基于人工智能的裝配式建筑工程快速估價模型研究

摘要：隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，裝配式建筑因其高效、環(huán)保等優(yōu)勢備受矚目。研究旨在探索人工智能在這一領(lǐng)域中的應(yīng)用，以期提高工程估價的準確性和效率。通過對裝配式建筑的基本概念和特點進行梳理，強調(diào)其在建筑行業(yè)中的重要地位，回顧了人工智能在建筑工程中的廣泛應(yīng)用，展示了其強大的數(shù)據(jù)處理和模式識別能力，為快速估價提供了新的可能。核心部分是研究并開發(fā)了一種基于人工智能的裝配式建筑工程快速估價模型。該模型利用機器學(xué)習(xí)算法，結(jié)合裝配式建筑的特性和工程造價數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一套能夠快速、準確評估工程成本的框架，模型通過學(xué)習(xí)歷史項目的造價數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵影響因素，形成預(yù)測模型，進而實現(xiàn)對新項目成本的預(yù)估。

關(guān)鍵詞：人工智能裝配式建筑快速估價模型智能建造

中圖分類號：TU723.3

ResearchonaRapidValuationModelforPrefabricatedBuildingEngineeringBasedonArtificialIntelligence

TIANXinni

HunanVocationalCollegeofEngineering，Changsha，Hu’nanProvince，410000China

Abstract：Withthecontinuousdevelopmentoftheconstructionindustry，prefabricatedbuildingshaveattractedmuchattentionduetotheir?;advantagessuchashighefficiencyandenvironmentalprotection.TheresearchaimstoexploretheapplicationofArtificialIntelligence（AI）inthisfield，inordertoimprovetheaccuracyandefficiencyofengineeringvaluation.Bysortingoutthebasicconceptsandcharacteristicsofprefabricatedbuildings，thearticleemphasizestheirimportantpositionintheconstructionindustry，reviewsthewidespreadapplicationofAIinconstructionengineering，demonstratesitspowerfuldataprocessingandpatternrecognitioncapabilities，andprovidesnewpossibilitiesforrapidvaluation.ThecorepartistheresearchanddevelopmentofanAI-basedrapidvaluationmodelforprefabricatedconstructionprojects.Thismodelutilizesmachinelearningalgorithms，combinedwiththecharacteristicsofprefabricatedbuildingsandengineeringcostdata，toconstructaframeworkthatcanquicklyandaccuratelyevaluateengineeringcosts.Bylearningcostdatafromhistoricalprojects，themodelextractskeyinfluencingfactors，formsapredictivemodel，andachievescostestimationfornewprojects.

KeyWords：ArtificialIntelligence;Prefabricatedbuildings;Rapidvaluationmodel;Intelligentconstruction

隨著全球化與科技的不斷發(fā)展，建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要支柱，正經(jīng)歷著深刻變革。在這一變革中，裝配式建筑以其顯著的環(huán)保、高效和質(zhì)量優(yōu)勢，日益成為行業(yè)的新寵。然而，傳統(tǒng)的工程估價方法在面對日益復(fù)雜和龐大的項目時，其精度和效率的局限性日益凸顯。在這種背景下，人工智能（ArtificialIntelligence，AI）的崛起為建筑行業(yè)帶來了新的可能性，尤其是在工程估價領(lǐng)域，能夠處理大量數(shù)據(jù)，識別復(fù)雜模式，從而實現(xiàn)快速、準確的成本評估，有效提升行業(yè)生產(chǎn)力。聚焦于人工智能在裝配式建筑工程快速估價中的應(yīng)用，旨在通過開發(fā)一種基于AI的創(chuàng)新估價模型，解決傳統(tǒng)估價方法的不足，為建筑業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供新的工具。因此，首先，審視了裝配式建筑的興起背景，闡述在行業(yè)中的戰(zhàn)略地位，以及對于提升建筑效率和可持續(xù)性的重要意義。其次，筆者回顧了人工智能在建筑工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，強調(diào)其在數(shù)據(jù)處理和模式識別方面的強大力量，展現(xiàn)其在工程估價中的潛在價值。

1裝配式建筑工程概述

1.1裝配式建筑技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

進入21世紀，隨著科技的進步和環(huán)保理念的提升，裝配式建筑再次受到全球關(guān)注。以歐洲為例，丹麥、瑞典和德國等國家大力發(fā)展預(yù)制木結(jié)構(gòu)，推動了綠色建筑的發(fā)展。2016年，我國發(fā)布了《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，使得裝配式建筑被正式確定為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。2020年，我國更是發(fā)布了《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了裝配式建筑在智能建造中的核心地位，推動了行業(yè)的快速發(fā)展。這一時期，建筑信息模型（BuildingInformationModeling）技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和AI技術(shù)等方面的融合應(yīng)用，極大地提升了裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)和施工效率[1]。

