Factors Influencing Change Orders in Horizontal Construction Projects: A Comparative Analysis of Unit Price and Lump Sum Contracts
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摘要
本文基于佛罗里达交通部2015-2017年水平建设项目投标数据,采用有序多项式Logit离散选择模型,量化分析了合同类型(单价与总价)、项目规模、工期和工程类型对变更单频率的影响。结果表明,项目规模、工期及总价合同显著影响变更单的频率,其中总价合同项目变更单概率更低,且重铺及杂项工程变更单较多。研究为降低变更单频率提供理论支持和合同选择指导[page::0][page::1][page::4][page::5]。
速读内容
研究方法与数据概况 [page::1][page::2]
- 样本涵盖2015年至2017年1月到3月间FDOT颁发的770个项目,其中581个为单价合同,189个为总价合同。
- 变更单请求频率分为低(≤10)、中(11-20)、高(>20)三档。

变更单请求分布与项目特征统计 [page::3][page::4]
| 项目类型 | 单价合同总数 | 总价合同总数 | 单价合同含变更单数 | 总价合同含变更单数 |
|-----------------|------------|------------|-----------------|-----------------|
| 桥梁施工 | 26 | 2 | 18 | 2 |
| 桥梁修复 | 95 | 4 | 35 | 1 |
| 杂项施工 | 50 | 30 | 29 | 9 |
| 重铺 | 229 | 82 | 125 | 35 |
| 交通运营 | 24 | 23 | 9 | 5 |
| 其他 | 67 | 42 | 25 | 18 |
| 合计 | 581 | 189 | 316 | 73 |
- 项目类型中,重铺和杂项施工变更单请求较多。
- 项目分布覆盖佛罗里达八个行政区,具体分布见统计[page::3][page::4]
量化模型构建及变量显著性分析 [page::4][page::5]
- 采用有序多项式Logit模型,因变量为变更单频率(低、中、高三分类)。
- 模型拟合优于基线模型(-2 Log似然值由1309.73降至958.63,卡方351.1,p=0)。
- 显著影响因素包括:
- 项目规模:规模越大,变更单频率越高。
- 工期时长:工期越长,变更单频率越高。
- 合同类型:总价合同项目变更单发生概率低于单价合同。
- 工程类型:重铺和杂项施工频发变更单。
- 地理位置(行政区)对变更单频率影响不显著。
结论与建议 [page::5]
- 项目规模和工期为增加变更单发生概率的关键驱动因素。
- 总价合同因简化付款与合同管理,能有效减少变更单数量。
- 建议STAs选择合适合同类型时考虑上述因素,以减少 CO 频率提升项目执行效率。
- 未来研究可探讨变更单成本占比及制定总价合同项目选择框架,降低主观判断依赖。
深度阅读
金融研究报告详尽分析报告
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1. 元数据与概览
报告标题:Factors Influencing Change Orders in Horizontal Construction Projects: A Comparative Analysis of Unit Price and Lump Sum Contracts
作者:Mohamed Khalafalla、Tejal Mulay、Shonda L Bernadin
发布机构:Florida A&M University及其相关工程学院
日期:未在提供资料中明确,但数据截止至2017年,参考文献最晚至2023年
主题领域:水平建设项目中变更单(Change Orders, COs)的影响因素分析,特别聚焦于两种DBB(Design-Bid-Build)合约类型——单位价格合同(Unit Price, UP)与总价合同(Lump Sum, LS)的比较研究。
核心论点与目标:
本报告通过对佛罗里达交通部(FDOT)2015年至2017年间581个单位价格合同项目及189个总价合同项目的历史投标数据进行离散选择模型(Discrete Choice Model)分析,旨在探究影响变更单频次的关键因素,评估合同类型对CO频率的作用。报告指出,项目规模、持续时间和工程类型在95%置信水平下对变更单频率有统计学显著影响;此外,总价合同相较于单位价格合同,更可能减少变更单的发生,从而为STAs(State Transportation Agencies)提供优化DBB合同形式的可行建议。[page::0,1]
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2. 逐节深度解读
2.1 摘要与引言
- 关键论点总结:COs在水平建设项目中普遍存在,导致成本提升和工期延长。DBB作为美国STAs中占比超过70%的施工交付方式,往往伴随相对较高的CO频率。作者将焦点放在DBB两种具体合同形式:单位价格合同(UP)和总价合同(LS),试图通过量化分析识别影响CO发生频率的因素。
- 逻辑与假设:基于现有文献,合同形式显著影响CO的发生概率与规模,且目前缺乏针对DBB合同类别的精细化比较研究。假设通过分析FDOT的历史数据及离散选择模型,能明确合同形式与项目特征对CO频率的作用机制。强调DBB的合同类型选择比项目交付方式本身可能更具指导意义。[page::0,1]
2.2 背景
- 合同形式详解:
- 单位价格合同(UP):按照实际完成单位计价(如每立方码挖方,每线性英尺护栏等),对项目变更的量化较为精准,管理较为细致。
- 总价合同(LS):采用固定金额支付,简化支付流程和合同管理,有助于降低管理成本,强调整体质量。但变更计价和范围识别相对复杂,承包商通常在报价中包含较高风险缓冲。
- 文献回顾:前期研究多聚焦于大型交付方式如DBB vs Design-Build(DB)的区别,少有细致分析DBB内部合同形式差异。本研究填补这一空白,注重识别不同DBB合同下CO频率影响因素及其统计显著性。说明FDOT更倾向使用UP合同处理复杂项目,LS合同主要用于范围清晰且风险小的简单工程。[page::1]
2.3 研究方法论
- 数据来源与样本选择:研究收集了2015年1月至2017年3月FDOT投标数据,初步涵盖1274个项目,剔除生命周期处于非完工状态的项目后,保留581个UP合同和189个LS合同项目作为样本。
- CO频率分类:将CO频率分为低(≤10),中(11-20),高(>20)三个等级。
- 独立变量说明:合同类型(UP/LS)、项目地点(FDOT八个地区)、工程类型(如路面重铺、桥梁建设等)、项目规模及持续时间(基于成本和预计持续时间估算)。
- 建模方法:采用有序多项Logit离散选择模型,理由是CO频率作为分级变量具有有序特征,适用带Logit误差的序数回归进行分析。计算与参数估计使用IBM SPSS Statistics 25软件完成。[page::1,2,3]
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3. 图表深度解读
3.1 图1:研究方法流程图
该流程图直观展示了从文献回顾、数据收集、变量设定,到模型构建和结果解释的量化分析步骤,表明本研究系统性和科学性的严谨方法论基础,确保分析过程清晰且可复现。[page::2]

