1研究背景与意义1.1研究背景近年来，我国轨道交通业发展迅猛，超大型城市、特大型城市、Ⅰ型大城市骨干线网已基本建成，多采用大运量的地铁制式。城市轨道交通行业的发展趋势将从地铁建设为主逐步过渡到多种制式协调发展。单轨交通作为一种中运量轨道交通系统，具备节省投资和土地、运量适应面广、地形适应能力良好、视觉及景观效果好、建设工期短以及安静舒适、环保等优势，得到广泛应用。1.2研究意义城市轨道交通项目具有准公共产品的特征，有较强的外部性，其效益不仅体现在直接经济效益上，还体现在巨大的社会效益上[1]。因此，应对全生命周期各项成本进行充分研究，辨析出对全生命周期成本起关键作用的成本要素，运用全生命周期成本理论实现降低单轨项目全生命周期成本的目标，促进城市轨道交通行业长效健康发展。2研究目标与内容2.1研究目标研究分析单轨系统全生命周期各阶段成本，熟悉各个阶段成本要素的构成并辨析其关键成本要素。结合已落地单轨项目情况，建立单轨系统建设成本数据估算模型，为切实降低系统整体造价的可行性夯实基础，以便寻求成本优化途径，突出单轨系统的经济优势，为该系统推广提供坚实的基础。2.2研究内容根据国际标准IEC60300，产品的全生命周期包括设计开发阶段、制造与安装阶段、使用和维护阶段及回收处置阶段。根据城市轨道交通特点，可以将全生命周期划分为建设阶段、运营维护阶段和报废回收阶段。全生命周期成本是在各个阶段内项目所产生的成本总和。3单轨系统全生命周期成本关键要素辨析3.1建设成本3.1.1工程费用工程费用分类组成如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.02.029.F001图1工程费用分类组成工程费用造价占整个建设成本的55%~65%，主要分为土建部分、机电设备部分、车辆基地部分。轨道交通线路的敷设方式主要有高架、地面及地下，不同敷设方式之间项目建设成本差异较大。单轨系统作为中运量轨道交通制式，适用场景多为高架敷设。高架线路的单轨系统工程费用各项占比情况中，土建部分造价占比最大，占45%~55%，机电设备部分占30%~40%，车辆基地部分占13%~20%。土建分为车站工程、区间工程和轨道工程。由于单轨系统的特性，高架桥梁上部轨道梁包含在轨道工程中，轨道工程造价占比最高。机电设备主要包含通信、信号、供电、综合监控、安检及门禁、通风空调、给排水与消防、自动售检票、车站辅助设备和人防工程，其中供电系统造价占比最高，其次为信号系统。车辆基地是指车辆综合基地，包括生产及办公用房、工艺设备、附属工程等。车辆基地造价占比处于较高水平，与车站、区间工程接近。3.1.2工程建设其他费用工程建设其他费用造价占整个建设成本的10%~20%，主要包含建设用地费、建筑物迁建补偿费、场地准备临设、建设管理费、勘察设计、前期准备、生产准备开办费等相关费用。3.1.3预备费预备费分为基本预备费和涨价预备费，基本预备费以工程费用和工程建设其他费用为基数计取，涨价预备费依据相关文件计算城轨项目暂不计取。3.1.4专项费用专项费用分为车辆购置费、建设期贷款利息和铺底流动资金。其中车辆购置费造价占比较高，占整个建设成本的12%~20%。3.2运营维护成本运营维护成本是完成运输任务花费的费用，由营运成本、管理费用、财务费用和营业外支出构成。营运成本主要包括人工成本、能耗成本、维修成本及固定资产折旧费。人工成本指直接从事营运生产活动人员的工资、奖金、津贴、补贴和职工福利费等。能耗成本主要为电费和水费，电费里面包含车辆牵引用电、车站用电以及车辆段用电。维修成本主要包含备件与维修耗材消耗、维修委外费用等。固定资产折旧费分为管理费用、财务费用、营业外支出。管理费用主要包括企业管理人员的工资、奖金、补贴等；机关办公差旅费、劳动保护费、职工制服补贴、折旧费、修理费、物资材料消耗等；工会经费、职工教育经费、职工失业保险金、劳动保险费、业务招待费、咨询费、聘请中介机构费、土地使用费、土地损失补偿费等。财务费用是指为筹集资金而发生的各项费用，如利息净支出减利息收入、汇兑净损失减汇兑收益、金融机构手续费等。营业外支出是指与城市轨道交通运输生产经营活动没有直接关系的各项支出。通过对近几年某市轨道交通的运营维护成本进行分析发现，主要成本包括人工成本、能耗成本、维修成本及折旧等，其中人工成本、维修成本额的占比逐年增加，能耗成本的占比逐年降低[2]。3.3残值成本报废回收阶段残值是指轨道交通项目寿命期末，城市各组成部分寿命期不同、更新年代不同，土建工程、车辆设备、通信信号、空调、电梯等固定资产还具有一定的使用价值，扣除报废回收过程耗费的人力、物力、设备成本后的剩余资金价值。4单轨系统建设成本估算模型在进行轨道交通系统方案初期评价时，线路的费用经济性是重要的评价因素。线路的费用与建设规模、项目工期、车辆选型、系统制式、线路站位方案和线路敷设方式等密切相关。在规划设计阶段，快速并准确地估算项目投资对工程造价能否进行控制、降低造价以及对整个建设项目投资的经济效益均具有重要作用。