阮丹寧 RUAN Dan-ning

（同濟(jì)大學(xué)，上海 201804）

0 引言

近年來(lái)，隨著人口老齡化問(wèn)題逐步加劇，醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施的重要性提升。另一方面醫(yī)院作為一種特殊的公共建筑工程，其技術(shù)要求相較一般工程和民用建筑更為嚴(yán)格，施工與管理上也存在更強(qiáng)的復(fù)雜性[1]。由于醫(yī)院工程項(xiàng)目兼具復(fù)雜性與重要性的特點(diǎn)，本文中，我們分析了多家醫(yī)院的可行性研究報(bào)告及造價(jià)決算，以提取出一種適合用于醫(yī)院項(xiàng)目造價(jià)預(yù)測(cè)以及造價(jià)管理的本體。

1 本體論

本體論最初起源于哲學(xué)思想。Gruber 與Borst Pim 對(duì)本體論形成最早的定義，其定義為：本體是一種規(guī)范的、明確的說(shuō)明，用于一個(gè)共有的概念體系。從中Studer 等人提出本體的四大特征，即本體應(yīng)該是明確的（explicit）、規(guī)范的（formal）、共有的（shared）以及概念化（conceptualized）的。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，本體中被引用的概念及這一概念應(yīng)用時(shí)的限制應(yīng)該得到明確的說(shuō)明；本體的形式應(yīng)該是機(jī)器可讀的；本體應(yīng)該表達(dá)的是一群人能接受的，一種共性的概念；以及本體本質(zhì)上是一個(gè)概念體系[2]。

根據(jù)斯坦福的解釋，本體論的開(kāi)展需要具備以下要素：①聲明，以說(shuō)明本體所涉及的知識(shí)范圍，以及本體出于何種目的，用于何種用途；②公理（Axiom），不需要進(jìn)一步證明的邏輯上的永恒真理；③概念/類（Concept，Class）：類別是一組用類似術(shù)語(yǔ)表達(dá)的概念；④屬性（Property，Slot）：用于對(duì)類中的概念、實(shí)例應(yīng)用時(shí)的限制進(jìn)行說(shuō)明，并用于區(qū)分不同的類。屬性有對(duì)應(yīng)的值；⑤函數(shù)（Function）：映射關(guān)系；⑥實(shí)例（Instance）：本體論中實(shí)例是類劃分之后最小的部分，即實(shí)例是原子性的。函數(shù)用于對(duì)實(shí)例進(jìn)行運(yùn)算。在現(xiàn)實(shí)操作中，每個(gè)用于本體論的案例可抽象為一個(gè)實(shí)例[3]。

本體的構(gòu)建通常可分為5 個(gè)主要步驟：①明確說(shuō)明：定義范圍；②概念化：收集并組織本體相關(guān)領(lǐng)域的概念；③規(guī)范化：以規(guī)范的方式表示知識(shí)；④實(shí)施：將規(guī)范化的知識(shí)轉(zhuǎn)換為機(jī)器可理解的語(yǔ)言；⑤評(píng)估：驗(yàn)證本體的完整性和通用性。[4]

在工程造價(jià)領(lǐng)域，本體論已有一定應(yīng)用。Staub-French S 等人提出一種本體論的方式，將建筑項(xiàng)目模型的特征與施工活動(dòng)和相關(guān)施工資源聯(lián)系起來(lái)以計(jì)算施工成本，并提出相關(guān)軟件原型，根據(jù)這一軟件原型，能夠知道在各種建設(shè)活動(dòng)中，使用了哪些資源，以及活動(dòng)的執(zhí)行成本。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)所限，這一本體論模型無(wú)法共享[5]。Seul-Ki Lee 等人基于BIM 建立了自動(dòng)推理體系，在這一研究中，他們建立了工作條件本體、工作項(xiàng)目本體以及語(yǔ)義推理規(guī)則。通過(guò)自動(dòng)推理體系的引入，本體論推理過(guò)程消除了造價(jià)估算中分析師的主觀干預(yù)[6]。Zhiliang Ma 等人提出，通過(guò)在計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)建筑成本估算規(guī)范的計(jì)算機(jī)化表示，可以極大地提高估算的效率和準(zhǔn)確性。由于本體具有基于邏輯和面向計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，本體論適合用于建立建筑成本規(guī)范的計(jì)算機(jī)化表示[7]。

當(dāng)前，本體論較少用于醫(yī)院工程項(xiàng)目造價(jià)預(yù)測(cè)。由于醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施的重要性，以及醫(yī)院項(xiàng)目的復(fù)雜性，建立醫(yī)院工程項(xiàng)目本體具備一定研究意義。

2 醫(yī)院建設(shè)工程項(xiàng)目造價(jià)管理本體構(gòu)建方法

實(shí)際執(zhí)行中，概念分析和本體構(gòu)建階段相交替，本體構(gòu)建也不斷迭代。一方面通過(guò)本體推理對(duì)本體構(gòu)建結(jié)果進(jìn)行初步判定，另一方面引入人為因素，通過(guò)對(duì)本體構(gòu)建結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)交替進(jìn)行的下一個(gè)環(huán)節(jié)概念分析。構(gòu)建流程如圖1 所示。