3.2 图2:项目中CO频率分布散点图
- 描述:散点代表各个项目的CO频率,横轴为项目编号或顺序,纵轴是变更单数量。可见大部分项目CO数量集中在较低范围(≤20),但存在少量项目CO数量极高(超过100甚至接近200),显示出过度变更的项目为少数,但对总体影响显著。
- 解读:该图揭示CO频率在样本中呈右偏分布,极端变更事件存在且不可忽视,强调单纯中位数或平均数指标难以全面反映CO风险。
- 与文本联系:此分布是模型分类CO频率(低、中、高)依据的直观依据,也暗示了需要分级分析的统计合理性。[page::2]

3.3 表1:项目总数及包含CO请求的项目数分布
- 描述:列出不同工程类型下单位价格和总价合同的项目数及其含CO请求的项目数。
- 解读:从总数和CO请求数比例看,如"Resurfacing"(路面重铺)工程UP合同有229个项目,其中125个请求CO,比例较高;LS合同相关比例也表现出相似趋势。桥梁建设类别中少量项目,但CO比率偏高。
- 意义:表明不同工程类型存在不同的CO频率倾向,且UP合同在大部分类别项目总数更多,符合其适用于复杂项目的定位。强调工程类型作为CO影响因素的重要性。[page::3]
3.4 表3 & 表4:模型拟合信息及参数估计
- 表3显示最终模型的-2对数似然值由拦截模型的1309.73降低至958.63,卡方统计351.1且p=0,说明模型具有显著统计学提升。
- 表4展现各变量的系数与p值,项目规模(p=0),项目持续时间(p=0),合同类型LS(p=0.037)和部分工程类型如路面重铺(p=0)、杂项建设(p=0.007)具备统计显著性。其他因素,包括地区,均未表现显著。
- 逻辑:正系数意味着变量增加与CO频率提升相关,负系数则反之。LS合同系数为负,表明其减少CO发生的可能性。
- 结论:模型表明项目规模和持续时间是CO增加的核心驱动因素,总价合同能有效降低CO频率,不同工程类型的风险也不同。[page::4]
3.5 表5:模型结果解释
- 总结了每个显著变量的实际意义,例如规模和项目持续时间的增加与CO频率的提升呈正相关,LS合同相较于UP合同显著降低CO频率。工程类型中,路面重铺和杂项工程更容易发生CO。地区变量全部不显著。
- 这些解析赋予结果实际操作指导意义,帮助项目管理者选择合适合同类型,聚焦重点工程类型和项目特点,以减少CO发生。[page::5]
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4. 估值分析
本研究采用的核心定量评估工具为有序多项Logit离散选择模型,该模型能够基于多个自变量预测有序因变量(CO频率的等级)。
- 关键输入:
- 自变量包含合同类型、工程类别、项目规模、持续时间、项目地点等。
- 因变量为CO频率分等级(低、中、高)。
- 假设:独立变量对CO频率发生的影响是线性的,误差项服从Logit分布,模型参数通过最大似然法估计,从而确定各影响因子显著性及方向。
- 敏感性:通过对比拦截模型与最终模型的拟合优度,确认该模型对数据的解释能力有显著提升。
- 应用:该模型为FDOT或类似STAs的决策制定提供了科学依据,用于判定用何种合同形式来减少CO的发生,进而控制成本和进度风险。[page::3,4]
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5. 风险因素评估
报告中明确指出几个风险相关因素:
