建筑成本模型概览

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【摘要】本文主要介绍建筑成本模型概述、发展、建立，并以美国的快速估价模型为例介绍其应用模式。
【关键词】工程估价   建筑成本模型   快速估价模型  

前言
        中价协2009年5月发布了《建设项目全过程造价咨询规程》CWCA/GC4-2009，通过对国内二十多年推行全过程造价咨询业务的经验总结，明确了造价咨询企业的义务及责任、统一规范了造价咨询工作内容、范围、格式、深度和质量标准等，这是国内造价咨询企业开展全过程造价咨询的行业指南。
        在我国，建设项目全过程造价管理按照建设阶段的不同分成五个阶段：前期决策阶段、设计阶段、交易阶段、施工阶段、竣工阶段。在各个阶段，均需采用科学的计算方法和切合实际的估价依据，按照一定的估价模式，合理确定估算、概算、预算、招标控制价、投标报价、合同价、结算、决算等各种形式的工程造价。而建设项目的投资控制贯穿整个项目建设过程，包括决策阶段、设计阶段、交易阶段、施工阶段、竣工阶段的投资控制，而其中项目的决策和设计阶段是影响工程最重要的阶段，影响造价程度最高，造价节约可能最大。

        在项目的前期决策阶段和设计阶段，造价咨询单位会协助政府和业主确定投资意向和财政能力，通过可行性研究来确定拟建项目的规模和标准，比如开发什么类型的项目、规模多大、标准高低等等；项目的设计阶段是工程造价控制与管理的关键，也是投资计划突破的薄弱环节。设计的依据是政府批准的可研报告和设计任务书，按照国内的三阶段设计（方案设计、扩初设计、施工图设计）和审批来进行。
        项目前期决策阶段和设计阶段中，基于项目的功能定位、建设标准，快速准确的进行建设项目目标成本估算，确立合理的目标成本是进行投资控制的关键。本文基于上期的成本分析和成本数据库为基础，介绍建筑成本模型以及快速科学的确立成本估算的应用模式。

一、建筑成本模型概述
        任何工业与民用建筑行业的建设项目，如果想在施工完工之前有必要对其成本进行估计，都可以通过建筑模型加以解决。那么什么是模型？什么是建筑成本模型？
        “模型”是指通过输入一组既定的数据，通过一系列的推导过程，得出足够满意的输出数据的程序。一个理想模型应该满足如下条件：足够简单以便于用户操作和理解；对模型对象所涉及的所有内涵具有充分的代表性，同时又具有充分的复杂性，以便于对系统进行精确的描述。模型本质是基于一组输入数据进行处理的黑盒子，只有较为优秀的模型才能在处理过程中不受原始模型数据的影响。模型的建立过程如下图所示。
        “建筑成本模型”指的是通过输入一组建筑基本参数和特征属性，系统通过构建数据模型进行分析计算，输出合理的工程估算结果。建筑行业的成本模型通常都是可变的，这主要源于该行业成本和价格的易变性，因此，在建筑业，模型的优越性主要体现在能够对环境的变化及时作出反应并作出适应性动态调整，从而保证精确性。而模型的精确性正是检验模型适用性的必要指标。以下是示意图：

二、建筑成本模型发展
        瑞福特芮（Raftery,1987）曾描述了建筑成本模型的发展，经历了如下几个阶段：
        第一个阶段：始于20世纪50年代，基于BCIS的成本分析结果，通过适当的调整，即可形成相应的成本计划。但因为影响工程造价的因素很多，如工程用途、规模、结构特征、工期等，且这些因素之间呈现高度的非线性关系，对造价的影响程度也不一，这一阶段的成本模型难以准确的揭示工程各个变量之间的关系及其对造价的影响程度，导致成本模型精度较低。
        第二个阶段：始于20世纪70年代中期，这一时期的典型特点是，随着计算机技术的逐渐普及和回归分析方法的广泛应用。通过多元回归分析方法，采集大量样本工程，分析影响工程造价的自变量和因变量及其关系，然后通过统计分析方法，依次确定因变量的重要性，并计算各变量的权重因子以得出多元回归分析建筑成本模型，但该种模型外推性较差。
        第三个阶段：始于20世纪80年代至今，结合计算机应用技术，出现了以现代数学为理论基础的估算方法。这一时期的发展集中体现在如下两个特征上：
        （1）承认模型的不确定性和非精确性，并试图通过概率统计对其进行分析，通常采用蒙特—卡罗模拟方法。（蒙特卡罗模拟是一种随机模拟方法。以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法。将所求解的问题同一定的概率模型相联系，用电子计算机实现统计模拟或抽样，以获得问题的近似解）
        （2）对人工智能和基于知识的计算机系统方面，比如基于人工神经网络（artificial  nerve  net，简称ANN）的估算方法。ANN方法具有自动“学习”和“记忆”功能，能够十分容易的进行知识获取工作，它具有“联想”功能，所以在只有部分信息的情况下能够回忆起系统的全貌，由于其具有“非线性映射”能力，可以自动逼近那些刻画最佳的样本数据内部最佳规律的函数，揭示出样本数据的非线性关系。

