基于人工智能技術(shù)的建筑工程造價(jià)估算研究

楊娥+謝佳元

摘要：在建筑工程管理中最重要的就是建筑工程造價(jià)估算，在建筑工程的前期階段，建筑工程項(xiàng)目造價(jià)估算是必不可少的關(guān)鍵部分。由于建筑工程項(xiàng)目受到很多方面因素的制約，所以建筑工程項(xiàng)目的造價(jià)估算的準(zhǔn)確性也受到相應(yīng)的影響。人工智能技術(shù)在建筑工程造價(jià)估算中的應(yīng)用，可以提高建筑工程造價(jià)估算的準(zhǔn)確率。本文對(duì)建筑工程造價(jià)估算的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，對(duì)基于人工智能技術(shù)的建筑工程造價(jià)估算進(jìn)行了研究。

Abstract： The most important part in construction management is the estimation of construction cost. In the early stage of construction， the cost estimation of construction projects is an essential part. As the construction project is subject to many factors， the accuracy of the cost estimate of the construction project is also affected accordingly. Application of artificial intelligence technology in estimation of construction costs can raise the accuracy of estimation of construction costs. In this paper， the research status of construction cost estimation is analyzed， the application of artificial intelligence technology is studied， and the estimation of construction cost based on artificial intelligence technology is studied.

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；建筑工程管理；造價(jià)估算；工程造價(jià)；遺傳算法

Key words： artificial intelligence technology；construction project management；cost estimation；construction cost；genetic algorithm

中圖分類(lèi)號(hào)：TU723.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）04-0057-02

0 引言

建筑工程中建筑工程的造價(jià)估算是非常重要的部門(mén)，準(zhǔn)確的建筑工程造價(jià)估算可以提高建筑工程項(xiàng)目成本費(fèi)用預(yù)算的準(zhǔn)確度，傳統(tǒng)的建筑工程造價(jià)估算主要是以手工估算的方式為主，在對(duì)工程項(xiàng)目的預(yù)算過(guò)程中準(zhǔn)確度低，對(duì)數(shù)據(jù)的估算容易造成很大的誤差，這樣會(huì)導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)損失的情況發(fā)生。在建筑工程造價(jià)估算中人工智能技術(shù)的應(yīng)用，可以采用科學(xué)的計(jì)算方法來(lái)對(duì)建筑工程項(xiàng)目造價(jià)成本進(jìn)行估算，可以提高建筑工程項(xiàng)目造價(jià)估算的準(zhǔn)確度。

1 人工智能技術(shù)分析

1.1 人工智能技術(shù)概念

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在人們的工作和生活領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為人類(lèi)智能活動(dòng)的主要工具，取代人類(lèi)手工生產(chǎn)方式已經(jīng)成為了一種科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用促進(jìn)了人類(lèi)智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能是人類(lèi)智能的行為，依據(jù)人類(lèi)智能生活發(fā)展的規(guī)律，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)運(yùn)行特定的程序代碼，完成人類(lèi)的任務(wù)活動(dòng)的行為。人們使用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立人工智能系統(tǒng)，幫助人們實(shí)現(xiàn)某種特定的行為。人類(lèi)智能技術(shù)就是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)來(lái)對(duì)人類(lèi)的智能行為進(jìn)行模擬。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能化系統(tǒng)在建筑工程造價(jià)估算中也得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)人工智能技術(shù)對(duì)建筑工程項(xiàng)目的造價(jià)進(jìn)行管理，對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)督，使用科學(xué)方法來(lái)提高建筑工程造價(jià)估算的準(zhǔn)確度。

1.2 人工智能技術(shù)的特點(diǎn)

人工智能技術(shù)最基本的特點(diǎn)就是具有感知能力，感知能力是人工智能系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)采用計(jì)算機(jī)作為主要設(shè)備，計(jì)算機(jī)具有記憶的功能，人工智能技術(shù)的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)思維功能和記憶功能的對(duì)接。人工智能技術(shù)具有學(xué)習(xí)功能的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)能力是適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必備的能力，強(qiáng)調(diào)知識(shí)在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有主導(dǎo)的地位。人工智能技術(shù)的中央處理系統(tǒng)比較類(lèi)似與人類(lèi)的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，人工智能技術(shù)有和人類(lèi)比較類(lèi)似的反映能力，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能化。

