浅谈价值工程原理在公路设计中的应用

1、第 32卷第 2期 2006年 6月湖 南 交 通 科 技HUNAN COMMUN I CATI O N SC I ENCE AND TECHNOLOGYVol . 32No . 2Jun . 2006 收稿日期 :20060321作者简介 :王永斌 (1971, 男 , 工程师 , 主要从事公路施工与管理 。 文章编号 :1008844X (2006 02016904浅谈价值工程原理在公路设计中的应用王永斌(广东省韶关市公路局 , 广东 韶关 512022摘 要 :价值工程是一门研究技术经济效益的管理科学 。 近年来 , 价值工程广泛应用于建 筑 、 交通 、 邮电等各个部门 。 介绍价值工

2、程的产生与发展 、 其内涵及一般工作程序 , 并结合实际论述价值工程在公路中的应用 。关键词 :价值工程 ; 原理 ; 公路设计 中图分类号 :U4:1 价值工程 , 是从合理利用资源 开始发 门软 科学技 术 。价 值工程 在 1947年产生于美国 , 是由美国的麦尔斯工程师首先 创立的 , 其发展于西方 , 成熟于世界 。 现已广泛应用 于机械 、 电子 、 建筑 、 交通 、 水利等各个行业和部门 , 成为众多领域开发的金矿 。我国于 1978年开始引 进并应用价值工程 , 目前已广泛应用于各行各业 。 特别是 1988年 , 江泽民同志精辟的题词“ 价值工程 常用常新 ” 对价值工程的

3、发展具有深远意义 。据不 完全统计 , 1978年 1985年 , 全国应用价值工程的 收益达 2亿元 , 到 1987年达 5亿元 。实践证明 , 价 值工程在我国经济建设中大有可为 , 它应用范围广 , 成效显著 。 公路交通是国民经济发展的基础 , 价值 工程在公路交通行业有着广阔的应用前景及价值 。2 价值工程的内涵按照国家发布的国标 G B8223-87 价值工程 基本术语和一般工作程序 的定义 , 价值工程定义 为 :价值工程是通过各相关领域的协作 , 对所研究对 象的功能与费用进行系统分析 , 不断创新 , 旨在提高 所研究对象价值的思想方法和管理技术 。 其目的是 以研究对象的

4、最低寿命周期成本可靠地实现使用者 所需功能 , 以获取最佳的综合效益 。它是介于自然 科学和社会科学之间的一门边缘科学 , 也可称为是 一门纽带科学 。价值工程的核心是功能分析 。 功能从用户的使, 价值工程的功。 价值工程的目标表现为产品 价值的提高 , 价值是指对象所具有的功能与获得该 功能的全部费用之比 , 可用下式表示 :价值 (V =功能 (F /成本 (C 即价值是单位费用所实现的用途 。 价值工程的 目的是要从技术与经济的结合上去改进和创新产 品 , 使产品既要在技术上可靠实现 , 又要在经济上所 支付的费用最小 , 达到两者的最佳结合 。根据价值 的表达式 , 提高产品价值不外

5、有 5种途径 :1 在提高产品功能的同时 , 降低产品成本 , 这 可使价值大幅度提高 , 是最理想的提高价值的途径 。2 提高功能 , 同时保持成本不变 。 3 在功能不变的情况下 , 降低成本 。 4 成本略有增加 , 同时功能大幅度提高 。 5 功能略有下降 , 同时成本大幅度降低 。3 价值工程的一般工作程序价值工程的工作程序是根据价值工程的理论体 系和方法特点 , 围绕以下 7个问题的明确和解决而 系统展开的 , 这 7个问题是 : 价值工程的研究对象 是什么 ? 它的用途是什么 ? 它的成本是多少 ? 它的价值是多少 ? 有无其他方法可以实现同样 的功能 ? 新方案的成本是多少 ?