圖1 醫(yī)院工程項(xiàng)目造價(jià)管理本體構(gòu)建流程

2.1 造價(jià)管理本體概念分析

首先，需要確定本體構(gòu)建的目標(biāo)。在本研究中，主要目標(biāo)是構(gòu)建醫(yī)院造價(jià)的各項(xiàng)影響因素以及醫(yī)院造價(jià)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)的本體，將大量的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為本體實(shí)例，以供后續(xù)造價(jià)預(yù)測(cè)及造價(jià)管理工作的開(kāi)展。在本階段，本研究首先依靠文獻(xiàn)分析中相關(guān)的造價(jià)影響因素和造價(jià)構(gòu)成分析設(shè)定初始本體概念。由于各類造價(jià)因素在不同項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告中、不同造價(jià)決算表格中有不同表現(xiàn)方式，因此通過(guò)對(duì)可行性研究及造價(jià)決算進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)，對(duì)于相近的名詞進(jìn)行聚類，補(bǔ)充并完善本體。相關(guān)定義如下：

通過(guò)對(duì)可行性研究及造價(jià)決算進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)后的集合如下：

影響因素名詞集noun1={n1，n2，n3，…ni}

其中各名詞均有相對(duì)應(yīng)的一系列近義詞n1={n11，n12，n13，…n1j}

造價(jià)構(gòu)成名詞集noun2={m1，m2，m3，…mp}

其中各名詞均有相對(duì)應(yīng)的一系列近義詞m1={m11，m12，m13，…m1q}

具體步驟如下：

步驟1：通過(guò)文獻(xiàn)分析，列舉造價(jià)影響因素名詞集，命名為noun1；列舉工程項(xiàng)目造價(jià)構(gòu)成一級(jí)目錄名詞集，命名noun2。

步驟2：收集醫(yī)院案例，分析可行性研究文本，提取醫(yī)院屬性的描述性文本，對(duì)于noun1 名詞集中涉及的名詞，補(bǔ)充語(yǔ)義相近的詞匯，構(gòu)建n1的近義詞庫(kù)n1={n11，n12，n13，…n1j}。分析造價(jià)決算項(xiàng)目，對(duì)于noun2 名詞集中涉及的名詞，補(bǔ)充語(yǔ)義相近的詞匯，構(gòu)建m1的近義詞庫(kù)m1={m11，m12，m13，…m1q}。對(duì)于noun1、noun2 中名詞集不夠全面的情況也予以優(yōu)化補(bǔ)充。

步驟3：引入新的案例，直至noun1、noun2 及相應(yīng)的近義詞庫(kù)基本完備，引入新案例時(shí)補(bǔ)充添加的新詞匯不到原近義詞庫(kù)合計(jì)詞匯數(shù)目的1%，可以確定醫(yī)院屬性本體和醫(yī)院造價(jià)本體基本完備。

2.2 本體評(píng)價(jià)

綜合考慮本體是否符合認(rèn)知心理學(xué)，且基于需求為導(dǎo)向，本研究選用領(lǐng)域?qū)＜以u(píng)測(cè)方法和系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)價(jià)方法來(lái)對(duì)本體進(jìn)行評(píng)價(jià)。

對(duì)于領(lǐng)域?qū)＜以u(píng)測(cè)，將本體模型以電子表格的形式保存，將noun1、noun2 庫(kù)中的名詞提取為一級(jí)名詞，將各名詞對(duì)應(yīng)的近義詞羅列為二級(jí)名詞，發(fā)送給各領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行評(píng)測(cè)。領(lǐng)域?qū)＜以u(píng)測(cè)是本體評(píng)價(jià)的重要方式之一，應(yīng)根據(jù)本體的重要程度，組織不同層級(jí)的專家，以不同的頻率開(kāi)展評(píng)測(cè)。

對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)價(jià)，是指對(duì)于本體收集實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的應(yīng)用數(shù)據(jù)，并加以分析。在本案中，由于形成兩個(gè)本體的意義是指導(dǎo)醫(yī)院工程項(xiàng)目造價(jià)管理的開(kāi)展，因此以計(jì)算單位面積各造價(jià)指標(biāo)范圍的方式衡量當(dāng)前近義詞庫(kù)的劃分以及一級(jí)指標(biāo)的選取是否合理，并與專家經(jīng)驗(yàn)給出的造價(jià)指標(biāo)范圍予以比對(duì)，直至確定出合理的劃分機(jī)制。在醫(yī)院工程本體方面，通過(guò)對(duì)選出的醫(yī)院各項(xiàng)工程項(xiàng)目的各項(xiàng)屬性引入造價(jià)預(yù)測(cè)方法，優(yōu)化確定當(dāng)前的本體是否滿足應(yīng)用評(píng)價(jià)的要求。