2 建筑工程造價(jià)研究現(xiàn)狀分析

2.1 建筑工程造價(jià)的定義及特點(diǎn)分析

在建筑工程項(xiàng)目的準(zhǔn)備過(guò)程中，建筑工程造價(jià)估算是必須的步驟，建筑工程項(xiàng)目造價(jià)是對(duì)建筑工程項(xiàng)目的建造價(jià)格進(jìn)行預(yù)算，工程項(xiàng)目的建造價(jià)格包括整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目費(fèi)用支出預(yù)算和對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目消耗資源的費(fèi)用的預(yù)算。建筑工程造價(jià)項(xiàng)目資金耗費(fèi)大，建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)是非常大的工程，在這個(gè)系統(tǒng)工程中包括采購(gòu)材料、建筑工作人員的職位安排和整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的頂層設(shè)計(jì)等等，我們需要對(duì)這些所有的工程的物資成本進(jìn)行高達(dá)幾億資金的預(yù)算。建筑工程項(xiàng)目主要的制約因素就是巨大的物資資金成本。建筑工程項(xiàng)目在不同的領(lǐng)域具有不同的項(xiàng)目特點(diǎn)，由于建筑工程項(xiàng)目的目標(biāo)效益不同導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目造價(jià)的區(qū)別性很大。在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中需要投入很多的時(shí)間成本，建筑工程造價(jià)的隱性因素就是工程項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)間成本，如果建筑工程的施工時(shí)間越長(zhǎng)，那么建筑工程項(xiàng)目所消耗的時(shí)間就越多，這樣就會(huì)導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目受動(dòng)態(tài)因素的影響變大。建筑工程項(xiàng)目具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，工程項(xiàng)目造價(jià)是由很多的小的子造價(jià)系統(tǒng)構(gòu)成，工程項(xiàng)目造價(jià)系統(tǒng)層次感分明。endprint

2.2 影響建筑工程造價(jià)估算的因素及特征變量分析

建筑工程造價(jià)受到的影響因素很多，建筑工程項(xiàng)目的頂層設(shè)計(jì)因素和建筑工程項(xiàng)目施工工作人員的技能水平這些都是影響建筑工程造價(jià)的人為因素。工程項(xiàng)目的變更、國(guó)家政策的調(diào)控和自然影響的因素這些都是影響建筑工程造價(jià)的客觀(guān)因素。在建筑工程造價(jià)中受到的影響因素非常多，任何一個(gè)因素都在預(yù)算的過(guò)程中都不可以被遺漏，如果在造價(jià)估算的過(guò)程中某一個(gè)影響的因素沒(méi)有被計(jì)算進(jìn)來(lái)，那么整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的造價(jià)都會(huì)受到影響，估算的準(zhǔn)確度也就降低了。在建筑施工過(guò)程中，建筑物層數(shù)和建筑面積的增加都會(huì)影響建筑工程項(xiàng)目的費(fèi)用支出，還有在建造過(guò)程中采購(gòu)的材料的變化和施工人員開(kāi)支的變化等都會(huì)影響建筑工程造價(jià)估算的精確度。所以在建筑工程造價(jià)估算過(guò)程中對(duì)動(dòng)態(tài)的影響因素的變化都要考慮進(jìn)來(lái)。把勞動(dòng)生產(chǎn)率等引入到工程項(xiàng)目的造價(jià)估算中來(lái)，這樣可以把施工項(xiàng)目的技術(shù)和管理水平很好的反饋出來(lái)。在人工智能化的建筑工程造價(jià)估算系統(tǒng)中，我們要把影響工程項(xiàng)目造價(jià)的人為因素、客觀(guān)因素以及動(dòng)態(tài)變化的因素都作為參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，保證建筑工程項(xiàng)目最終造價(jià)估算的準(zhǔn)確性。