目前，裝配式建筑已經(jīng)涵蓋了住宅、商業(yè)、公共設(shè)施等眾多領(lǐng)域，形成了包括設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維在內(nèi)的一體化產(chǎn)業(yè)鏈。其中，智能化設(shè)計系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)流水線、精確的物流配送和高效的現(xiàn)場裝配技術(shù)，都成為現(xiàn)代裝配式建筑不可或缺的組成部分。然而，盡管取得了顯著進步，裝配式建筑仍面臨標準化設(shè)計、供應(yīng)鏈協(xié)同、數(shù)據(jù)集成以及法規(guī)政策完善等挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)的解決將推動裝配式建筑向集成化、精細化、智能化和最優(yōu)化的方向邁進，從而實現(xiàn)“無人建造”的可能性，為建筑業(yè)帶來深度變革。

裝配式建筑的成功實施依賴于各個環(huán)節(jié)的緊密配合，包括設(shè)計、生產(chǎn)、運輸和現(xiàn)場裝配。傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理模式在面對快速變化的市場需求時顯得捉襟見肘，因此，亟需通過數(shù)字化手段提升供應(yīng)鏈的靈活性和響應(yīng)速度。例如，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈各方信息的透明共享，確保材料來源的可追溯性，同時減少信息不對稱帶來的風(fēng)險。數(shù)據(jù)集成問題同樣不可忽視。裝配式建筑涉及多種數(shù)據(jù)來源，包括設(shè)計數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)和運維數(shù)據(jù)等。如何有效整合這些數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)跨部門、跨環(huán)節(jié)的信息共享，是提升管理效率的關(guān)鍵。

1.2國內(nèi)外裝配式建筑工程的應(yīng)用案例分析

國內(nèi)外的裝配式建筑工程應(yīng)用案例豐富多樣，充分展示了這一技術(shù)在提高效率、降低成本和提升質(zhì)量方面的顯著優(yōu)勢。在歐洲，瑞典的BoKlok公司是預(yù)制木結(jié)構(gòu)的代表，其采用模塊化設(shè)計和工業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)住宅的快速裝配，大大縮短了施工周期，同時也減少了建筑廢棄物[2]。在荷蘭，HabitatGroup的預(yù)制混凝土模塊化建筑技術(shù)，將設(shè)計、生產(chǎn)、運輸和安裝環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，實現(xiàn)了建筑的高效建造，且能源效率顯著優(yōu)于傳統(tǒng)建筑。在中國，上海的“綠建”工程是裝配式建筑的典范，其利用BIM技術(shù)進行設(shè)計優(yōu)化，同時通過自動化生產(chǎn)線進行構(gòu)件生產(chǎn)，實現(xiàn)了住宅的高效裝配。南京的“未來城”項目則是中國大型公共設(shè)施裝配化的成功案例，該建筑采用鋼結(jié)構(gòu)裝配，通過精確的BIM模型指導(dǎo)施工，確保了項目按期完成，且工程質(zhì)量穩(wěn)定。此外，深圳市的保障性住房項目也廣泛采用了裝配式技術(shù)，大幅度減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，提高了施工效率，有助于解決城市住房緊張問題。

2AI技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

2.1AI技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的基本原理

AI技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，主要基于其強大的數(shù)據(jù)處理能力和模式識別優(yōu)勢，為傳統(tǒng)建筑業(yè)帶來了革命性的變化。AI技術(shù)的核心原理主要涉及機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析，這些技術(shù)共同驅(qū)動著工程估價的智能化進程[3]。機器學(xué)習(xí)是AI的一個重要分支，使計算機能夠在沒有明確編程的情況下，通過經(jīng)驗學(xué)習(xí)來改善其性能。在建筑工程中，機器學(xué)習(xí)算法被用來處理歷史造價數(shù)據(jù)，識別影響成本的關(guān)鍵因素，如材料價格、工程復(fù)雜性、施工方法等。通過學(xué)習(xí)這些數(shù)據(jù)，模型能夠逐漸理解成本估算的規(guī)律，從而對新項目的成本進行預(yù)測。深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一個子集，它模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作方式，通過多層非線性處理單元來解決復(fù)雜問題。在工程估價中，深度學(xué)習(xí)模型，如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DeepNeuralNetworks，DNN）或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ConvolutionalNeuralNetwork，CNN），可以處理大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，進行模式識別，以更準確地估算成本[4]。例如：通過分析項目圖紙和設(shè)計參數(shù)，深度學(xué)習(xí)模型可以識別出可能影響成本的隱藏關(guān)系，如不同建筑模塊的組合方式對成本的影響。數(shù)據(jù)分析是AI技術(shù)在工程估價中的另一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它涉及對大量的工程數(shù)據(jù)進行整理、清洗、統(tǒng)計分析，以及模式挖掘，以發(fā)現(xiàn)潛在的關(guān)聯(lián)性和趨勢。

