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摘 要

建筑工程的系統(tǒng)性和復(fù)雜性提升了工程造價估算的難度，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程造價估算方法能夠提升工程造價估算的準(zhǔn)確性。本文從傳統(tǒng)的工程造價估算方法入手，對基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程造價估算方法及其Excel實現(xiàn)進行研究。

【關(guān)鍵詞】神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 工程造價 估算方法 Excel實現(xiàn)

在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的背景中，建筑企業(yè)面臨的競爭壓力越來越大。對于建筑企業(yè)而言，通過建筑工程成本的有效控制，實現(xiàn)所獲經(jīng)濟效益的提升能夠?qū)ψ陨硎袌龈偁幜Φ奶嵘a(chǎn)生相應(yīng)的促進作用。選擇合理的工程造價估算方法具有一定的必要性。

1 傳統(tǒng)的工程造價估算方法

應(yīng)用傳統(tǒng)工程造價估算方法進行估算，要求建筑工程的成本函數(shù)是一個具有確定性特點的數(shù)學(xué)形式，并且這個成本函數(shù)應(yīng)該是對可利用歷史數(shù)據(jù)的最佳擬合。這些要求對傳統(tǒng)工程造價估算方法的精確度產(chǎn)生了不良影響，進而對該方法的實際應(yīng)用產(chǎn)生相應(yīng)的限制。

2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程造價控制估算方法及其Excel實現(xiàn)

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點和應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由一定數(shù)量的并行處理單元組成的系統(tǒng)，不同處理單元的實際處理方式和連接強度是影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能的主要因素。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，不同神經(jīng)元之間的相互作用可以實現(xiàn)處理信息的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有時間連續(xù)性、高度非線性以及規(guī)模大的特點，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含優(yōu)化計算、處理知識以及聯(lián)想記憶等多種功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電子科技領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中在圖像和信號處理以及模式識別中。以某個500字符的代碼段為例，該代碼段可能是Python、Java或者C++。當(dāng)需要通過程序的構(gòu)造對該代碼段進行識別編寫時，構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法更加有效。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價控制估算方法的合理性

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于，它可以近似實現(xiàn)任意空間的數(shù)學(xué)映射。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這種特點使得它在需要辨識數(shù)據(jù)模式的困難任務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分別對實時數(shù)據(jù)和歷史資料進行訓(xùn)練，這種特點為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程造價估算中的應(yīng)用提供了可能。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電子表格模擬程序

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電子表格模擬程序主要包括以下幾個步驟：

2.3.1 輸入輸出信息模塊

在該模型中，主要包含基礎(chǔ)基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)類型、建造年份、工期、建址、層高、層數(shù)、內(nèi)、外裝修門窗共9個輸入單元，還包含每平方米造價這一輸出單元，以及4個測試樣本和6個訓(xùn)練樣本。為了將輸入單元、輸出單元的數(shù)據(jù)更好地展示出來，可以在Excel中建立一個表格。

2.3.2 輸入數(shù)據(jù)初始化

當(dāng)表格構(gòu)建完成之后，可以將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入進行，為了便于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行合理處理，需要將表格中第一個模塊中的輸入數(shù)據(jù)調(diào)整至[-1，1]范圍中。當(dāng)?shù)谝粋€模塊構(gòu)造完成之后，為了簡化第二個模塊的構(gòu)造時間和步驟，可以利用線性公式對第一個模塊的參數(shù)值進行合理調(diào)整，這個過程中使用的線性公式如下所示。

2.3.3 構(gòu)建權(quán)重模塊I

就輸出節(jié)點、輸入節(jié)點以及隱層節(jié)點之間的數(shù)目關(guān)系而言，輸出節(jié)點與輸入節(jié)點數(shù)量之和的一般是隱層節(jié)點的實際設(shè)置數(shù)目。在權(quán)重模塊中，需要將所有的數(shù)值初始化為1.0。

2.3.4 當(dāng)權(quán)重模塊I構(gòu)建完成之后

需要考慮隱層節(jié)點的輸出模塊。這個步驟主要需要根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的操作模型進行。

2.3.5 構(gòu)建權(quán)重模塊II

該模塊的構(gòu)建步驟與第三步中的做法相同，但在這個模塊中，需要在單一的輸出節(jié)點和隱層節(jié)點之間建立連接。

2.3.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最終輸出

這個步驟與第四步類似。

2.3.7 對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值進行反調(diào)整，并對誤差進行有效計算

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出值的反調(diào)整范圍集中在初始賦值范圍中。

2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程

當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電子表格模擬完成之后，需要對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，也可以將這個過程看成是權(quán)值的優(yōu)化過程。由于權(quán)值優(yōu)化過程具有一定的復(fù)雜性特點，因此可以將Excel中的Solver程序應(yīng)用到這種預(yù)測方法中，與其他算法相比，這種算法的優(yōu)勢表現(xiàn)為可以直接在表格中運行，簡化了操作步驟，實現(xiàn)該預(yù)測方法掌握難度的有效降低。運用這種預(yù)測方法進行操作可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)運行結(jié)果滿意，應(yīng)用這種預(yù)測方法的預(yù)測誤差小于0.4%。

2.5 分析參數(shù)變化對模型預(yù)測結(jié)果的敏感性

用戶通常無法確定能夠?qū)μ囟üこ踢M行精確描述的特征因素是什么，因此，為了保證模型的實用性，需要對參數(shù)變化對模型預(yù)測結(jié)果的敏感性進行有效測定。測定參數(shù)變化對模型預(yù)測結(jié)果敏感性的較為復(fù)雜，首先，用戶需要將工程中無法肯定的某一特征因素或幾個特征因素的組合選擇出來，然后使用戶選取的參數(shù)在初始值周圍逐漸變動，并將參數(shù)變動范圍控制在25%之內(nèi)，為了更好地對參數(shù)對模型預(yù)測結(jié)果的敏感性進行分析，需要對樣本資料的數(shù)量進行合理控制。分析參數(shù)對模型預(yù)測結(jié)果名感性的界面如圖1所示。在實際分析過程中，需要將第一個模塊公式變?yōu)榉謩e對多個分析資料進行計算，結(jié)合計算結(jié)果得出計算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差和平均值，并將估計成本與標(biāo)準(zhǔn)差和平均值進行比較。就平均值而言，在選定參數(shù)發(fā)生變化的情況下，可以通過敏感性分析對模塊中輸入?yún)?shù)的實際重要性進行有效判斷，通過不同參數(shù)的分別變化，分別對其進行敏感性分析，將所得標(biāo)準(zhǔn)差和平均值與最初估計進行比較，進而得出模塊中輸入?yún)?shù)的實際重要性判斷結(jié)果。

3 結(jié)論

隨著建筑企業(yè)面臨競爭壓力的不斷增大，建筑企業(yè)對建筑工程成本控制越來越重視。有效工程造價估算方法的使用可以幫助建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益，傳統(tǒng)的工程造價估算方法精確度較低，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程造價估算方法可以保證工程造價估算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻

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