基于系统动力学的老旧小区改造工程造价超支成因仿真与对策

一、引言

老旧小区改造是改善居民生活环境、提升城市品质的重要举措。然而，在改造过程中，工程造价超支问题屡见不鲜，严重影响了项目的经济效益和社会效益。系统动力学是一种用于研究复杂系统行为的理论和方法，能够有效分析老旧小区改造工程造价超支的成因，并通过仿真模型验证对策的有效性。本文以某老旧小区改造工程为例，运用系统动力学方法对其造价超支问题进行深入研究，并提出相应的对策。

二、案例工程概况

（一）项目背景与改造内容

河南省某老旧小区建于 20 世纪 90 年代初，位于城市中心区域，占地面积约3.5 公顷，共有住宅楼20 栋，居民约800 户。由于建设年代较早，小区基础设施老化严重，居住环境亟待改善。为提升居民生活品质，改善城市面貌，当地政府决定对该老旧小区进行全面改造，项目被列为城市重点民生工程。改造内容包括建筑外立面翻新、屋面防水改造、给排水系统更新、电气系统改造、小区道路修缮及绿化提升等。建筑外立面翻新预算为1000 万元，屋面防水改造预算为600 万元，给排水系统更新预算为1200 万元，电气系统改造预算为 800 万元，小区道路修缮预算为 600 万元，绿化提升预算为400 万元，项目预算总投资为5000 万元。

（二）项目实施过程

项目实施分为三个阶段：前期准备阶段（2023 年1 月 - 2023 年3 月）主要完成项目立项审批、方案设计及居民意见征集；施工阶段（2023 年 4月 - 2023 年 12 月）按照地下管网、建筑外立面、道路绿化等分项工程依次推进；竣工验收阶段（2024 年 1 月 - 2024 年 3 月）组织各方进行验收和整改，完成项目决算审计。尽管项目在前期进行了详细规划和预算编制，但在实际施工过程中，仍出现了造价超支现象。截至2023 年底，项目实际支出已达5500 万元，超出预算500 万元，超支比例为 10% 。

（三）超支初步分析

初步分析认为，造价超支的主要原因包括：设计变更频繁，由于前期调研不足，部分设计与实际不符，导致多次变更，增加了材料采购成本；材料价格上涨，2023 年建筑材料市场价格波动较大，特别是钢材、水泥等主要材料价格上涨明显，超出预算预期；施工进度滞后，受天气、施工组织等因素影响，部分工程进度滞后，导致工期延长，增加了人工成本和设备租赁费用；居民需求调整，部分居民在改造过程中提出新的需求，如增加停车位、增设充电桩等，这些需求虽合理，但未在原预算中考虑，增加了额外成本。

三、系统动力学模型构建

（一）系统边界与要素识别

老旧小区改造工程造价超支是一个复杂的系统问题，涉及多个相互关联的方面。为了深入研究这一问题，首先需要明确系统的边界，并识别出影响造价超支的关键要素。这些要素主要包括项目前期规划、设计变更、施工管理、材料价格波动以及政策法规变化等。项目前期规划是整个改造工程的基础，其质量直接影响后续施工的顺利性；设计变更则可能因居民需求调整或施工中发现的问题而频繁发生；施工管理涉及进度控制、质量把控和资源调配等多个环节；材料价格波动和政策法规变化则是外部因素，对工程造价产生直接影响。通过系统分析，将这些要素纳入系统动力学模型的研究范围，为后续的仿真分析奠定基础。

（二）因果关系分析

在老旧小区改造工程中，各要素之间存在着复杂的因果关系，这些关系是导致造价超支的重要因素。首先，前期规划不充分可能导致设计方案不合理，进而引发后期频繁的设计变更。例如，如果前期调研对小区实际情况了解不足，设计方案可能无法满足实际需求，或者在施工中发现新的问题，从而需要对设计进行调整。设计变更的频繁发生会增加工程造价，因为每次变更都可能涉及额外的设计费用、材料采购和施工调整。其次，施工管理不善也会导致造价超支。施工进度滞后、质量把控不严或施工组织不合理，都可能增加额外成本，例如因工期延长而增加的人工成本和设备租赁费用。此外，材料价格波动和政策法规变化也会对工程造价产生直接影响。建筑材料市场价格的波动可能超出预算预期，而环保要求的提高或劳动力成本的调整等政策法规变化，也可能增加工程成本。通过梳理这些因果关系，可以更清晰地理解各要素对造价超支的影响机制。

