蹶 焉遐研男 供水管道更新改造的 经济决策模型探析 引言 供水管道更新改造的费用非常昂贵，不仅是因 为管道本身的造价，而是铺设管道所必须的土方开 挖、回填的花费，并且需要更新改造的供水管道主 要集中在成熟的、人口密集的旧城区，施工的难度 新对象等等。 ２．本文所研究的背景介绍 本文以经济决策为目标ｌ 型．即以管道漏损预测模型 费用模型和管道安装费用模： 也较大。现状对供水管道的更新改造判断还主要依 靠有经验的员工的主观判断，主要是以年久失修， 服役期长，漏水频发、水质差以及管径偏小的老旧 管道为主要更新对象。研究供水管道的更新改造经 断。 管道更新的传统方法，是 开挖或直接报废旧的给水管 水管道。另外，还有采用管道 济决策模型．有助于协助企业决策资金的走向，平 衡资金流动与保障供水服务的相关性，提高企业经 济效益。Ⅲ 术进行旧管的更新的方法。 本文．为传统意义上的夏 装。 供水管道更新改造的经济决策模 型背景介绍 １．管道更新的经济决策模型的分类 （１）以经济决策为目标函数。即以管道维护费 用和安装费用的对比为目标，进行决策。 （２）以水质指标为目标函数。以管道内水质指 管道维护费Ｊ 一根给水管道自发生漏｝ 的增加．进行维修和所造成的 增加为模拟其逐年给企业 失建立管道维护费用模型。 管道维护费用模型为．．： Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３＋Ｍ４ —标为参数．反映管道内壁腐蚀程度，以保证使用水 水质决定更新对象。 Ｍ，—管道维护总费用 管道维修费用（ 漏失费用（元） Ｍ：——（３）以管道能量耗损为目标函数。以出厂压力 与管道压力对比，按长度途中耗损能量最小决定更 Ｍ。——Ｍ ——其他费用（元） ＿ 甓强ｌ瓣ｌ ｜ １．管道维修费用Ｍ， Ｍ１＝（ａｋ＋ｂｋ十ｃｋ＋ｄｋ）Ｎｋ（ｔ） 和现场安全维护．清洁等其他可能发生的费用。 取漏失费用的１０％计算。 Ｍ４＝０．１Ｍ２ Ｎ （ｔ）——ｔ年管道发生漏损的数量（处） ａ ——管道漏损维修的单位工费（元／处） 管道建设费用模型 根据管道进行建设的各项费用组成，包括设计 费、监理费及管道安装等施工费用．具体模型形式 为： ｂ ——管道漏损维修单位材料费（元／处） ｃ ——管道漏损维修的单位破路费（元／处） ｄｋ——管道漏损的单位机械费（元／处） ２．漏失费Ｍ， 漏失费用包含了漏失水量的费用、冲排水费、 Ｐ ｐ１＋ｐ２＋ｐ３＋Ｒ＋Ｊ＋ｕ Ｐ——管道建设总费用（元） Ｐ ——管道安装费（元） Ｐ ——管道附属设施安装费用（元） Ｐ，——破路费（元） 其他损失费。漏失费用模型为： Ｍ２＝Ｍ２１＋Ｍ恐＋Ｍ２３ Ｍ ——漏失费用（元） Ｍ ——漏失水量的费用（元） Ｍ丝——冲排水费（元） Ｒ——设计费（元） ｌ——监理费（元） Ｍ ——其他损失费（元） （１）漏失水量费用 Ｍ２１＝ｋ１Ｑ１ ｕ——附加费（元） １．管道安装费Ｐ， ｐｌ ｈＬ ——ｋ ——水价系数（元／（ｍ３／ｈ）），供水企业与检 漏单位的合同价 Ｑ ——漏损流量（ｍ ／ｈ） ＝不同口径不同管材的管道每米安装费 用（元／米） Ｌ——管道安装长度（米） 管道安装每米的费用 指更换管道不同口径、 不同管材，每米的平均造价，包含管道安装的主材、 ３６００ｘ０．６２× × Ａ——漏水点的破口面积（ｍｚ） ｈ——漏水点的出水压力（ｍ） （２）冲排水费 Ｍ笠 ｋ２Ｑ２ 土方、安装、人工机械费及冲排水费等正常施工费 用，不含阀门，井室等附属设施的费用。 ２．管道附属设施费用Ｐ， 管道附属设施费用，主要指阀门、消防栓安装 费用、材料费用和砌井费。 模型形式： ｐｚ （‘＋ ＋ ）０ ——ｋ，——水价系数（元／ｍ３）， Ｑ。——管道维修所损失的水量，包含停水作 业的排水量及管道修复后的冲排水量 （３）Ｍ∞其他损失费 按１０％的Ｍ： 计算。 ３．管理费Ｍ 管理费用含： 不同口径阀门的安装费用（元） ——不同口径不同型号阀门材料费用（元） 不同口径不同形式井室砌筑费用（元） ——（１）检测费用，包含人工的劳动费用、检漏仪器 的器材折旧费用、交通费用及通讯费用。 （２）维护信息传递调度系统。 （３）漏损资料记录，漏水记录整理报告费。 管理费用取管道维修费用的２０％ Ｍ３＝０．２Ｍ１ ０——附属设施数量 ３．管道施工单位破路费Ｐ 管道开挖的破路费根据道路等级的不同占有 不同的比重．随着道路建设的发展．破路费用也随 着增加 模型形式： ｐ３＝３￣Ｌ （４）其他费用Ｍ 其他费用指管道漏失维修所产生的绿地赔偿 ＾ｙ——不同口径不同路面等级的破路费单价 （元／米） 后，决策分析人员就可以根据两个模型的费用比 较，以经济决策为目的，建立管道更新经济决策模 型。