李玉瓊

(平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)與交通運(yùn)輸服務(wù)中心，福建 平潭 350400)

0 引言

建筑業(yè)是當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè)。近年來(lái)我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭較好，建筑業(yè)帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分[1]。但是隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的減緩，我國(guó)建筑業(yè)勢(shì)必逐漸進(jìn)入行業(yè)挑戰(zhàn)階段，市場(chǎng)需求量逐漸減少，因此追求利潤(rùn)最大化成為建筑業(yè)發(fā)展的目標(biāo)[2]。

建設(shè)人才社區(qū)是雇主為引進(jìn)、留住、儲(chǔ)備人才的重要手段。人才社區(qū)項(xiàng)目主要包括住宅、地下車庫(kù)、健身房、籃球場(chǎng)等基礎(chǔ)配套設(shè)施，能為人才提供生活配套保障。人才社區(qū)項(xiàng)目工程量極大，資金投入也非常大，若不控制工程造價(jià)，有可能超過(guò)合同預(yù)算，不利于利潤(rùn)最大化的實(shí)現(xiàn)。本文以人才社區(qū)項(xiàng)目為例，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行建筑工程造價(jià)分析與優(yōu)化，有助于施工各個(gè)階段調(diào)整工程計(jì)劃，控制并降低工程成本。

1 工程簽約價(jià)與預(yù)算價(jià)分析

人才社區(qū)項(xiàng)目EPC總承包合同依據(jù)概算批復(fù)文件，簽約價(jià)為3.4111億元。因設(shè)計(jì)與施工分階段性推進(jìn)，相關(guān)預(yù)算需在設(shè)計(jì)圖紙圖審合格基礎(chǔ)上編制確認(rèn)，對(duì)主體工程、裝修工程、安裝工程、景觀工程等相關(guān)專業(yè)工程預(yù)算進(jìn)行累加匯總后，工程預(yù)算價(jià)達(dá)到約3.64億元，超過(guò)了合同總造價(jià)。建筑工程造價(jià)估算是工程項(xiàng)目造價(jià)分析的重要部分，對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目的影響非常大，是其決策依據(jù)[3]。人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)預(yù)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)管理，及時(shí)控制建筑工程造價(jià)。因此筆者采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目的工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。

2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)預(yù)測(cè)

2.1 建筑工程特征指標(biāo)選取與處理

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建筑工程造價(jià)預(yù)測(cè)首先需要選取合適的建筑工程特征指標(biāo)，并對(duì)建筑工程特征指標(biāo)進(jìn)行處理[4]。

2.1.1 建筑工程特征指標(biāo)選取

在眾多影響因素下，該項(xiàng)目建設(shè)工程造價(jià)具有極大的復(fù)雜性和特殊性。但是這些因素的重要性并不相同，所以在構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型前，選擇對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)影響較大的因素作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)的輸入，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型處理后獲得最終預(yù)測(cè)結(jié)果[5]。如果BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的輸入維度過(guò)大，會(huì)增加預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)時(shí)間，降低預(yù)測(cè)模型的工作效率，所以要篩選出可以展現(xiàn)人才社區(qū)項(xiàng)目建筑特征或?qū)θ瞬派鐓^(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)有較大影響的因素，即建筑工程特征指標(biāo)。

基于人才社區(qū)項(xiàng)目的實(shí)際情況及相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，篩選出對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)極為重要的8個(gè)特征指標(biāo)，包括人才社區(qū)項(xiàng)目的抗震等級(jí)、建筑面積、建筑層數(shù)、層高、安裝工程、結(jié)構(gòu)類型、景觀部分以及門窗類型（裝修工程）。選取人才社區(qū)項(xiàng)目的13組作為基礎(chǔ)樣本，其中包括2個(gè)測(cè)試樣本和11個(gè)訓(xùn)練樣本。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)即為經(jīng)過(guò)處理的8個(gè)特征指標(biāo)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的輸出為人才社區(qū)項(xiàng)目中各項(xiàng)目的總造價(jià)。人才社區(qū)項(xiàng)目中13組樣本數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 人才社區(qū)項(xiàng)目中13組樣本數(shù)據(jù)

