2009年造價工程師考試:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在造價和快速估算中的應(yīng)用研究(三)

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由于BP算法采用的是梯度下降法,即訓(xùn)練過程從某一起點沿著誤差函數(shù)的斜面逐漸趨于最小點E→0,這就有可能會使整個網(wǎng)絡(luò)模型陷于極小值點,同時BP算法學(xué)習(xí)速度較慢,為避免這些現(xiàn)象的發(fā)生,采用動量法和學(xué)習(xí)率自適應(yīng)調(diào)整兩種策略來抑制網(wǎng)絡(luò)陷于局部極小和提高其訓(xùn)練速度。
     2 實例分析
    為了使問題簡單化并提高模型的精度在進行建設(shè)工程造價估算時應(yīng)區(qū)分工程類型。本例以框架結(jié)構(gòu)多層住宅為例選取了11個典型工程(其中第11個工程用于檢驗)。在充分考慮了深圳市工程造價計價模式后本文選取了基礎(chǔ)類型、基底標高、工程類別、墻體工程、門類型、門數(shù)量、窗類型、窗數(shù)量、樓地面、屋面工程、外墻裝飾、內(nèi)墻裝飾、層數(shù)、層高、建筑面積、造價指數(shù)和工程硬、軟件環(huán)境等17個影響工程造價和工程量的特征作為模型的輸入,見表1??紤]到各個工程中門和窗數(shù)量差別很大為提高估算的精度我們把門數(shù)量和窗數(shù)量作為輸入,其數(shù)量在工程施工圖紙上很容易查得,不需作復(fù)雜的計算。對于其他文字性表達的工程特征需轉(zhuǎn)變成數(shù)字后作為網(wǎng)絡(luò)的輸入,比如基礎(chǔ)類型中條型基礎(chǔ)取為1,獨立基礎(chǔ)取為2,滿堂基礎(chǔ)取為3,其他工程特征輸入類推。
    表1典型工程樣本輸入表
    Table 1 Sample data input
    以單方造價、每百平方米鋼筋量、混凝土量、模板和砌塊作為模型的輸出,見表2數(shù)據(jù)。由于模型輸出節(jié)點采用了sigmoid函數(shù),表2中數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換成小數(shù)后作為模型的測試樣本,比如單方造價以每萬平方米為單位換算。
    表2 典型工程樣本輸出和測試結(jié)果表
    Table 2 Sample data output and test result
    模型用m a tlab6. 1軟件設(shè)計程序進行訓(xùn)練,誤差設(shè)定為0. 0005,初始學(xué)習(xí)率取為0. 02。模型經(jīng)21347次訓(xùn)練后達到預(yù)定的誤差。測試的結(jié)果見表2圓括號中數(shù)字。方括號中數(shù)字為沒有考慮造價指數(shù)及工程硬、軟件環(huán)境的影響。
    從測試結(jié)果看,考慮造價指數(shù)和工程硬、軟件環(huán)境的數(shù)學(xué)模型比沒有考慮的數(shù)學(xué)模型精度高,其工程造價估算為803. 00元/了,誤差為3.02%,沒有考慮造價指數(shù)的數(shù)學(xué)模型工程量的估算為789. 36元/了,誤差為4.67。兩數(shù)學(xué)模型在工程量上相差不大,考慮造價指數(shù)和工程硬、軟件環(huán)境的數(shù)學(xué)模型的工程量誤差為鋼筋估算量,誤差為14.26%,混凝土估算工程量誤差為2.93,達到最小。
    3 結(jié)論
    通過實例可以得出以下結(jié)論:
    (1)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于工程造價和主要工程量的快速估算。工程造價估算非常準確,而工程量估算誤差相對較大(如鋼筋估算誤差為14.26%),其主要原因是由不同設(shè)計人員設(shè)計帶來的一些“噪聲”(如鋼筋的配筋率不一樣)。
    (2)造價指數(shù)和工程硬、軟件環(huán)境是影響工程造價不可或缺的因素,考慮造價指數(shù)和工程硬、軟件環(huán)境影響的數(shù)學(xué)模型比不考慮的數(shù)學(xué)模型估算工程造價的精度更高。
    (3)可以采用本數(shù)學(xué)模型得出的數(shù)據(jù)作為同類工程的工程造價和主要工程量驗證計算的參考依據(jù),達到預(yù)防由于工程量計算誤差引起的不平衡報價索賠的目的,從而有效控制工程造價。