本研究从单轨系统建设成本估算需求出发，进行指标选取、体系结构分析，结合A、B型单轨系统工程实例，构建成本估算模型。4.1工程实例国内A型跨座式单轨线路主要分布地区为C市和B市。W市轨道交通单轨车型系是属于我国相关标准规定中的B型单轨。S型悬挂式单轨国内建有4处试验线，但还没有商业运营线路。C市轨道交通三号线北延伸段采用A型单轨，线路全长9.969 km，设7座车站，其中地下车站1座，设停车场1座。W市轨道交通1号线采用B型单轨，线路全长30.410 km，全线高架敷设，设车站25座，车辆综合基地、停车场各1座。工程实例造价数据如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.02.029.T001表1工程实例造价数据项目C市三号线北延W市一号线线路长度/km9.96930.410总造价/万元485 106871 933工程费用/万元324 913497 577工程建设其他费/万元58 286162 070预备费/万元19 16032 982专项费用/万元82 747179 3044.2基础数据修正4.2.1考虑时间成本C市三号线北延伸段概算编制时间为2012年，W市1号线概算编制时间为2016年，两者相距4年。搜索相应年份的国内通货膨胀率，4年平均为2%。4.2.2考虑所在地城市经济水平C市为直辖市、国家中心城市、超大城市，是国家重要中心城市之一，2022年C市地区生产总值29 129.03亿元。W市为省辖地级市，地处长江三角洲中心区、某省东南部，2022年W市全年生产总值4 502.13亿元。4.2.3考虑不同阶段造价水平的差异对于工程实例中的造价数据，有攻克阶段的投资估算，也有初设阶段的概算，不同阶段的造价存在一定差异。因此在建立数据模型时，应消除不同阶段之间的造价差异，通过数据修正调整至同一时期造价水平。本次选取的两者均为初设阶段概算数据，W市1号线概算编制时间在后，但W市城市规模、经济水平不及C市。综合考虑，本次估算模型暂时不对进行修正处理。4.3构建方法及指标选取分析构建估算模型应当注重使用的实用性，既要反映工程的规模和建设投资情况，指导进行系统方案的比选，又不能过于烦琐复杂。模型的构建应兼顾全面性、科学性、代表性及精简性。为使造价指标体系的构建符合上述要求，应根据工程不同实施城市、不同具体特征等，综合运用先总后分、定量结合定性等方法[3]。4.4主要内容及数据验证4.4.1 模型主要内容。经过相关工程实例分析研究并结合单轨系统的制式特点，选取了建设成本估算模型所需的5项基础信息，即线路长度、车站数量、车站建筑面积、主变电所及变电所数量、远期车辆数量。第一部分工程费用，通过输入项目基础要素的具体数值，套用模型中的指标参数，可得出各专业工程费的估算金额。第二部分工程建设其他费用，除了前期工程费中涉及征地拆迁费用、建构筑物补偿费用与涉及的实际面积呈正相关，其他费用参考相关标准以工程费为基数按照费率进行取费。第三部分预备费部分，以工程费+工程建设其他费用为基数，按照5%费率计取。第四部分专项费用，本次模型不考虑建设期贷款利息，车辆购置费通过车辆单价×近期配属车数得出估算金额，铺底流动资金与配属车数成比例。4.4.2A、B型单轨模型差异A、B型单轨建设成本模型的组成结构一致，但由于制式相关参数、建设地点工程地质等因素差异，部分工程选取的指标略有不同，主要差异点为区间桥梁工程、轨道工程、车站动力照明、电扶梯与电梯等部分。4.4.3数据验证针对A型单轨建设成本估算模型，代入C市三号线二期的基础数据进行验证，模型得出的估算与项目实际数据偏差率在±10%以内。针对B型单轨建设成本估算模型，代入W市二号线概算的基础数据进行验证，模型得出的估算与项目实际数据偏差率在±10%以内。通过数据验证，本次估算模型的基础信息及指标的选取具有较好的参考性。但由于样本有限，给出的建设成本模型比较局限，对于数据精度要求不高的项目初期测算阶段可使用借鉴。4.4.4模拟运用为了直观体现单轨估算模型的运用场景，结合既有项目经验拟定了一条城市骨干线功能的A、B型单轨线路条件。通过估算模型对应线路条件，可快速得出A、B型单轨工程费用的估算结果。B型单轨线路第一部分工程费用为54.04亿元，单公里指标为1.8 亿元/km。A型单轨线路第一部分工程费用为77.85亿元，单公里指标为2.6 亿元/km。后续工程建设其他费、预备费等可以工程费用为基础进行快速估算，以便得出对应整条线路的建设成本。5结语本文基于全生命周期成本理论，对轨道交通单轨系统的全生命周期各项成本进行研究，辨析出对全生命周期成本影响较大的成本要素。充分考虑轨道交通的准公共产品属性，结合国内A、B型单轨系统的项目情况，初步建立了单轨系统建设成本估算的计算模型，期望在规划设计阶段快速并准确地估算项目建设成本，为降低单轨系统全生命周期成本的目标提供参考依据。