（三）存量 - 流量图构建

在系统动力学中，存量（Stock）是指系统中相对稳定的要素，而流量（Flow）是指引起存量变化的因素。对于老旧小区改造工程造价超支系统，可以将工程总造价设为存量，而设计变更费用、施工管理成本、材料价格上涨额等设为流量。存量 - 流量图是系统动力学模型的核心部分，它能够清晰地展示各要素之间的动态关系。例如，设计变更费用的增加会导致工程总造价的上升，而施工进度的滞后会增加施工管理成本，进而影响总造价。通过构建存量 - 流量图，可以将复杂的因果关系转化为可视化的模型，为后续的仿真分析提供直观的基础。这种模型不仅有助于理解各要素之间的相互作用，还能够通过调整参数和运行仿真，验证不同对策对造价超支问题的缓解效果。

四、造价超支成因仿真分析

（一）参数设定

根据案例工程实际情况，结合市场调研数据，对系统动力学模型中的参数进行设定。例如，设计变更概率、材料价格波动幅度、施工进度偏差等参数均根据历史数据和专家经验进行合理估计。

（二）仿真运行

利用专业软件（如 Vensim）对构建的系统动力学模型进行仿真运行。通过设置不同的场景，如不同设计变更频率、不同材料价格波动情况等，观察工程造价的变化趋势。仿真结果显示，设计变更频繁和材料价格大幅上涨是导致造价超支的主要因素。

五、造价超支问题的对策

（一）加强前期规划与设计管理

老旧小区改造工程的前期规划与设计是控制造价的关键环节。首先，应组织专业团队对小区进行全面细致的调研，深入了解居民需求、小区现状及周边环境，为科学合理的设计提供依据。其次，建立多专业协同设计机制，加强设计人员之间的沟通与协作，避免因专业衔接不当导致的设计变更。此外，引入居民参与机制，广泛征求居民意见，并将合理需求纳入设计方案，减少后期因居民不满意而引发的设计变更，从而有效控制造价。

（二）严格施工过程管理

施工过程管理对控制造价超支至关重要。首先，制定科学合理的施工进度计划，明确各工序时间节点，并加强进度监控与调度，确保施工按计划进行，避免因工期延误导致成本增加。其次，建立健全质量管理体系，严格把控施工质量，减少因质量问题返工造成的成本浪费。最后，优化施工组织设计，合理安排施工顺序和资源配置，提高施工效率，降低施工成本，从而有效控制造价超支。

（三）有效控制材料成本

材料成本是老旧小区改造工程造价的重要组成部分。首先，根据施工进度计划，提前制定材料采购计划，选择合适的采购时机，避免因材料价格上涨增加成本。其次，建立材料价格预警机制，密切关注建筑材料市场价格动态，当价格波动超过一定幅度时，及时调整采购策略或与供应商协商调整价格。此外，推广使用新型环保材料，在满足改造要求的前提下，优先选用性价比高的新型环保材料，既能降低成本，又能提升改造质量。

（四）积极应对政策法规变化

政策法规的变化可能对老旧小区改造工程造价产生影响。首先，安排专人关注国家和地方相关政策法规的变化，提前做好应对准备，避免因政策调整导致的造价超支。其次，根据政策法规变化对项目预算进行动态调整，确保预算的合理性和适应性，从而有效应对政策法规变化对造价的影响。

六、结论

本文通过系统动力学方法对河南省某老旧小区改造工程的造价超支问题进行了深入研究。通过对系统边界、要素及因果关系的分析，构建了存量 - 流量图并进行了仿真分析，明确了设计变更频繁和材料价格波动是超支的主要原因。在此基础上，提出了加强前期规划与设计管理、严格施工过程管理、有效控制材料成本及积极应对政策法规变化等对策。这些对策的实施将有助于有效控制造价超支，为类似老旧小区改造项目提供参考