6、 新方案能满足 功能要求吗 ?从本质上讲 , 价值工程活动实质上就是提出问 题和解决问题的过程 。需要指出的是 , 尽管在产品形成的各个阶段均 可应用价值工程提高产品的价值 ,但在不同的阶段 进行价值工程活动 , 其经济效果却大不相同 , 应用价 值工程的重点是在产品的研究设计阶段 。4 价值工程原理在公路设计中的应 用举例 同一个建设项目 , 同一单项 、 单位工程可以有不 同的设计方案 , 相应就会有不同的造价 。下面以国 道 323线某路段设计方案的选择为例 , 介绍价值工 程在公路设计中的应用 。4. 1 功能定义公路的功能可以定义为通行车辆 。 根据公路的 等级 , 可划分为专供汽车

7、分道行驶的道路和各种混 合车辆行驶的道路驶 。4. 2 功能分析能分析 。 : 路基工程 , 包括排 水工程 、 ; 桥涵工程 , 包括 大中桥 、 小桥和涵洞 ; 路面工程 , 包括路面面层 、 基 层和底基层 ; 其他工程及沿线设施 , 包括平面交 叉 、 立体交叉 、 通道 、 管理和养护设施 、 安全设施 、 服 务设施和绿化工程 。对各组成部分作如下功能分析 :1 路基是公路的基础 , 主要作用是保证道路的 稳定性 , 使公路具有良好的几何线形 , 以确保通行速 度与质量 。2 路面工程是公路的主要组成部分 , 其作用是 传递荷载 , 防止车辆行驶打滑 , 保证公路的整体性和 平整性

8、 , 使行车平稳舒适 , 并避免地表水和雨水下渗 而降低公路的承载能力 , 影响公路的正常使用 。 3 桥涵工程是公路的重要组成部分 , 当公路跨 越河流山谷时 , 必须修建桥涵工程以保证道路的延 续和恢复因道路而破坏的天然排水状态 , 防止水流 对路基的破坏 。4 其它工程及沿线设施是现代公路建设不可 忽视的重要组成部分 , 特别是一级公路和高速公路 。 平面交叉是解决上述道路交叉而设置的 , 它可以减 少或避免交通干扰 , 不会影响交通的正常流动 , 但因 布置各类构造物而增加工程投入 。 通道是解决公路 与非机动车道 、 行人道或其它管线与交叉问题而设 置的构造物 , 多为公路因穿越村镇

9、而设 。管理与养 护设施是为道路维修以及交通管理所用 , 对高等级 公路非常重要 , 其中的通讯系统和监控系统是为交 通控制和安全而设置的 。 服务设施是为驾驶汽车的 乘务人员和旅客服务的设施 。 安全设施的作用是防 止交通安全事故或处理安全事故 。 绿化工程的作用 是美化环境 , 使公路构筑物与两旁的自然景物相协 调 , 为汽车司机与旅客创造优美的环境 , 使行驶在公 路上视野开阔舒适 。4. 3 功能整理 (见图 1功能整理是把各个功能之间的的相互关系加以 系统化 , 并将各个功能按一定的逻辑排列起来组成 一个体系 。 通过以上组成公路的各个部分的功能分 析 , 2大类 (见图 1 。图

10、1 功能结构4. 4 功能评价把功能归纳为 2类 8种 , 这 8种功能在公路功 能中占有不同的地位 , 因而需要确定每一种功能的 相对重要性系数 。 确定相对重要性系数可用多种方 法 。 在本例中采用用户 、 设计 、 施工单位 3家加权评 分法 , 把用户单位的意见放在首位 , 结合设计 、 施工 单位意 见综 合评分 。三者 的权数 可分 别定义 为 60%、 30%和 10%。 重要性系数的确定见表 1。 4. 5 公路建设方案本例为国道 323线韶关某段公路建设项目 。在 可行性研究阶段 , 提出了 2个建设方案来选择 。根 据沿线 2个收费站统计的交通量及预测 , 本例拟建 公路项

11、目年平均日交通量 (折合成小客车 在 2003年已达到 9900辆 , 到 2026年将达到 3. 6万辆 。 第 1方案为老线方案 (即沿旧路进行改建 。 预测在 2020年就达到 2. 7万辆 。 根据我国现行 公 路工程技术标准 JTG B01-2003规定 , 应选用一级 公路标准 。第 2方案为新线方案 。建成一级公路后 , 大约 使用 20a 便要改建为高速公路 。 表 1 功能评价功能用户评价 设计人员评分 施工人员评分得分 FIF I ×0. 6得分 F I I F II ×0. 3得分 F II I F II I ×0. 1重要性系数 <0

12、. 6F +0. 3F +0. 1F 100基 本 功 能 F1F2F3F440. 5510. 258. 159. 2524. 336. 154. 895. 5530. 6713. 4512. 255. 559. 2014. 0353. 6751. 65531. 7513. 2515. 4510. 553. 1751. 3251. 5451. 0550. 3671 0. 1151 0. 1011 0. 0827辅 助 功 能F5F6F7F810. 7510. 755. 305. 306. 456. 453. 183. 3010. 1812. 355. 3310. 223. 0543. 7051

