模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型在水利工程績(jī)效管理評(píng)估中的應(yīng)用

劉嶺山

(盤錦河海土木工程咨詢有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

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模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型在水利工程績(jī)效管理評(píng)估中的應(yīng)用

劉嶺山

(盤錦河海土木工程咨詢有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

水利工程績(jī)效管理作為管理系統(tǒng)的核心，涵蓋多種控制因素，本文以中國(guó)水利工程客觀管理現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)項(xiàng)目管理全生命周期為系統(tǒng)劃分績(jī)效管理影響因素及衡量指標(biāo)，在綜合考慮指標(biāo)定量與定性特征的基礎(chǔ)上，建立了水利工程績(jī)效管理評(píng)估指標(biāo)體系，探索構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊優(yōu)選理論的模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型。應(yīng)用實(shí)例表明，該模型運(yùn)用于水利工程績(jī)效管理評(píng)估工作中具備較強(qiáng)適用性，該研究可為類似工程績(jī)效管理評(píng)估提供決策依據(jù)。

績(jī)效管理； 水利工程； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)； 模糊優(yōu)選

水利工程績(jī)效管理評(píng)估是檢測(cè)企業(yè)計(jì)劃實(shí)施與企業(yè)戰(zhàn)略的重要途徑，是施工單位價(jià)值判斷的前提，也是管理控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。鑒于此，保障、測(cè)評(píng)、提高水利工程的績(jī)效管理是理論研究的熱點(diǎn)與前沿。有相關(guān)學(xué)者構(gòu)造了一個(gè)全面考察工程項(xiàng)目安全、費(fèi)用、質(zhì)量及工期4個(gè)控制指標(biāo)的績(jī)效管理模型[1]。此外，也有學(xué)者以環(huán)境評(píng)估、經(jīng)濟(jì)社會(huì)評(píng)估、財(cái)務(wù)評(píng)估為控制指標(biāo)建立了工程項(xiàng)目評(píng)估模型，進(jìn)行研究與分析。然而，在實(shí)際的工程實(shí)踐中，績(jī)效評(píng)估管理的分析因素卻具有多層次性與多維度性。以往針對(duì)績(jī)效管理的評(píng)估，往往采用簡(jiǎn)單線性回歸分析的方法，雖計(jì)算簡(jiǎn)易，卻不能體現(xiàn)出各指標(biāo)多維度性、復(fù)雜性的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)，這些方法一般采用簡(jiǎn)易化或降維度的方式處理問(wèn)題，致使評(píng)估結(jié)果精度較低，無(wú)法達(dá)到管理及決策的要求。對(duì)比于傳統(tǒng)的評(píng)估方法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì)未處理過(guò)的樣本，利用其聯(lián)想、適應(yīng)及自變的特性，產(chǎn)生適應(yīng)的輸出結(jié)果，以控制管理系統(tǒng)，且評(píng)估精度也高于一般統(tǒng)計(jì)方法。因此，本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與模糊優(yōu)選相結(jié)合，綜合BP網(wǎng)絡(luò)自學(xué)特性，在訓(xùn)練過(guò)程中不斷調(diào)整權(quán)重，使網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出的結(jié)果更貼近理想值，構(gòu)建更具實(shí)用性的模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型，以評(píng)估建設(shè)工程項(xiàng)目績(jī)效管理的好壞。