管道更新经济决策模型是以经济分析为目标决定管道的最佳更新时间 ． Ｌ——管道安装长度（米） ４．设计费Ｒ 设计费用按工程预算的２％计算 ５．监理费Ｔ 监理费用按工程预算的３％计算 管道漏失发生到一定程度后，对管道进行更 新，将使管道漏失迅速降低为０，并在一定的时间 段内不再产生漏失，这一时间段内此段管道的维护 ６．附加费ｕ 费用将不再发生，因此虽然对管道进行更新一次性 按实际发生计算。如拆迁费（含底墒障碍物）、 耗资，但它节省了管道更新后漏失的维护费用．可 管道迁改、绿化赔偿等，还有测量费、管理费等。 以称之为管道的收益 管道更新经济决策模型 因此，管道的最佳更新时间也就是在更新后使 １．管道更新经济决策分析 更新费用能够获得最大收益的时间。当管道更新后 建立管道维护费用模型和管道建设费用模型 在不发生漏失的时间段内所节省的维护费用尽量接 近管道建设费用的时间为获得收益最大的时间 １２］ 原管道维护费用曲线Ｍ（ｔ） 曲线 图１ 管道更新经济决策分析 图中ｔｒ表示管道更新时间．ｆ表示管道不发生 漏失的时间。最佳管道更新时间ｔｒ的确定是使ｔ ｆ１＋ ｉｙ 叫 ｔｒ＋ｆｆ时间段内每一年的维护费用折合到ｔｒ年的现 管道更新后将在一定的时间段内不发生漏失． 值之和最接近与ｔｒ年的更新费用 这个时间段也就是管道新安装后第一次发生漏损 ２．管道生命年限模型 的时间。这个时间随管道本身的不同，运行环境的 资金运动过程中，不同时间的资金只有换算成 不同而不同．称之为管道的生命年限 同一时间的现值情况下才能进行比较．现值可按下 管道生命年限模型： 列公式计算： Ｆ 管道生命年限指供水管道在使用一定年限后． ｆ１＋『１（，一 ’ 因管道自身或其他原因发生漏损（除外力破坏）．完 ｉ：表示利率 全或部分失去一定的供水功能．影响正常使用．形 Ｆｒ：表示资金现值 象的认为管道有一定的正常使用年限，到此年限后 Ｆｃ：表示资金的终值 管道将发生漏损，称之为管道生命年限．但不是管 ｒ：为基年，即现值的时间点 道的最终使用年限，用管道生命年限时间轴表示：嘲 因此管道更新的经济决策模型可以表示为： 管道铺设年代 管 誊垒 发生漏水的时间）篓■次 管道不发生漏 管道更新时间 …… … 卜＿— 图２管道生命年限时间轴示意图 案例计算 在对研究对象的日常管理中发现。某一管段 Ｎ２００，铸铁管材，约１２０米，２０００年至今，已发生漏 水抢修事件２５件。 １．管道维护费用计算： Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３＋Ｍ４ ６７９３４５．８４＝１６２５００＋４４０３１４．４＋３２５００＋４４０３１．４４ 表１ 管道维护费用计算表 ２．管道建设费用计算： Ｐ ｐ１＋ｐ２＋ｐ３＋Ｒ＋Ｊ＋Ｕ ２０９８８０＝１２００００＋６０００＋７２０００＋３９６０＋５９４０ １９８０ 表２管道建设费用计算表 ３．管道更新经济决策分析 该管道的管道建设总费用仅为管道维护费用 的最佳时机，以提升资产管理的水平．提高经济效 益。 的１／３．且该管道已经出现漏水时间频繁．影响周边 用户水质．更换其有着重大而积极的意义．应尽快 进行更新改造 （作者单位：厦门水务集团有限公司） 参考文献 川ＪＵＬＩＡＮ ＴＨＯＲＮＴＯＮ（著），周律等（译）．供水漏损控制 手册［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００９ ［２］Ｌｉ，Ｄ．，Ｈａｉｍｅｓ，Ｙ Ｙ，１９９２ａ Ｏｐｔｉｍａｌ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｄｉｓ－ 结语 供水管道更新改造是降低产销差率最直接的 方法．它可快速的将漏水量降为０．供水企业每年 大约需要对管道总长的２％进行更新改造，以达到 控制产销差率的目的。但是．管道更新改造所花费 ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ． １：Ｓｅｍｉ－Ｍａｒｋｏｖｉａｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ａ ｗａｔｅｒ ｍａｉｎ １０５３－１０６１． Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ２８（４）， 的资金代价较大 以经济决策为目标函数建立供水 管道更新模型．即以管道漏损预测模型为基础，建 立管道维护费用模型和管道安装费用模型．进行管 【３］陈超．供水管网漏水管理信息系统和管道寿命经济决策 系统，硕士学位论文，天津大学，２０００ 道更新判断．协助供水企业科学决策管道更新改造