3 基于本體論的醫(yī)院項(xiàng)目造價(jià)分析模型構(gòu)建

3.1 指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)本體論的關(guān)鍵要素，本研究收集了21 家醫(yī)院的可行性研究以及造價(jià)決算數(shù)據(jù)，以對(duì)醫(yī)院本體進(jìn)行定義。所定義的醫(yī)院本體具備可擴(kuò)展性，這意味著對(duì)于新補(bǔ)充的項(xiàng)目，能夠在不對(duì)醫(yī)院本體現(xiàn)有定義進(jìn)行修改的情況下，進(jìn)行醫(yī)院項(xiàng)目案例集的擴(kuò)展。每一個(gè)醫(yī)院建筑作為一個(gè)實(shí)例，通過(guò)對(duì)醫(yī)院項(xiàng)目可行性研究的分析，本研究提取得到能夠?qū)︶t(yī)院項(xiàng)目本體進(jìn)行定義的一系列屬性；通過(guò)對(duì)醫(yī)院造價(jià)決算報(bào)表的分析，本研究提取得到能夠醫(yī)院項(xiàng)目造價(jià)本體的相關(guān)屬性。基于以上屬性，形成基礎(chǔ)的醫(yī)院項(xiàng)目本體和醫(yī)院造價(jià)本體。醫(yī)院項(xiàng)目本體和醫(yī)院造價(jià)本體中，具備一種映射關(guān)系，以使得按照一定規(guī)劃，例如給定項(xiàng)目建筑面積、能耗情況、功能用房等參數(shù)所設(shè)計(jì)的醫(yī)院項(xiàng)目本體，有著某種映射關(guān)系，以使得該醫(yī)院項(xiàng)目本體與醫(yī)院造價(jià)本體之間有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。對(duì)于最終所形成的醫(yī)院項(xiàng)目本體及醫(yī)院造價(jià)本體，能夠用于醫(yī)院造價(jià)預(yù)測(cè)、醫(yī)院造價(jià)管理等一系列研究。

3.2 基于應(yīng)用的評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)領(lǐng)域?qū)＜以u(píng)測(cè)方法，所提取的醫(yī)院項(xiàng)目本體屬性、醫(yī)院造價(jià)本體屬性如表1、圖2 所示。

表1 醫(yī)院項(xiàng)目本體屬性

圖2 醫(yī)院造價(jià)本體屬性

進(jìn)一步地，針對(duì)醫(yī)院造價(jià)本體，進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)價(jià)。具體做法為，根據(jù)當(dāng)前醫(yī)院造價(jià)本體，提取數(shù)據(jù)，計(jì)算各項(xiàng)目本體中屬性值的分布范圍，衡量各項(xiàng)目屬性值分布是否在一定范圍內(nèi)（如表2 所示）。若當(dāng)前的聚類方式合理并符合客觀的現(xiàn)實(shí)情況，則由于工程項(xiàng)目決算按照一定的定額體系開(kāi)展，各項(xiàng)造價(jià)指標(biāo)不應(yīng)有太大偏差。因此系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)價(jià)有助于確定當(dāng)前的近義詞聚類方式是否符合現(xiàn)實(shí)情況與應(yīng)用需求。

表2 醫(yī)院造價(jià)本體屬性值分布范圍

可以看出，各屬性內(nèi)部有一定差異，但大致分布在一定范圍內(nèi)。一方面這一分布符合專家調(diào)查結(jié)果，另一方面對(duì)于各項(xiàng)目的最大值與最小值所對(duì)應(yīng)的案例不出現(xiàn)重合（如表3 所示）。即對(duì)于部分造價(jià)指標(biāo)偏高的項(xiàng)目，各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)出偏高的特點(diǎn)，這證明是由于項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高或項(xiàng)目個(gè)體特征所導(dǎo)致，而非由于本體屬性定義不合理而出現(xiàn)部分指標(biāo)偏高而部分指標(biāo)偏低的現(xiàn)象。因此綜上所述當(dāng)前醫(yī)院工程造價(jià)本體能夠通過(guò)系統(tǒng)應(yīng)用評(píng)價(jià)，能夠進(jìn)一步用于醫(yī)院造價(jià)估算和造價(jià)管理的需要。

表3 醫(yī)院造價(jià)本體各項(xiàng)屬性值的最大、最小值對(duì)應(yīng)項(xiàng)目編號(hào)

4 結(jié)論

本體論由于其可擴(kuò)展性、可共享性、基于邏輯和面向計(jì)算機(jī)等特點(diǎn)，在工程造價(jià)管理領(lǐng)域已有一定應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)21 個(gè)醫(yī)院項(xiàng)目可行性研究文本和竣工決算報(bào)告的分析，建立了醫(yī)院項(xiàng)目本體和醫(yī)院造價(jià)本體兩大本體，分別描述醫(yī)院項(xiàng)目屬性和醫(yī)院造價(jià)構(gòu)成。通過(guò)構(gòu)建兩大本體，有利于增加醫(yī)院工程造價(jià)管理知識(shí)，進(jìn)一步構(gòu)建造價(jià)預(yù)測(cè)模型并開(kāi)展造價(jià)管理工作。