邵 旭，孫曉麗，王昳昀

(河北工程技術(shù)學(xué)院 建筑學(xué)院，石家莊 050091)

0 引言

隨著裝配式建筑工程的發(fā)展，大量的裝配式建筑工程在城市和農(nóng)村建筑中廣泛興起，裝配式建筑工程的建筑規(guī)模不斷擴大的同時，對裝配式建筑工程的風(fēng)險評估和管理的難度也越來越大，需要構(gòu)建裝配式建筑工程的風(fēng)險評估模型，結(jié)合BIM信息處理技術(shù)，進行裝配式建筑工程的風(fēng)險管控，提高裝配式建筑工程的風(fēng)險評估和控制能力[1]。對裝配式建筑工程的風(fēng)險評估模型設(shè)計是建立在風(fēng)險約束參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險大數(shù)據(jù)分析模型，提高裝配式建筑工程風(fēng)險評估能力。

文獻[2]提出并設(shè)計了基于G1-物元分析法的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價系統(tǒng)，分析了裝配式建筑存在的主要危險源，構(gòu)建了一套風(fēng)險評估指標(biāo)體系，將G1-物元分析法引入裝配式建筑項目施工安全的風(fēng)險評價中，實現(xiàn)了裝配式建筑項目的風(fēng)險評價分級，并結(jié)合實例進行分析，證實了該系統(tǒng)在裝配式建筑項目施工安全風(fēng)險評價中具有較好的實用性和可行性。但是該方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的精度較差；文獻[3]提出并設(shè)計了基于未確知測度的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價系統(tǒng)，采用層次分析與信息熵相結(jié)合的方法獲取指標(biāo)權(quán)，運用未確知測度模型對裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價進行分析，依照置信度識別準(zhǔn)則判斷其風(fēng)險等級，完成裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價。但是該方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的置信度水平較低。

針對上述問題，本文提出并設(shè)計了基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)。通過仿真測試分析，得出有效性結(jié)論。

1 裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

為了實現(xiàn)基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)設(shè)計，構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型，采用地理信息管理系統(tǒng)進行裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合，建立裝配式建筑工程風(fēng)險特征挖掘模型，采用多元指標(biāo)聯(lián)合分析建模方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的指標(biāo)構(gòu)建，裝配式建筑工程風(fēng)險評估的模糊控制方程為：

(1)

(2)

式中，ρ表示裝配式建筑工程風(fēng)險控制的內(nèi)控系數(shù)，xi為裝配式建筑工程風(fēng)險控制的解釋變量，結(jié)合模糊度融合，得到風(fēng)險誤差評價函數(shù)e(x)為：

(3)

式中，B(x)表示裝配式建筑風(fēng)險評價矩陣。建立裝配式建筑工程風(fēng)險評估的BIM信息庫，得到裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型d(t)的表達式為：

(4)

2 裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合

在上述構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果提取裝配式建筑工程風(fēng)險特征，得到裝配式建筑工程風(fēng)險評估的有限狀態(tài)參數(shù)δ，δ與XRM,VRM,θP,ωP是互不相關(guān)的，用f(A)表示裝配式建筑工程風(fēng)險的模糊特征分布矩函數(shù)，得到特征向量L(Z2+Z3)-1LT與MT(Z2+Z3)-1MT的Bergmann核，由此判定裝配式建筑工程風(fēng)險評估函數(shù)的穩(wěn)定性，得到判決方程為：

(5)

采用平均互信息分析方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合，提高風(fēng)險評估的置信度[6]，其表達式為：

Ni,j=f(A)PAe(x)

(6)

3 裝配式建筑工程風(fēng)險評估優(yōu)化

3.1 裝配式建筑工程風(fēng)險評估的約束參數(shù)優(yōu)化

在上述構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型，并采用平均互信息分析方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合的基礎(chǔ)上，進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，本文提出基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程風(fēng)險評估方法。利用融資率MRL、盈利率XRL以及負債率JRL等約束參數(shù)[7]，得到模糊度函數(shù)T和約束特征分布集V：

(7)

V=Ni,jcosT

(8)

采用BIM信息庫模型進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的模糊度特征集構(gòu)造[8]，得到裝配式建筑的風(fēng)險預(yù)測Lyapunov函數(shù)滿足：

