设计与施工方案比选（PPT44页)

第二章公路工程设计与施工方案比选2.1公路工程设计方案比选寿命周期成本的评价方法预备知识一、寿命周期成本的评价方法与案例为了从各可行性方案中筛选出最佳方案以有效地利用稀缺资源，而对项目方案进行系统分析的过程或者活动。寿命周期成本评价是为了使用户所用的系统具有经济寿命周期成本，在系统的开发阶段将寿命周期成本作为设计的参数，而对系统进行彻底地分析比较后作出决策的方法。1．费用效率（CE）法式中CE——费用效率；SE——工程系统效率,时间和运费节约；LCC——工程寿命周期成本；IC——设置费；SC——维持费。2．固定效率法和固定费用法固定效率法是将费用值固定下来，然后选出能得到最佳效率的方案。固定效率法是将效率固定下来，然后选取能达到这个效率而费用最低的方案。3．权衡分析法对性质完全相反的两个要素做适当的处理，其目的是为了提高总体的经济性。通过有效的权衡分析，可使系统的任务能很好的完成，即保证了系统的性能，又可使有限资源得到有效的利用。【案例8】2005年甲级某地拟建一条高速公路，根据交通量需要和全寿命周期成本控制的要求，设计单位提出了A（沥青混凝土路面）、B（水泥混凝土路面）两个方案。该高速公路面层数量为710850m2、基层数量为771780m2、垫层数量为832710m2。为对两个方案进行深入比选，设计单位进行了认真的调查研究和分析，有关情况如下：1．公路通车年建设成本为：沥青混凝土面层120元/m2、水泥混凝土面层85元/m2、路面基层45元/m2、路面垫层28元/m2，公路使用寿命为100年，预计沥青混凝土路面每15年大修一次，水泥混凝土路面每10年大修一次，大修费用按重新铺筑面层计算。2．旧路面挖除费用为：A方案4.5元/m2、B方案8.0元/m2。3．假定社会成本为：A方案500000元/年、B方案1000000元/年。4．每次大修时，将增加有关社会和经济成本：预计将减少收费收入100万元，增加燃油损耗、时间损失等社会成本200万元。问题：假设两个方案营运养护管理成本相等，社会折现率取5%，请从全寿命周期成本的角度，选择经济合理的方案。1．建设成本的计算A方案：面层、基层、垫层120×710850+45×771780+28×832710=143347980（元）B方案：85×710850+45×771780+28×832710=118468230（元）2．大修成本的计算？参考答案：3．社会成本计算4．确定项目全寿命周期成本A方案：143347980+83759855+9923950=237031785（元）B方案：118468230+108528852+19847900=246844982（元）5．确定合理方案由于237031785元＜246844982元，因此A方案比B方案经济（即应选择沥青混凝土路面设计方案）。【案例9】2006年某城市拟修建一条快速干线，正在考虑两条备选路线——沿河路线与穿山路线，两条路线的平均车速都提高了50km/h，日平均流量都是6000辆，寿命均为30年，且无残值，基准收益率为12%，其他数据如下表所示。1000002.050000.981050002.535001.13问题：试用全生命周期费用分析CE法比较两条路线的优劣，并做出方案选择（计算结果保留两位小数）。参考答案:（1）计算沿河路线方案的费用效率（CE）1)求系统效率（SE）：时间费用节约=6000×365×20÷50×2.6÷10000=227.76(万元/年)运输费用节约=6000×365×20×0.98÷10000=4292.4(万元/年)则SE=227.76+4292.4=4520.16(万元/年)2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维待费（SC）IC=100000（A/P，12%，30）=100000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］=100000×0.1241=12410(万元/年)SC=2×20+［5000(P/F,12%,10)+5000(P/F,12%,20)］(A/P,12%,30)=40+［5000×(1+12%)-10+5000×(1+12%)-20］×0.1241=40+［5000×0.3220+5000×0.1037］×0.1241=304.15(万元/年)则LCC=IC+SC=12410+304.15=12714.15(万元/年)3)求费用效率（CE）CE=SE÷LCC=4520.16÷12714.15=0.355(2)计算穿山路线方案的费用效率（CE）1)求系统效率（SE）：时间费用节约=6000×365×15÷50×2.6÷10000=170.82(万元/年)运输费用节约=6000×365×15×1.13÷10000=3702.2(万元/年)则SE=170.82+3702.2=3873.02(万元/年)2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维持费（SC）①IC=105000（A/P，12%，30）=105000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］=105000×0.1241=13030.5(万元/年)②SC=2.5×15+［3500(P/F,12%,10)+3500(P/F,12%,20)］(A/P,12%,30)=37.5+［3500×(1+12%)-10+3500×(1+12%)-20］×0.1241=37.5+［3500×0.3220+3500×0.1037］×0.1241=222.4(万元/年)则LCC=IC+SC=13030.5+222.4=13252.9(万元/年)3)求费用效率（CE）CE=SE÷LCC=3873.02÷13252.9=0.292(3)方案选择∵沿河路线方案的费用效率（CE）穿山路线方案费用效率（CE）∴选择沿河路线方案②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。A方案年运输时间节约费用：365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年）A方案效益费用现值：456.25×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=3884.31（万元/年）B方案年运输时间节约费用：365×5000×3÷10000=547.5（万元/年）B方案效益费用现值：547.5×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=4661.18（万元/年）③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。