1 水利工程績(jī)效管理評(píng)估體系的構(gòu)造

由于水利工程的建設(shè)具有施工復(fù)雜、環(huán)境惡劣、建設(shè)工期長(zhǎng)的問(wèn)題，且處理這些問(wèn)題需工程建設(shè)的施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位及業(yè)主各部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理。每個(gè)大型水利工程項(xiàng)目具有特殊的發(fā)展過(guò)程[2]。本文將水利工程施工建設(shè)劃分為9個(gè)生命周期階段，分別為后評(píng)估、竣工驗(yàn)收、生產(chǎn)準(zhǔn)備、建設(shè)實(shí)施、施工準(zhǔn)備、初步設(shè)計(jì)、可行性報(bào)告、項(xiàng)目建議書、總體規(guī)劃，包括了從設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)施工到竣工運(yùn)營(yíng)的整個(gè)周期。工程管理評(píng)估劃分為項(xiàng)目后評(píng)估、工程進(jìn)度質(zhì)量評(píng)估、投資控制評(píng)估、投資設(shè)計(jì)管理評(píng)估、勘察設(shè)計(jì)評(píng)估5個(gè)部分，即將工程建設(shè)全周期每個(gè)階段的控制重點(diǎn)及工作難點(diǎn)進(jìn)一步分為5個(gè)評(píng)估準(zhǔn)則[3]，構(gòu)建出水利工程績(jī)效管理綜合評(píng)估體系(見表1)。

表1 水利工程績(jī)效管理評(píng)估體系

鑒于績(jī)效管理評(píng)估體系中指標(biāo)的度量單位與方法及指標(biāo)取值范圍均不一致，致使同層指標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)互相對(duì)比[3]。因此，在進(jìn)行績(jī)效管理評(píng)估之前需對(duì)各指標(biāo)的評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將其轉(zhuǎn)化為0～1之間可進(jìn)行比較的無(wú)量綱數(shù)。

2 模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型建立

2.1 基本計(jì)算過(guò)程

構(gòu)建3層模糊BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選系統(tǒng)，該系統(tǒng)有n個(gè)目標(biāo)本征值，即輸入層有n個(gè)節(jié)點(diǎn),輸出層只有一個(gè)單輸出節(jié)點(diǎn)，隱含層有s個(gè)單元系統(tǒng)，見圖1。假設(shè)樣本個(gè)數(shù)為m個(gè)，對(duì)樣本i的輸入為rij，其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m。建模流程如下：

a.輸入層的節(jié)點(diǎn)j直接將信息傳遞到隱含層，即節(jié)點(diǎn)的輸入與輸出相等，有uij=rij。

(1)

(2)

d.采用模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選權(quán)重優(yōu)化模型，輸出層與隱含層的節(jié)點(diǎn)q、k的權(quán)重優(yōu)化量為：

(3)

φ——學(xué)習(xí)效率。

隱含層與輸入層的節(jié)點(diǎn)k、 j的權(quán)重優(yōu)化量為：

(4)

針對(duì)上述模型，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中逆向傳播算法，確定網(wǎng)絡(luò)的鏈接權(quán)重，即求解出單元系統(tǒng)與目標(biāo)的權(quán)重，使期望輸出與實(shí)際輸出誤差值最小。

圖1 模擬BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化績(jī)效管理評(píng)估模型

2.2 模型檢測(cè)及訓(xùn)練

訓(xùn)練樣本取前14組樣本的數(shù)據(jù)，輸入節(jié)點(diǎn)取評(píng)估指標(biāo)體系中經(jīng)無(wú)量綱化處理過(guò)的指標(biāo)值，出入期望值取與之相對(duì)應(yīng)的由專家組評(píng)分確定的績(jī)效管理評(píng)估值。經(jīng)過(guò)7個(gè)訓(xùn)練周期，BP網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了已設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)誤差，見圖2。

圖2 訓(xùn)練均方誤差曲線

將樣本中的15～17樣本數(shù)據(jù)作為檢測(cè)樣本。將檢測(cè)數(shù)據(jù)中的指標(biāo)值數(shù)據(jù)和與之對(duì)應(yīng)的由專家打分而定的績(jī)效管理評(píng)估值作為檢測(cè)模型的輸出結(jié)果與輸入節(jié)點(diǎn)對(duì)照值，結(jié)果見表2。分析表2，可得運(yùn)用該模型進(jìn)行績(jī)效管理評(píng)估得到的結(jié)果與實(shí)際工程績(jī)效管理評(píng)估結(jié)果相同，其期望輸出與實(shí)際輸出值大小幾乎相同，且相對(duì)誤差較小，結(jié)果滿足要求。故表明該模型運(yùn)用到水利工程績(jī)效管理的評(píng)估中是可行的，且該模型可運(yùn)用到實(shí)證的研究與應(yīng)用中。

