基于自適應粒子群的新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法

摘要：由于現(xiàn)有的工程造價估算方法對造價數(shù)據(jù)分類準確率低、工程造價估算誤差較大，影響發(fā)電工程項目的開展，因此文章設計了基于自適應粒子群的新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法。提取發(fā)電項目工程造價動態(tài)增益特征，確定造價動態(tài)變量的貢獻價值，再利用自適應粒子群算法，調(diào)整發(fā)電項目造價慣性權(quán)重，構(gòu)建出工程造價動態(tài)估算模型，實現(xiàn)了發(fā)電工程造價動態(tài)化估算。采用對比實驗的方式，驗證了該估算方法的估算誤差較小，能夠應用于實際生活中。

關(guān)鍵詞：自適應粒子群；新能源；發(fā)電項目；工程造價；動態(tài)化；估算方法

中圖法分類號：TU723文獻標識碼：A

Dynamic estimation method of engineering cost of new energy powergeneration project based on adaptive particle swarm

HE Qiyao

（China Power Construction New Energy Group Co.，Ltd.，QinghaiBranch，Xining 810000，China）

Abstract：Due to the low classification accuracy of cost data in the existing project cost estimation methods，the project cost estimation error is large， which affects the development of power generation projects.Therefore，this paper designs a new energy power generation project cost dynamic estimation method based on adaptive particle swarm optimization. We extract the dynamic gain characteristics of the power generation project cost，determine the contribution value of the dynamic cost variable，and then adjust the inertia weight of the power generation project cost by using the adaptive particle swarm optimization algorithm， establish the dynamic estimation model of the power generation project cost，and realize the dynamic estimation of the power generation project cost.Through comparative experiments，it is proved that the estimation error of this method is small，and it can be used in real life.

Key words： adaptive particle swarm， new energy， power generation projects， project cost， dynamic estimation method

1 引言

新能源發(fā)電是人們獲得電能的重要方式，在電能市場定價的過程中，工程造價估算扮演著重要的角色，對于工程后續(xù)決策至關(guān)重要。為了解決發(fā)電工程造價估算的問題，避免項目工程受到定額價格決策的影響，有研究人員針對項目工程的造價估算方法進行了研究。有研究人員利用 BIM 三維模型設計了一種工程造價的快速估算方法—利用 BIM 模型，構(gòu)建出發(fā)電項目工程等效線性模型，通過分析模型，找出造價信息的屬性特征，進而合理分配數(shù)據(jù)并估算出合理的工程造價[1]。還有研究人員通過灰色系統(tǒng)法估算工程造價—通過灰色系統(tǒng)理論，建立工程造價估算模型，使估算過程更加簡單，進而提高工程造價的估算精準度[2]。但是，兩種方法在實際估算的過程中，目的性較強，忽略了工程造價中可能出現(xiàn)的動態(tài)變化，對造價數(shù)據(jù)分類準確率較低，增加了估算誤差，影響工程后續(xù)施工與決策[3]。自適應粒子群算法是在追尋最優(yōu)解的過程中，找到全局最優(yōu)，省略了大部分的計算步驟，能夠快速得到想要的數(shù)據(jù)[4]。因此，本文利用自適應粒子群算法，設計了新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法。

2 基于自適應粒子群的發(fā)電工程造價動態(tài)估算方法設計

2.1 提取發(fā)電項目工程造價動態(tài)增益特征

信息增益是常用的信息度量，是特征選擇的評價函數(shù)。本文主要對工程造價的動態(tài)增益特征進行提取，找出工程中出現(xiàn)的隨機變量，并減少不確定度對估算結(jié)果的影響[5]。本文假設發(fā)電項目工程相關(guān)數(shù)據(jù)的隨機變量為 S，S 的取值包括（S1，S2，…，Sn ），則 S 的信息熵定義為：

V（S）＝－∑ki logkm????????????? （1）

式（1）中，V（ S）為變量 S 的信息熵定義式；ki 為變量出現(xiàn)的概率；km 為隨機變量分布范圍。V（S）值越小，變量 S 分布范圍越不均勻，變量存在的不確定性越小，工程造價動態(tài)估算誤差越大。動態(tài)增益特征的好壞，主要與工程數(shù)據(jù)的冗余度有關(guān)，如果 S1與 S2是相互獨立的，則增益特征為0[6]。本文利用信息熵，確定變量增益特征的冗余度，公式如下：

式（2）中，V（S1，S2）為變量 S 1與 S2的冗余度。V（S1， S2）的值越大，則增益特征代表的 S 1與 S2變量對動態(tài)估算的貢獻越大，估算精準度隨之提升。

2.2 基于自適應粒子群算法構(gòu)建工程造價動態(tài)估算模型

慣性權(quán)重的選取對粒子群算法的影響較大，本文在提取出動態(tài)增益特征的基礎上，調(diào)整了發(fā)電項目造價慣性權(quán)重，有效地平衡粒子群算法局部最優(yōu)與全局最優(yōu)的關(guān)系[7]。本文選定一個進化狀態(tài)因子，得出的慣性權(quán)重如下：