13、. 5993. 06610. 905. 251. 0350. 25 1. 090. 5250. 10350. 06620. 1059 0. 1038 0. 0581 0662合计 100 60 100 30 100 101 4. 5. 1 老线方案该方案的特点是将原有公路在符合路线总方向的路段则进行改线 km4. 63. 2 k m , 改线长 。4. 5. 2新线方案的特点是新建一条一级公路 , 并保留 老路作慢车道和区间交通用 。此方案路线长 92. 3 k m , 比原有公路缩短 9. 3k m , 比老线方案缩短 4. 5 k m 。 其基本走向与老路平行 , 并位于老线方案的两 侧

14、。4. 6 方案比较各方案的共同点是都能充分利用旧路 , 充分发 挥原有公路的潜力 , 各方案交通量都按照交通流量 预测 , 提出适合交通量的相应措施 。但各个方案都存在其优缺点 。与新线方案比较 , 老线方案存在以下问题与不 足 :1 里程长了 4. 5km , 将会长期浪费运力和能 源 , 增加使用道路的费用 。2 改建后的平纵线形标准低 , 不能充分发挥运 输效益 , 尤其不利于将来进一步提高等级 。3 不可避免地穿过集镇和居民区 , 对行车干扰 大 , 事故隐患大 , 且污染环境 。4 利用旧路路基标高受到限制 , 故不能确保强 度 , 会减少使用寿命 。5 施工期间影响交通 , 易造

15、成事故 , 并影响工 程质量和贻误工期 。6 拆迁面大 , 给施工增加困难 。7 沿线平交多 , 村镇多 , 给管理工作带来困难 。8 由于平交多 , 无法进行出入口控制 , 影响收 费的实施 , 使资金筹措发生问题 。, , 纵 。 , 对本地区工农业生 。老线方案上述的缺点正是新线方案的优点 , 当 然新线方案也有以下缺点 :1 通过地形比老线方案低 1m 左右 , 因而土石 方工程数量大 ;2 占用土地多 ;3 建设投资比老线方案多 3582万元 。 2个方 案投资估算见表 2。表 2 各方案投资方案建设期投资 /万元使用期投资 /万元寿命期投资 /万元各方案总里程 /km造价 / (万

16、元 k m -1 老线方案 2662326332925696. 8302. 23新线方案 2856942693283892. 3355. 78 4. 7 公路建设方案评价对所提出的 2个方案进行评价 。 从价值工程的 观点来评价设计方案 , 需要计算各方案的功能评价 系数 、 成本评价系数和价值系数 , 最后选择价值系数 大者作为最优方案 。功能评价系数是按照功能要求 , 采取 10分制加权评分法对各方案满足功能 F1到 F8的分数计算 的 , 其结果见表 3。 由表 3计算 , 方案总分为 (<× , 则新线方案为 9. 629, 老线方案为 7. 2587; 功 能评价系数

17、为 :0. 0525 (<× , 则新线方案为 0. 5055, 老线方案为 0. 3811。 在计算成本评价系数 与功 能 评 价 系 数 时 , 相 应 地 乘 了 数 学 处 理 系 数 0. 001295和 0. 0525。 成本评价系数和价值系数的 计算结果见表 4和表 5。通过上述价值工程分析评价结果可知 :新线方 案价值系数高 , 是最优方案 。如果用方案总分除以 表 3 功能评价系数计算评价因素 方案满足分数 功能因素 重要性系数 <新线方案 老线方案 F10. 3671107F20. 1151108F30. 10111010F40. 082797F50.

18、 105996F60. 1038106F70. 058189F80. 066296表 4 成本评价系数计算方案 单位总成本 成本系数 老线方案 302. 234新线方案 4605方案 价值系数 最优 老线方案 0. 38110. 39140. 9737新线方案 0. 50550. 46071. 0972 方案的每公里总成本 , 得出方案价值同样可以比较 方案的优劣 。 5 结束语通过公路设计的一个实例介绍了价值工程的理 论及其应用方法 , 其实价值工程的应用可扩展到其 他行业 。 而价值工程在公路中的应用除了设计方案 的选择外还包括优化工程设计 、 优化施工承包单位 、 优化施工组织设计 、 优化公路建筑材料 、 合理选择公 路施工