表2 期望與訓(xùn)練對(duì)比

3 模型實(shí)例應(yīng)用

以東深供水改造工程為模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型實(shí)證應(yīng)用實(shí)例。該工程全長(zhǎng)52.6m，供水保證率98%，設(shè)計(jì)年總供水量25×108m3。在工程質(zhì)量方面，單元工程、分部工程及單位工程的優(yōu)良率分別為95%、100%、96%，工程外觀的質(zhì)量得分率也為94%。在安全方面，該工程施工及運(yùn)營(yíng)期間未發(fā)生一起安全責(zé)任傷亡事故。同時(shí)，征地移民安置工作質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且投資預(yù)算也在概算標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。此外，對(duì)于環(huán)境方面，治理水土流失的程度也達(dá)到96%。工程節(jié)約成本率及工期提前率分別為15%、10%，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同種類型項(xiàng)目的均值。

表3 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

4 結(jié) 語(yǔ)

a.本文在綜合分析水利工程績(jī)效管理評(píng)估特點(diǎn)及內(nèi)容基礎(chǔ)上，構(gòu)建了水利工程績(jī)效管理綜合評(píng)估體系。對(duì)比傳統(tǒng)項(xiàng)目評(píng)估方法，本文選用的評(píng)估指標(biāo)涵蓋了更全面的項(xiàng)目因素，具有更明確的方向，更加適于工程項(xiàng)目的作業(yè)環(huán)境，為類似工程項(xiàng)目管理的評(píng)估工作提供了一定的借鑒。此外，針對(duì)不同類別的工程項(xiàng)目及其評(píng)估工作，應(yīng)考慮具體的工程項(xiàng)目特點(diǎn)和內(nèi)容對(duì)評(píng)估指標(biāo)有所取舍與側(cè)重，從而保障指標(biāo)體系更貼近實(shí)際評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

b.本文構(gòu)建模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選評(píng)估模型，探索建立了相對(duì)完備的水利工程績(jī)效管理評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)估指標(biāo)體系，可為類似工程績(jī)效管理與評(píng)估提供有益借鑒。

[1] 方國(guó)華,高玉琴,談為雄,等.水利工程管理現(xiàn)代化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].水利水電科技進(jìn)展,2013(3):39-44.

[2] 張宗超.項(xiàng)目績(jī)效評(píng)價(jià)模型在水利工程項(xiàng)目監(jiān)理中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2013(1):19-20.

[3] 高玉琴,方國(guó)華,黃顯峰.基于粗糙集的水利工程管理現(xiàn)代化評(píng)價(jià)權(quán)重確定[J].水電能源科學(xué),2011(2):112-114.

[4] 廖錦慧.關(guān)于水利工程建設(shè)項(xiàng)目管理績(jī)效考核的思考[J].水利建設(shè)與管理,2010(11):45-46，52.

Application of fuzzy BP network optimization model in the evaluation of water conservancy project performance management assessment

LIU Lingshan

(PanjinHehaiCivilEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Panjin124010,China)

Water conservancy project performance management covers a variety of control factors as the core of the management system. In the paper, the present situation of water conservancy engineering objective management in China is regarded as a starting point. Project management whole-life cycle is regarded as system to divide performance management influence factors and measurement indexes. The performance management evaluation index system of water conservancy project is established on the basis of taking into account indexes quantitative and qualitative feature. Fuzzy BP network optimization model based on neural network and fuzzy optimization theory is explored and constructed. Application examples show that the model is applied to performance management evaluation of water conservancy project with stronger applicability. The study can provide decision-making basis for performance management evaluation in similar projects.

performance management; water conservancy project; neural network; fuzzy optimization

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.01.020

TV512

A

1005-4774(2017)01- 0074- 04