朱琳 劉春

文章編號(hào)： 2095-2163（2018）03-0166-03中圖分類(lèi)號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

摘要： 關(guān)鍵詞： （Sichuan College of Architectural Technology， Network Management Center，Deyang 618000， China）

Abstract： The project cost prediction and modeling has important practical significance. In view of the deficiency that the current project cost prediction model has – slow speed of extension and incomplete extension， combined with the characteristics of engineering cost data， this paper proposes a prediction model of project cost based on rapid expansion by using geostatistics. First of all， the current research status of the cost prediction is analyzed， then the working principle of the geology system is analyzed， and the rapid extension method of the engineering cost data is designed， finally， the simulation of the engineering cost prediction is carried out to verify the performance of the model. As a result， the prediction accuracy of the project cost of this model is up to 95%， and the modeling time of the project cost is less than that of other engineering cost forecasting models.

Key words：

基金項(xiàng)目： 四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院2015年院級(jí)科研項(xiàng)目（2015KJ07）階段性研究成果之一。

作者簡(jiǎn)介： 朱琳（1983-），女，碩士，副教授，主要研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理； 劉春（1981-），男，碩士，講師，主要研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。

收稿日期： 引言

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，新工程越來(lái)越多。工程造價(jià)的預(yù)估在工程管理過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，直接影響到工程造價(jià)的成本、工程進(jìn)度和質(zhì)量，因此，工程造價(jià)建模與預(yù)測(cè)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)和重點(diǎn)＼[1＼]。

為了獲得更優(yōu)的工程造價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果，本文設(shè)計(jì)了一種基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型。首先通過(guò)分析工程造價(jià)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)工程造價(jià)數(shù)據(jù)之間具有明顯的時(shí)間變化關(guān)系，然后引入地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對(duì)工程造價(jià)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間變化關(guān)系進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)快速拓階，并通過(guò)仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)模型的性能進(jìn)行分析。本文提出模型的工程造價(jià)預(yù)測(cè)精度達(dá)到95%，工程造價(jià)預(yù)測(cè)誤差小于目前工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型，工程造價(jià)建模時(shí)間也明顯縮短，模型有較好的改進(jìn)。

1工程造價(jià)預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀

人們對(duì)工程造價(jià)預(yù)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，目前常用的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型可以分為2大類(lèi)：線(xiàn)性模型和非線(xiàn)性模型。其中，線(xiàn)性模型主要包括：模糊數(shù)學(xué)方法和多元線(xiàn)性回歸法＼[2-4＼]，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)知識(shí)和回歸理論實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的預(yù)測(cè)，但是無(wú)法描述工程造價(jià)的非線(xiàn)性變化特點(diǎn)，導(dǎo)致工程造價(jià)的預(yù)測(cè)精度低＼[5-7＼]。非線(xiàn)性模型主要包括各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)，該模型具有良好的非線(xiàn)性擬合能力，并能得到較理想的工程造價(jià)的預(yù)測(cè)結(jié)果＼[8-10＼]。研究人員發(fā)現(xiàn)，在工程造價(jià)預(yù)測(cè)過(guò)程中，工程造價(jià)數(shù)據(jù)是一種時(shí)間序列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間存在一定的時(shí)間關(guān)聯(lián)性＼[11-13＼]，而時(shí)間關(guān)聯(lián)性由階來(lái)體現(xiàn)，因此如何快速確定工程造價(jià)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的最優(yōu)階數(shù)十分關(guān)鍵。如果工程造價(jià)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的階數(shù)過(guò)小，則無(wú)法將數(shù)據(jù)之間的時(shí)間聯(lián)系完全展開(kāi)，如果工程造價(jià)預(yù)測(cè)階數(shù)過(guò)大，將會(huì)加入一些沒(méi)有聯(lián)系的數(shù)據(jù)，且模型的輸入向量數(shù)變大，易出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)難題”。地統(tǒng)計(jì)學(xué)是一種現(xiàn)代的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法＼[14-15＼]，有學(xué)者將其引入到其它時(shí)間序列的拓階中，獲得了比較理想的結(jié)果。本文將其引入到工程造價(jià)數(shù)據(jù)的拓階中，構(gòu)建更加理想的工程造價(jià)學(xué)習(xí)樣本，以提高工程造價(jià)的預(yù)測(cè)精度。

2基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型

2.1地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論

1962年，法國(guó)學(xué)者M(jìn)atheron G提出了地統(tǒng)計(jì)學(xué)，其根據(jù)區(qū)域化變量的原理分析一個(gè)問(wèn)題的空間相關(guān)性，從而可以用于一些數(shù)據(jù)之間的變化趨勢(shì)，以變差函數(shù)為工具描述數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的緊密程度，在時(shí)間序列建模和預(yù)測(cè)中已有相關(guān)研究和報(bào)道＼[10＼]。設(shè)研究對(duì)象在第xi和xi+h時(shí)間點(diǎn)的觀察值分別為Z（xi）和Z（xi+h），則這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系緊密程度可以用變差函數(shù)描述。一個(gè)時(shí)間序列：Z（xi），i=1，2，…，n，其中n表示數(shù)據(jù)的大小，其變差函數(shù)表示為：

γ（h）=12N（h）∑N（h）i=1Z（xi）-Z（xi+h）2（1）

協(xié)方差函數(shù)表示為：

Cov[Z（xi），Z（xi+h）]=EZ（xi）Z（xi+h）-

EZ（xi）]E[Z（xi+h）（2）

采用不同時(shí)間長(zhǎng)度h對(duì)一個(gè)研究對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，根據(jù)式（1）可以得到不同的γ（h），變差函數(shù)曲線(xiàn)如圖1所示。

