指标等,根据工程经济评价的原则和要求,对改扩建工程的经济费用效益进行分析4。基于高速公路改扩建项目的相关研究,本文主要从济青高速改扩建成本和效益两方面展开。利用模糊优化灰色预测模型、投入产出法等研究方法,结合济青高速改扩建项目环境特点,对改扩建工程成本控制方法及经济效益分析等方面展开探讨。2.数据来源与研究方法数据来源与研究方法 2.1.数据来源数据来源 本文数据来源于济青高速改扩建项目、山东省高速公路网 2019 年收费数据、济青高速部分观测站的24 小时交通量观测数据、以及 2017 年山东省投入产出表
11、。2.2.研究方法研究方法 模糊优化灰色预测模型模糊优化灰色预测模型 灰色系统理论主要适用于研究具有不确定性的系统,它主要是从“部分”信息的生成和开发中提取有用的信息,从而准确地描述系统的运行行为和演化规律5。本文则采用模糊优化灰色预测模型6,提高了预测的精确度,其计算如下:1)灰色预测模型 GM(1,1)微分方程及其时间响应函数:()()11ddxxut+=(1)()()()()1011eakuuxkXaa+=+(2)其中,a为发展灰度,u为内生控制灰度。2)设有原始数据序列()()()()()()()()()()00001,2,1,2,xtxxxntn=,n代表序列的长度。将原始数据进行累
12、加得到的新序列如下:()()()()()()()()()()101111,2,kt ixkXtXXXn=(3)3)构造*B,nY矩阵,求解参数:()()()()()()()()()()()()()()()11*11*11*11212131111w XwXw XwXBw XnwXn+=+(4)()()()()()()0002,3,TnYXXXn=(5)()()1*,TTTna uB BB Y=(6)刘志鹏 等 DOI:10.12677/ojtt.2023.124034 309 交通技术 其中,*w为最优加权因子,*B为最优加权因子*w对应的最优矩阵。4)将*a,*u带入时间响应函数:()()()
13、()*10*11ea kuuXkXaa+=+(7)5)求导得出还原模型:()()()()*00*11ea kuXkaXa+=(8)2.2.2.投入产出法投入产出法 1)直接消耗系数 直接消耗系数是指在生产经营过程中第j部门(或产品)的单位总产出所直接消耗的第i部门(或产品)的数量7。其公式如下:ijijjxax=(9)其中,ija表示直接消耗系数,ijx表示第j部门生产过程中所消耗的第i部门产品的数量,jx表示第j部门的总产值(具体到公路建筑业是以货币计量的公路建筑、施工单位在一定时期内完成的建筑产品的总量)。2)完全消耗系数 计算出各行业之间的直接消耗系数,建立直接消耗系数矩阵 A,再根据直
14、接消耗系数矩阵计算出完全消耗系数:()1BIAI=(10)其中,B表示完全消耗系数矩阵,I表示单位矩阵。3)完全需求系数 CBI=+(11)2.2.3.经济效益经济效益 1)GDP 效益 GDP 效益,表示由于公路建筑业增加最终需求y 为公路建筑业本身所带来的 GDP 增长8。计算公式如下:GiDEGYgy=(12)其中,ig代表公路建筑业的增加值系数;Y为n行 1 列的列向量,表示公路建筑业对各产业部门最终需求增加数额。在本文中Y矩阵中除公路建筑业增加y单位最终需求外,其余产业部门最终需求增加为 0。2)就业效益 就业效益,表示由于公路建筑业增加最终需求为公路建筑业所新创造的就业人数。计算公
15、式如下:LjDELYly=(13)3)经济效益成本比(ERCR)经济效益成本比是按同一时间和同一折现率,以同一货币单位按项目计算年限计算的全部效益现值和全部成本现值之比9。其计算公式为:刘志鹏 等 DOI:10.12677/ojtt.2023.124034 310 交通技术 ()()1111tntSTtntSTCIiEBCRCOi=+=+(14)其中,EBCR表示经济效益成本比;tCI表示第t年的现金流入量;tCO表示第t年的现金流出量;Si表示社会折现率;n表示高速公路建设项目计算年限。4)经济净现值(ENPV)经济净现值是指用社会折现率将项目计算期内各年的净效益折算到建设期初的现值之和10
16、。经济净现值的计算公式如下:()()11tnTtENPVCICOiS=+(15)其中,ENPV表示经济净现值;()tCICO表示第t年的净现金流量。5)经济内部收益率(EIRR)经济内部收益率是使项目经济净现值等于零时的折现率。经济内部收益率是目前在成本效益分析方面应用最广泛的方法。其计算公式如下:()()010tnTtCICOEIRR=+=(16)其中,EIRR表示经济内部收益率。6)经济投资回收期(Pt)经济投资回收期是反映项目真实清偿能力的重要指标,它是指通过项目的净收益来回收总投资所需要的时间。其计算公式如下:()()010tPtCttCICOi=+=(17)其中,Pt表示需要计算的投
17、资回收期;Ci表示基准收益率。3.实证分析实证分析 3.1.济青高速公路改扩建项目成本分析济青高速公路改扩建项目成本分析 交通量预测是公路工程可行性研究中的一个关键问题,是确定公路工程规模、技术规范、经济评估、财政分析等方面的重要内容。交通量预测的水平和质量将直接影响到项目方案选择的科学性和合理性,进而影响项目建设的成本。本文利用模糊优化灰色预测模型对济青高速改扩建项目的交通量进行预测分析。1)济青高速交通量分析 根据山东省高速公路网所调用的 2019 年收费数据和部分观测站的 24 小时交通量观测数据,结果显示:2019 年济青高速公路全线平均交通量已达 58,410 pcu/d(折算小客车
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