        英美等国，建筑成本模型已经发展到一定的程度，应用也很广泛，比如美国的Rsmean公司提供的在线估算工具www.meancost.com；英国的BCIS在线近似估计软件包；巴克纳尔.奥斯汀建筑成本模型；戴维斯.兰顿和艾拂雷斯特成本模型等等。这些成本模型为工程建设项目前期的工程估价提供了很好的解决方案，使得早期决策阶段和设计阶段的成本快速准确确立成为可能，当然需要成本数据库支撑。

三、建筑成本模型建立
        3.1、建模的目的
        建立成本模型的目的决定了成本模型的形式和选择的参数，目前最具重要意义的建筑模型包括如下2类：
        （1） 设计优化模型
        这种模型主要应用于设计阶段，是为了保证对建筑的设计物超所值，也可以作为建筑的成本计划过程的重要组成部分，这种模型的主要做法便是进行方案必选。
        （2） 招标价格预测模型
        这种模型主要应用于交易阶段，是为了预测投标承包商所可能提供的投标价，还可用来确认承包商的估计变动率和市场价格的影响因素。用于预测模型所涉及的参数与设计优化模型的参数相比可信度更差，因而其预测结果很可能是不准确的。

        3.2、建模的方法
        阿沃斯和斯格特莫斯（Ashworth  and  Skritmort）在1982年发现了大量方法，用以改进招标期间当工程设计阶段趋近于最后完成时的估计精确度。随后，威尔逊（Wilson）在1984年的一篇文章中指出，这些发现导致了如下两种成本建模方法的产生。其中前者更多的应用于工程设计的早期阶段；后期更多的应用于设计形成之后。
        演绎模型：这种模型多以对过去工程数据的统计分析作为建模基础，常用的统计分析方法为回归分析。
        归纳模型：这种模型力图在工程设计阶段引入承包商们所常用的更为细致的方法，常用的方法是工程模拟。

        3.3、模型种类
        1991年，为了对既有的建筑成本模型研究成果加以归类，纽顿（Newton）回顾了成本建模的历史研究，其中涉及了建筑行业的实业家们所能应用的各种各样的模型。一般而言包括：动态规划、专家系统、功能相依性、线性规划、手工操作、蒙特-卡罗模拟、网络法、统计模型及回归分析.
  
四、建筑成本模型应用
        建立建筑成本模型的目的通常是为了快速准确的确定某个拟建工程的造价；准确的确定某一建筑工程设计内部成本变量的整体分布情况，以保证成本预测的可信度和设计的优化。
        建筑成本模型应用非常广泛，通过对过去大量工程项目的成本数据和设计参数的处理，为新工程项目的成本建模，工程设计和成本计划工作带来了很多方便。具体应用包括：
        （1）制定项目生命周期各个阶段预算
        （2） 明确成本敏感型的设计参数，尤其那些与空间功能、服务设施及成本计划有关的参数。

        下面，我们以美国在线成本估算工具：MeansCostWorks.com为例介绍如何利用成本模型快速确立工程估算造价，过程非常简单，共包括以下几个步骤：
        1、建立估算：确定估算名称、选择项目地点、数据发布时间（全年每季度发布一次共四次）、和劳务形式。

        2、step1：选择项目类型和基本属性，其中项目类型包括70多种建筑类型（英国的建设项目分类：如公寓1-3层、公寓4-7层、公寓8-24层、礼堂、银行、医院。。。。。。）；针对选择的项目类型，需要确定墙体类型和结构类型比如预制混凝土板/钢框架结构，下拉列表中提供更多的属性选项。

        3、step2：基于选择的项目类型，模型会提供如下图所示的示例，接下来，需要录入建筑物的基本参数，包括建筑面积、建筑外周长、层数、层高；明确含不含地下室，然后赋予一些费用项目的费率。

        4. step3：点击计算按钮，模型自动按照录入的属性和参数确立成本模型，并可及时浏览到成本模型的成本摘要。

        5.查看详细的成本报告：针对成本模型，估算结果包括详细的明细构成和建设标准说明，如下图所示，当然允许针对其中任何一个要素进行灵活的造价调整，以便获取切合度更高的工程估价。