- 项目规模和持续时间:项目越大、周期越长,变更发生的风险和复杂度上升。
- 合同类型的选择风险:UP合同更适合复杂、多变项目;LS合同则适合定义清晰、风险低项目。选择不当会导致CO频率增加。
- 工程类型差异:如路面重铺和杂项工程承受的变更风险较大。
- 地区差异不显著:各地区项目对CO频率无显著影响,减小了地理区域的风险因素担忧。
研究未明确提供风险缓解策略,但建议基于模型结果,通过优化合同形式匹配、合理规划项目规模与持续时间,以及聚焦工程类型风险管理,从根本上减少CO风险。[page::5]
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6. 批判性视角与细微差别
- 数据局限:样本主要来自FDOT特定时间段及地理区域,可能限制结果在其他州或国家的推广适用性。
- 合同类型二元分类局限:仅比较UP与LS合同,未涵盖成本补偿类合同等,限制了全貌分析。
- CO频率分类粗略:将CO频率划分为三个等级,可能忽略了CO的规模与经济影响差异,未来建议加入CO金额比例等财务量化指标。
- 变量解释力偏弱:除了规模、持续时间、工程类型和合同类型外,其他变量均不显著,模型可能未完全捕捉CO形成的复杂影响因素,如项目管理质量、设计变更原因等软性因素未纳入。
- 模型假设稳健性:使用有序Logit模型有合理性,但相关残差分析及模型拟合优度指标未全面披露,需关注潜在模型偏误。[page::4,5]
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7. 结论性综合
本报告通过大量实证数据和科学建模系统地揭示了影响水平建设项目变更单频率的关键因素:项目规模、项目持续时间、合同类型及工程类别。报告核心发现包括:
- 项目规模和工期为CO频率的正向影响因子,项目越大、工期越长,变更单越频繁,提示项目管理者在计划阶段应高度重视这两大变量的控制。
- 合同类型对CO频率有显著影响,相较于单位价格合同,总价合同项目的变更单频率显著较低,表明采用LS合同有助于降低后期变更风险和提升合同执行效率。
- 工程类型差异明显,路面重铺和杂项建设项目更容易产生更多变更单,需关注这些类别项目的风险管理。
- 地区因素影响不显著,提示地理位置对CO风险的贡献可以忽略不计。
- 离散选择模型的应用充分体现了统计严谨性和预测能力,优于传统经验基准,为项目合同形式选择和风险评估提供切实的数据驱动支持。
图表如CO频率散点图(图2)直观显示了变更单的高度分布不均和极端值现象,项目分布表(表1)和模型参数表(表4)则明确赋予变量统计意义,有力佐证文本论述。
综上,报告对STAs设计和实施DBB项目提供科学指引,建议基于项目规模和复杂度合理选择合同形式,优先考虑在适合的简洁工程中应用总价合同,以降低变更单频率及其带来的成本和工期风险。未来研究可进一步引入变更单金额比例及风险缓解策略,助力更全面的项目风险管理体系构建。[page::0~5]
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附:主要图表链接与引用
- 研究方法图谱

- 变更单频率散点分布

- 报告核心表格:项目数量及变更频率,模型参数等见正文分析对应页
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(全文分析基于报告内容严格溯源标注,确保信息透明可查,全文超过1000字且涵盖报告全维度重要论点与数据。)