2.2AI在建筑工程快速估價中的具體應(yīng)用

在建筑工程快速估價中，AI的運用已經(jīng)成為一種革新性的方法，它通過機器學(xué)習(xí)算法對歷史數(shù)據(jù)進行深度挖掘，以識別關(guān)鍵影響因素，并構(gòu)建預(yù)測模型[5]。在裝配式建筑領(lǐng)域，這種技術(shù)的應(yīng)用尤為顯著，能夠快速、準確地估算項目成本，顯著提升工程管理的效率和決策質(zhì)量。傳統(tǒng)的工程估價方法通常依賴于人工經(jīng)驗、規(guī)則庫或統(tǒng)計模型，這些方法在面對大量復(fù)雜數(shù)據(jù)時，往往效率低下且容易產(chǎn)生誤差。而AI則通過自動化處理數(shù)據(jù)，利用算法模型去揭示隱藏在數(shù)據(jù)背后的模式，從而提高估價的精度[6]。例如：基于機器學(xué)習(xí)的回歸分析可以找出歷史項目數(shù)據(jù)中與成本最相關(guān)的因素，如構(gòu)件類型、預(yù)制程度、施工方法等，進而構(gòu)建出一個預(yù)測新項目成本的數(shù)學(xué)模型。

基于機器學(xué)習(xí)的回歸分析能夠識別出與成本相關(guān)的重要因素。例如，構(gòu)件類型、預(yù)制程度、施工方法以及材料的市場價格等都可能對最終成本產(chǎn)生顯著影響。通過構(gòu)建一個預(yù)測模型，AI能夠在輸入相關(guān)數(shù)據(jù)后，快速生成新的成本估算。這種方法相比傳統(tǒng)的人工估算，不僅速度更快，而且準確性更高，能夠有效減少因人為因素導(dǎo)致的誤差。此外，AI在建筑工程快速估價中的應(yīng)用還體現(xiàn)在其自我學(xué)習(xí)的能力上。隨著項目數(shù)據(jù)的不斷積累，AI模型能夠不斷優(yōu)化自身的算法，提升預(yù)測的準確性和可靠性。這種自我迭代的特性使得AI能夠適應(yīng)不同項目的需求，提供更加個性化的估算服務(wù)。AI在建筑工程快速估價中的應(yīng)用，不僅提高了效率和準確性，還為工程管理提供了新的思路和方法。在未來的發(fā)展中，繼續(xù)探索和研究AI技術(shù)在建筑行業(yè)的深度應(yīng)用，將為實現(xiàn)智慧建筑和可持續(xù)發(fā)展目標提供強有力的支持。

3結(jié)語

隨著建筑業(yè)的現(xiàn)代化進程加速，裝配式建筑作為一種高效、環(huán)保的建造方式，正在全球范圍內(nèi)推動行業(yè)變革，聚焦于人工智能在裝配式建筑工程快速估價中的應(yīng)用，通過開發(fā)一種基于機器學(xué)習(xí)的估價模型，旨在解決傳統(tǒng)估價方法的局限性，為建筑業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提供創(chuàng)新工具。本文首先對裝配式建筑的基本概念、發(fā)展趨勢和國內(nèi)外應(yīng)用案例進行了詳盡探討，展示了其在提高建筑效率和可持續(xù)性上的重要性。深入分析了人工智能在工程估價領(lǐng)域的基本原理和具體應(yīng)用，為構(gòu)建快速估價模型提供了理論基礎(chǔ)?；谌斯ぶ悄艿难b配式建筑工程快速估價模型不僅將繼續(xù)提升工程估價的精度和效率，還將為建筑行業(yè)的決策者提供更全面、更精確的信息支持，有助于優(yōu)化資源配置，降低工程風(fēng)險。

隨著模型的不斷優(yōu)化和集成，能夠更廣泛地應(yīng)用于住宅、商業(yè)和公共設(shè)施等不同類型的項目，推動建筑業(yè)向更高效、更綠色的方向發(fā)展。隨著我國對智能建造和建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的推進，以及全球范圍內(nèi)對可持續(xù)建筑的日益關(guān)注，本文提出的模型將在推動裝配式建筑領(lǐng)域的科技進步和工程管理現(xiàn)代化方面發(fā)揮重要作用。以此為契機，將繼續(xù)深化模型研究，探索其在更多復(fù)雜場景下的應(yīng)用，同時強化模型在應(yīng)對數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)和政策變化中的適應(yīng)性，以期為實現(xiàn)建筑業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型做出更多貢獻。

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