從圖1中可以看出，開(kāi)始隨著h值變大，γ（h）也相應(yīng)變大，但當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度后，γ（h）處于一種穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)γ（h）值定義為基臺(tái)值，用C0+C表示，C0表示γ（h）在y軸上的截距；數(shù)據(jù)之間的變化程度為變程，用α表示。γ（h）曲線(xiàn)常采用球狀模型，表示為：

γ（h）=0h=0

C0+（C-C0）（3h2α-12（ha）3）0

C0+C h>α（3）

通常工程造價(jià)數(shù)據(jù)具有一定規(guī)律性，因此可以通過(guò)α確定工程造價(jià)數(shù)據(jù)的階數(shù)。

2.2基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)步驟

基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)步驟可表述如下：

步驟1收集工程造價(jià)預(yù)測(cè)研究對(duì)象的數(shù)據(jù)，并采用式（4）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，使工程造價(jià)數(shù)據(jù)的值在＼[0，1＼]范圍內(nèi)。y′i=yi-min（yi）max（yi）-min（yi）（4）步驟2采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)歸一化后的工程造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓階，根據(jù)變程α的值得到工程造價(jià)數(shù)據(jù)的最佳階數(shù)。

步驟3根據(jù)最佳階數(shù)對(duì)工程造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓階處理，構(gòu)建工程造價(jià)預(yù)測(cè)的學(xué)習(xí)樣本。

步驟4采用支持向量機(jī)對(duì)工程造價(jià)的訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，并確定相應(yīng)參數(shù)σ的值，建立工程造價(jià)預(yù)測(cè)的回歸模型。

步驟5采用工程造價(jià)的測(cè)試樣本驗(yàn)證工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型的泛化性能，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析。

綜合所述，基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)流程如圖2所示。

3實(shí)驗(yàn)分析

3.1測(cè)試環(huán)境及數(shù)據(jù)

為了測(cè)試基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)性能，本文采用的測(cè)試環(huán)境為：Intel（R） Core（TM） i5-7200U CPU @ 2.50 GHz，4.00 GB 內(nèi)存，Windows 10家庭中文版，采用VC 6.0作為模型的編程工具，采用某市2014-2017年的每月工程造價(jià)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，同時(shí)去掉一些異常數(shù)據(jù)，共得到100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，歸一化后的工程造價(jià)數(shù)據(jù)如圖3所示。

3.2結(jié)果與分析

采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)圖3的工程造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓階，得到變程α=5，根據(jù)α=5對(duì)圖3工程造價(jià)的月數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，得到95個(gè)工程造價(jià)預(yù)測(cè)的學(xué)習(xí)樣本。選擇最后30個(gè)樣本作為工程造價(jià)的測(cè)試樣本，其余工程造價(jià)樣本作為訓(xùn)練樣本。本文采用支持向量機(jī)作為回歸工具建立工程造價(jià)的回歸模型，得到工程造價(jià)的測(cè)試樣本回歸結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，本文模型可精確擬合實(shí)際的工程造價(jià)值，預(yù)測(cè)精度在95%以上，工程造價(jià)的預(yù)測(cè)結(jié)果比較理想。

本文設(shè)計(jì)了幾種對(duì)比模型來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本文工程造價(jià)模型的優(yōu)越性，對(duì)比模型如下：

（1）隨機(jī)確定階數(shù)、支持向量機(jī)的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型（SVM1）。

（2）一步一步拓階、支持向量機(jī)的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型（SVM2）。

統(tǒng)計(jì)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型的精度和訓(xùn)練時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表1。

模型訓(xùn)練時(shí)間/s預(yù)測(cè)精度/%SVM142.87684.54SVM2500.2394.48本文模型110.77496.12從表1可以看出，本文模型的工程造價(jià)預(yù)測(cè)精度最高，同時(shí)本文模型的訓(xùn)練時(shí)間也明顯減少，雖然SVM1的訓(xùn)練時(shí)間最短，但是預(yù)測(cè)精度太低，沒(méi)有達(dá)到工程造價(jià)實(shí)際應(yīng)用85%的要求，無(wú)任何實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，而本文模型的優(yōu)勢(shì)主要是引入了地統(tǒng)計(jì)學(xué)快速、準(zhǔn)確拓階的優(yōu)點(diǎn)，得到了更好的工程造價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果。

4結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前工程造價(jià)預(yù)測(cè)建模過(guò)程中存在的缺陷，設(shè)計(jì)了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)快速拓階的工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)仿真結(jié)果可以得出如下結(jié)論：

（1）工程造價(jià)數(shù)據(jù)之間具有明顯的時(shí)間關(guān)聯(lián)，通過(guò)地統(tǒng)計(jì)學(xué)能夠快速挖掘工程造價(jià)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間關(guān)聯(lián)性，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)數(shù)據(jù)拓階，構(gòu)建工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型的學(xué)習(xí)樣本。

（2）本文模型的工程造價(jià)預(yù)測(cè)精度和建模速度均要優(yōu)于當(dāng)前其它工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型，并獲得了更優(yōu)的工程造價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果，其結(jié)果可以幫助工程管理人員掌握工程造價(jià)變化特點(diǎn)，有效控制工程造價(jià)的成本。

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