2.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的輸入值必須為數(shù)值型數(shù)據(jù)，然而上述8個(gè)特征指標(biāo)中既包括定量又包括定性指標(biāo)，所以需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，定性指標(biāo)通過(guò)量化處理轉(zhuǎn)化為數(shù)值型數(shù)據(jù)，定性指標(biāo)量化方式如表2所示。

表2 定性指標(biāo)量化方式

雖然主體部分中的建筑層高與面積是數(shù)值型數(shù)據(jù)，但是各項(xiàng)指標(biāo)的量級(jí)不一樣，且差距過(guò)大，導(dǎo)致BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型收斂速度慢、預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此要對(duì)定量指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理。運(yùn)用最大最小歸一化方法將定量指標(biāo)歸一化，將上述樣本數(shù)據(jù)設(shè)置在區(qū)間[0，1]內(nèi)，具體計(jì)算公式為：

式中：

x1——輸入的定量指標(biāo)；

y1——輸出的歸一化結(jié)果；

xmin、xmax——分別代表所在行的最小值與最大值。

2.2 參數(shù)輸入與結(jié)果輸出

將人才社區(qū)項(xiàng)目中輸入樣本數(shù)據(jù)的特征指標(biāo)數(shù)量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)。設(shè)置隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2m+1，其中m代表輸入層節(jié)點(diǎn)。本文方法輸出層節(jié)點(diǎn)為人才社區(qū)項(xiàng)目的總造價(jià)。

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人才社區(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)預(yù)測(cè)包含三層輸入層，共包括n個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸入值為X=(x1,x2,…,xn)，隱藏層中包括p個(gè)節(jié)點(diǎn)，Z=(z1,z2,…,zp)，輸出層包括m個(gè)節(jié)點(diǎn)，Y=(y1,y2,…,ym)。輸入層與隱藏層之間的權(quán)值由wij描述，閾值由θj描述；隱藏層和輸出層之間的權(quán)值由vjk描述，閾值由θ′j描述；隱藏層中節(jié)點(diǎn)j輸出值的具體計(jì)算公式為：

輸出層中節(jié)點(diǎn)k輸出值的具體計(jì)算公式為：

2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人才社區(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)預(yù)測(cè)的訓(xùn)練過(guò)程包括正向傳播與反向傳播兩個(gè)階段：輸入值xi通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的正向傳播在輸出層獲得輸出值，將期望值與輸出值進(jìn)行比較，以此獲得兩者之間的誤差，然后通過(guò)自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法將誤差進(jìn)行反向傳播，不斷調(diào)整輸出層與隱藏層的連接權(quán)值與閾值，以及輸入層與隱藏層的連接權(quán)值和閾值，使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差降低，即縮小人才社區(qū)項(xiàng)目建筑工程造價(jià)的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的差距，直至誤差值符合要求或訓(xùn)練次數(shù)達(dá)到最高值時(shí)，停止BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代。

3 針對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果的優(yōu)化策略

通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)預(yù)測(cè)后，決定對(duì)主體部分、裝修部分、安裝部分以及景觀部分進(jìn)行優(yōu)化。為控制項(xiàng)目成本，防止項(xiàng)目造價(jià)超過(guò)簽約合同價(jià)。除已施工的樁基及基坑支護(hù)工程外，針對(duì)正在施工的主體工程進(jìn)行停工，并對(duì)后續(xù)未施工的相關(guān)專業(yè)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，降低工程造價(jià)。

主體部分結(jié)合周邊住宅建筑外墻面做法實(shí)際，將外立面鋁單板幕墻設(shè)計(jì)變更為真石漆；然后將2#、3#、5#樓的地下室地板向上抬高900mm，以此降低層高，優(yōu)化結(jié)構(gòu)配筋；通過(guò)結(jié)構(gòu)重新驗(yàn)算分析，優(yōu)化外輪廓部分剪力墻，減少結(jié)構(gòu)造價(jià)和節(jié)能保溫造價(jià)；優(yōu)化屋面構(gòu)架立柱，除結(jié)構(gòu)安全需要外，調(diào)整采用砌體造型，并取消種植屋面；建筑節(jié)能優(yōu)化。