3 人工智能技術(shù)在建筑工程造價(jià)估算中的應(yīng)用研究

在建筑工程造價(jià)估算中人工智能技術(shù)具有很強(qiáng)的功能，人工智能技術(shù)可以對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，人工智能技術(shù)在自我組織性功能和自我學(xué)習(xí)功能方面也具有很大的優(yōu)勢(shì)。在人工智能系統(tǒng)中把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法做好很好的融合，人工智能技術(shù)中的遺傳算法和傳統(tǒng)的算法相比，具有獨(dú)特的功能，滿(mǎn)足建筑工程造價(jià)估算算法的需要，提高了工程項(xiàng)目造價(jià)估算的準(zhǔn)確率。

3.1 基于人工智能技術(shù)的建筑工程造價(jià)估算模型建立

BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種常用的反向傳播網(wǎng)絡(luò)，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入輸出層和隱藏層。在模型中的每一層的里面都有很多個(gè)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)代表神經(jīng)元。在BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的每一層內(nèi)，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不相互連接，在相鄰的層與層之間節(jié)點(diǎn)之間是相互連接的。信息在輸入層進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，在系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)層之間是單向傳播的，通過(guò)模型內(nèi)部的各個(gè)層之后從輸出層離開(kāi)系統(tǒng)。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。

在BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，每一層與層之間的節(jié)點(diǎn)時(shí)完全連接的，層與層之間的神經(jīng)元按照二權(quán)連接的方式實(shí)現(xiàn)連接，在單獨(dú)層的神經(jīng)元與神經(jīng)元之間沒(méi)有連接。BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程包括正向和反向兩種傳播方式。正向傳播輸出的誤差值與預(yù)期的精度值相比，如果誤差值小于設(shè)定的精度值，那么我們可以對(duì)各層神經(jīng)元的權(quán)值沿著誤差值的反向梯度進(jìn)行修改，這樣可以減小誤差值，反復(fù)進(jìn)行操作，如果網(wǎng)絡(luò)中的全局誤差比設(shè)定的值大了，那么我們就停止上述操作。

3.2 遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有效融合研究

把遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效的融合，遺傳算法具有全局搜索的能力，這是遺傳算法最大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的優(yōu)化，最主要的是結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以為遺傳算法提供有效的輔助作用，遺傳算法的建立我們可以在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上。遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)進(jìn)行優(yōu)化，遺傳算法可以?xún)?yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值中對(duì)相應(yīng)的函數(shù)，調(diào)整先關(guān)的數(shù)據(jù)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更好的連接權(quán)。工程項(xiàng)目估算系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都包含在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值中。自動(dòng)設(shè)計(jì)方式是遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種融合方式，自動(dòng)設(shè)計(jì)方式效率高，可以通過(guò)遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，這樣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的消極因素也就降低了，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供的神經(jīng)性能的算法也是遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種融合方式，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的算法工具采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遺傳算法的收斂性的改變。遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)進(jìn)行有效的優(yōu)化，可以保證遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行很好的融合。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)權(quán)值訓(xùn)練是通過(guò)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整數(shù)據(jù)分析，查找出最優(yōu)化的連接權(quán)。但是在一般情況的權(quán)值訓(xùn)練中，由于受多種方面的因素影響，參數(shù)在選擇上容易出現(xiàn)問(wèn)題，權(quán)值的訓(xùn)練時(shí)間會(huì)被延遲，造成收斂效率變低，整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生震蕩的現(xiàn)象，工程項(xiàng)目估算的值準(zhǔn)確度會(huì)受到影響，極值會(huì)出現(xiàn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)局部位置。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)的優(yōu)化我們通過(guò)遺傳算法的方式進(jìn)行計(jì)算，保證權(quán)值與連接權(quán)相對(duì)應(yīng)，把樣本函數(shù)的誤差降到最低，提高權(quán)值的準(zhǔn)確度，保證整個(gè)權(quán)值訓(xùn)練的順利進(jìn)行。

4 總結(jié)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用是建筑工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。在人工智能技術(shù)中計(jì)算機(jī)技術(shù)作為重要的技術(shù)保障，基于人工智能技術(shù)的在建筑工程造價(jià)估算研中的應(yīng)用具有非常重要的意義，人工智能技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)估算的準(zhǔn)確率，提高建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

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