A方案：5136.22-3884.31=1251.91（万元）B方案：6114.93-4661.18=1453.75（万元）④确定合理方案。由于1251.91万元＜1453.75万元，即A方案成本效益合计＜B方案，因此A方案优于B方案。【案例10】某公路设计有A、B两个方案，两条路线的交通量预测结果均为日平均流量5000辆。假设该公路营运年限为20年，残值为0，期间不进行大修，基准收益率10%，其他数据见下表：项目方案A方案B里程（km）2015初期建设投资（万元）50006000年维护运行费（万元/km·年）0.80.9运输时间费用节约（元/d·辆）2.53.0问题：请从项目全寿命周期的角度比较两个方案的优劣（计算结果取两位小数）。参考答案：（1）按现值法计算①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护运行和养护费用。A方案初期建设成本：5000（万元）A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年）A方案维护运行费现值：16×[（1+10%）20-1]÷[10%×（1+10%）20]=136.22（万元）A方案生命周期成本现值：5000+136.22=5136.22（万元）B方案初期建设成本：6000（万元）B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年）B方案维护运行费现值：13.5×[（1+10%）20-1]÷[10%×（1+10%）20]=114.93（万元）B方案生命周期成本现值：6000+114.93=6114.93（万元）（2）按终值法计算①计算项目生命周期成本终值，包括初期建设成本、运营期维护运行和养护费用。A方案初期建设成本终值：5000×（1+10%）20=33637.5（万元）A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年）A方案维护运行费终值：16×[（1+10%）20-1]÷10%=916.4（万元）A方案生命周期成本终值：33637.5+916.4=34553.9（万元）B方案初期建设成本终值：6000×（1+10%）20=40365（万元）B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年）B方案维护运行费终值：13.5×[（1+10%）20-1]÷10%=773.21（万元）B方案生命周期成本终值：40365+773.21=41138.21（万元）②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。A方案年运输时间节约费用：365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年）A方案效益费用终值：456.25×[(1+10%)20-1]÷10%=26131.72（万元/年）B方案年运输时间节约费用：365×5000×3÷10000=547.5（万元/年）B方案效益费用终值：547.5×[(1+10%)20-1]÷10%=31358.06（万元/年）③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。A方案：34553.9-26131.72=8422.18（万元）B方案：41138.21-31358.06=9780.15（万元）④确定合理方案。由于8422.18万元＜9780.15万元，即A方案成本效益合计＜B方案，因此A方案优于B方案。（2）按年值法计算①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护运行和养护费用。A方案初期建设成本年值：5000×[10%×（1+10%）20]÷[（1+10%）20-1]=587.3（万元）A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年）A方案生命周期年成本：587.30+16.00=603.30（万元/年）B方案初期建设成年值：6000×[10%×（1+10%）20]÷[（1+10%）20-1]=704.76（万元）B方案年维护运行费：0.9×15=13.50（万元/年）B方案生命周期年成本：704.76+13.50=718.26（万元/年）②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。A方案年运输时间节约费用：365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年）B方案年运输时间节约费用：365×5000×3÷10000=547.50（万元/年）③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。A方案：603.30-456.25=147.05（万元/年）B方案：718.26-547.50=170.76（万元/年）④确定合理方案。由于147.05万元/年＜170.76万元/年，即A方案成本效益合计＜B方案，因此A方案优于B方案。价值工程理论预备知识一、价值工程理论评价方法与案例1．功能评价即评定功能的价值，是找出实现功能的最低费用作为功能的目标成本，以功能目标成本为基准，通过与功能现实成本的比较，求出两者的比值和两者的差异值，改善期望值大的功能作为价值工程活动的重点对象。2．功能现实成本C的计算成本指数的计算：3．功能评价值F（目标成本）的计算（1）采用功能重要性系数评价法：是一种根据功能重要性系数确定功能评价值的方法。这种方法是把功能划分为几个功能区（即自系统），并根据各功能区的重要程度和复杂程度，确定各个功能区在总功能中所占的比重，即功能重要性系数。然后将产品的目标成本按功能重要性系数分配给各功能区作为该功能区的目标成本，即功能评价值。（2）确定功能重要性系数（功能评价系数或功能系数）是指评价对象的功能在整体功能中所占的比率。常用的打分方法有强制打分法（0-1平分法或0-4平分法）、环比平分法。1）环比平分法（DARE法）：是一种通过确定各因素的重要性系数来评价和选择创新的方法。具体的步骤是：根据功能系统图决定评价功能的级别，确定功能区F1、F2、F3、F4；对上下相临两项功能的重要性进行对比打分，所打的