裝修部分取消一層門廳兩側(cè)玻璃幕墻等非必要項(xiàng)目，優(yōu)化精裝部分設(shè)計(jì)，重新核定主材材料規(guī)格，對(duì)地磚、潔具、廚柜等進(jìn)行品牌確定和市場(chǎng)詢價(jià)。

安裝部分的電器豎井合并優(yōu)化、電纜規(guī)格優(yōu)化、前端進(jìn)線由礦物電纜改為耐火線纜、應(yīng)急照明敷設(shè)方式SC管改為JDG管；優(yōu)化給排水工程和消防工程安裝部分；暖通專業(yè)優(yōu)化地下室風(fēng)管截面積、將雙速風(fēng)機(jī)調(diào)整為單速風(fēng)機(jī)。

景觀部分主要針對(duì)園路、園區(qū)景觀設(shè)計(jì)優(yōu)化，樹(shù)種樹(shù)型、石材規(guī)格等選材優(yōu)化。

4 人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)預(yù)測(cè)及優(yōu)化效果分析

采用優(yōu)化方法后，再次對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目的工程總造價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，具體結(jié)果如表3所示。

表3 預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果比較結(jié)果

由表3可見(jiàn)，采用本方法預(yù)測(cè)的人才社區(qū)項(xiàng)目工程總造價(jià)與實(shí)際值相差不大，誤差率不高于±5%，說(shuō)明本文方法能夠反映人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)的實(shí)際情況，為工程造價(jià)的優(yōu)化控制提供依據(jù)。

通過(guò)加強(qiáng)建筑工程的成本管理、編制工程成本控制計(jì)劃等工程造價(jià)優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)后續(xù)未施工的相關(guān)專業(yè)工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)。主體部分、裝修部分、安裝部分以及景觀部分優(yōu)化前與優(yōu)化后工程費(fèi)用對(duì)比如圖1所示。

圖1 工程造價(jià)優(yōu)化前與優(yōu)化后工程費(fèi)用對(duì)比圖

由圖1可知，人才社區(qū)項(xiàng)目中主體部分通過(guò)結(jié)構(gòu)重新驗(yàn)算分析，優(yōu)化外輪廓部分剪力墻、優(yōu)化屋面構(gòu)架立柱、并取消種植屋面、優(yōu)化建筑節(jié)能等方法，使工程造價(jià)由11750萬(wàn)元降到11130萬(wàn)元；裝修部分通過(guò)優(yōu)化精裝部分設(shè)計(jì)，重新核定主材材料規(guī)格的方法，使工程造價(jià)由11200萬(wàn)元降至1590萬(wàn)元；安裝部分通過(guò)優(yōu)化電器豎井合并、電纜規(guī)格，使工程造價(jià)由1億元降至9130萬(wàn)元；景觀部分通過(guò)優(yōu)化選材，使工程造價(jià)由3450萬(wàn)元降至3130萬(wàn)元。這四大整改部分一共節(jié)省大約2420萬(wàn)元。說(shuō)明案例工程造價(jià)優(yōu)化策略能夠根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整人才社區(qū)項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)化和后續(xù)施工計(jì)劃，使人才社區(qū)項(xiàng)目的工程造價(jià)得到有效控制，保證項(xiàng)目總造價(jià)控制在簽約合同價(jià)內(nèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

建筑項(xiàng)目工程開(kāi)展全過(guò)程造價(jià)管理是工程建設(shè)的根本需求。本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為后續(xù)對(duì)人才社區(qū)項(xiàng)目工程造價(jià)優(yōu)化控制提供依據(jù)。但是本方法仍然存在很多不足與局限性，本方法目前僅適用于住宅建筑，并不適用于全部類型的建筑工程。