式（3）和式（4）中，ε為進化狀態(tài)因子；x 為當前迭代次數(shù)；X 為進化狀態(tài)因子能夠承受的最大迭代次數(shù)；f（ε）為進化狀態(tài)因子經(jīng)過調(diào)整之后的慣性權(quán)重；f（ k i ）為第i個粒子所對應的適應度函數(shù)值；N為粒子群規(guī)模。經(jīng)過調(diào)整之后的慣性權(quán)重有效地避免了粒子的早熟，使工程造價估算過程更加便捷。本文將進化狀態(tài)因子、數(shù)據(jù)迭代次數(shù)、調(diào)整后的慣性權(quán)重作為估算模型參數(shù)，由此構(gòu)建的估算模型表達式如下：

式（5）、式（6）、式（7）中，Xn＋1為工程造價數(shù)據(jù)經(jīng)過的第 n＋1次迭代；Xn－1為工程造價數(shù)據(jù)經(jīng)過的第 n ?1次迭代；m、n、a 均為常數(shù)；f（ S）為模型的適應度函數(shù)；I 為發(fā)電電流數(shù)據(jù)的適應度值；V （ S 1，I），V （ S2，I）， V（Sn ，I）為變量 S 1，S2，Sn 的適應度值；ιk 為估算模型表達式；b 1為最佳適應度；b2為平均適應度；P 為粒子最優(yōu)位置。ιk 與實際造價越相近，估算誤差越小，工程后續(xù)決策越精準。

3 實驗

為了驗證本文設計的估算方法是否具有實用價值，本文對上述方法進行了實驗。實驗結(jié)果以文獻[1]估算方法、文獻[2]估算方法，與本文設計的基于自適應粒子群的新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法進行對比的形式呈現(xiàn)。

3.1 實驗過程

本文在進行實驗之前，利用自適應粒子群算法的優(yōu)勢，在數(shù)據(jù)集 Vowel 中，選取多個發(fā)電項目工程造價數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分門別類，使數(shù)據(jù)適應性更強。工程造價動態(tài)估算優(yōu)勢如圖1所示。

如圖1所示，文獻[1]估算方法，工程造價的動態(tài)特征分類準確率在0～88％范圍內(nèi)，準確率可以滿足動態(tài)分類的基本需求。在迭代次數(shù)為75次之后，準確率穩(wěn)定在88％左右。因此，文獻[1]估算方法仍存在一定的不確定性因素，影響估算結(jié)果。在文獻[2]估算方法中，工程造價的動態(tài)特征分類準確率在0～90％范圍內(nèi)，準確率相比于文獻[1]稍高，在迭代次數(shù)為70次之后，穩(wěn)定在90％左右。因此，文獻[2]估算方法同樣存在較多的不確定性因素。而在本文設計的估算方法中，通過自適應粒子群算法，使估算數(shù)據(jù)提前適應，進而減少迭代次數(shù)，在60次迭代之后趨于穩(wěn)定，動態(tài)特征分類準確率無限趨近于100％，準確率相較于文獻[1]與文獻[2]更高，可以為工程后續(xù)施工設計提供參考。

3.2 實驗結(jié)果

在上述實驗條件下，本文選取了太陽能、風能、水能、地熱能、波浪能、洋流能、潮汐能、核能等新能源發(fā)電項目，其實際造價不同。本文在工程實際造價一致的條件下，將文獻[1]估算方法得出的發(fā)電項目工程造價、文獻[2]估算方法得出的發(fā)電項目工程造價，與本文設計的基于自適應粒子群的新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法得出的發(fā)電項目工程造價進行對比。實驗結(jié)果如表1所列。

如表1所列，本文選取的新能源發(fā)電項目中，實際造價均不相同。本文主要將造價估算結(jié)果與實際造價進行對比，估算值與實際值相差越小，估算效果越佳。

在工程造價一致的條件下，文獻[1]估算方法得出的發(fā)電項目工程造價與實際造價之間相差±0.10萬元，估算誤差相對較大，影響新能源發(fā)電工程的后續(xù)施工方案設計。文獻[2]估算方法得出的發(fā)電項目工程造價與實際造價之間相差±0.08萬元，相比于文獻[1]估算方法，估算水平得到了提升，但仍存在0.08萬元及以上估算誤差，對新能源發(fā)電工程的后續(xù)施工方案設計仍有一定影響。而使用本文設計的基于自適應粒子群的新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法得出的發(fā)電項目工程造價與實際造價之間僅相差±0.01萬元，相比于文獻[1]估算方法與文獻[2]估算方法的估算結(jié)果有了很大程度的提升，此誤差對新能源發(fā)電工程的后續(xù)施工方案設計的影響較小，甚至可以忽略不計，符合本文的研究目的。

4 結(jié)束語

近年來，電能應用較為廣泛，為人們創(chuàng)造了便捷的用電環(huán)境。新能源發(fā)電項目是電價下調(diào)過程中的重要工程，其造價估算結(jié)果與工程決策有關(guān)。因此，本文利用自適應粒子群算法，設計了新能源發(fā)電項目工程造價動態(tài)化估算方法。從特征、權(quán)重、模型等方面，全面縮小估算誤差，以期為發(fā)電項目工程的施工決策提供保障。

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作者簡介：

賀綺瑤（1989—），碩士，工程師，研究方向：新能源資源獲取及全過程建設管理。