(9)

結(jié)合值約束變量分析方法，對裝配式建筑工程風(fēng)險評估的融資率、盈利率以及負債率等約束參數(shù)進行優(yōu)化，得到約束進化方程描述為：

(10)

式中，z1,z2,z3是優(yōu)化后的建筑工程風(fēng)險評估的約束參數(shù)，y為建筑工程風(fēng)險評估的統(tǒng)計特征量，根據(jù)上述分析，完成裝配式建筑工程風(fēng)險評估的約束參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[9-10]。

3.2 建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)實現(xiàn)

根據(jù)優(yōu)化后的建筑工程風(fēng)險評估約束參數(shù)，在裝配式建筑工程風(fēng)險變化條件下，構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險評估的BIM信息融合迭代模型為：

(11)

μBi=aBiλ+bBiΔ+cBipij(k)

(12)

4 仿真實驗與結(jié)果分析

為了驗證本文方法在實現(xiàn)裝配式建筑工程風(fēng)險評估的應(yīng)用性能，在操作系統(tǒng)為WindowsXP，服務(wù)器為Tomcat5.5，數(shù)據(jù)庫為Microsoft SQL2000，開發(fā)工具為Eclipse的環(huán)境下進行仿真測試分析。裝配式建筑工程風(fēng)險評估數(shù)據(jù)的采樣長度為200，分簇聚類的融合度為0.82，裝配式建筑工程風(fēng)險決策系數(shù)為0.45，多元回歸分析的適應(yīng)度系數(shù)為0.23，描述性統(tǒng)計分析結(jié)果見表1.

表1 描述性統(tǒng)計分析結(jié)果

根據(jù)描述性統(tǒng)計分析結(jié)果，建立裝配式建筑工程風(fēng)險特征挖掘模型，采用分塊信息融合的方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估和風(fēng)險特征提取，實現(xiàn)裝配式建筑工程風(fēng)險評估，得到裝配式建筑風(fēng)險評估的BIM信息數(shù)據(jù)采集結(jié)果如圖1所示。

以圖1的數(shù)據(jù)為研究對象，進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估，得到風(fēng)險特征分布的水平集如圖2所示。

圖1 BIM信息數(shù)據(jù)采集結(jié)果

圖2 裝配式建筑工程風(fēng)險特征分布的水平值

分析圖2得知，采用本文方法能有效實現(xiàn)裝配式建筑工程風(fēng)險評估。測試裝配式建筑工程風(fēng)險評估的置信度水平，得到結(jié)果如表2所示。

表2 裝配式建筑工程風(fēng)險評估的置信度水平

分析表2得知，本文方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的置信度水平比文獻[2]方法和文獻[3]方法的置信度水平高，是因為本文方法采用平均互信息分析方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合，提高了風(fēng)險評估的置信度。

為了進一步驗證本文方法的有效性，對本文方法、文獻[2]方法和文獻[3]方法的裝配式建筑工程風(fēng)險評估精度進行對比分析，分析結(jié)果如圖3所示。

根據(jù)圖3可知，本文方法的裝配式建筑工程風(fēng)險評估精度最高可達100%，而文獻[2]方法和文獻[3]方法的裝配式建筑工程風(fēng)險評估精度最高分別只有59%，70%。本文方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的精度比傳統(tǒng)方法好。

5 結(jié)語

結(jié)合BIM信息處理技術(shù)，進行裝配式建筑工程的風(fēng)險管控，提高裝配式建筑工程的風(fēng)險評估和控制能力。本文提出并設(shè)計了基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)。構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型，采用平均互信息分析方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險特征融合，構(gòu)建裝配式建筑工程風(fēng)險評估的約束參數(shù)分布模型，結(jié)合值約束變量分析方法，實現(xiàn)裝配式建筑工程風(fēng)險評估系統(tǒng)設(shè)計。實驗結(jié)果表明，本文方法進行裝配式建筑工程風(fēng)險評估的置信度水平較高、評估精度較好。提高了裝配式建筑工程的造價預(yù)測和風(fēng)險管理能力，在裝配式建筑工程管理中具有很好的應(yīng)用價值。