公路工程造價估算中模糊神經網絡的應用

摘 要:近些年來，伴隨著我國公路事業的蓬勃發展，公路工程建設的數量和規模日益增加。而公路工程造價估算作為公路工程建設的重要前提以及公路工程管理的重要組成部分，其在公路建設中的地位也日益突顯，合理的工程造價估算可以有效提高工程施工單位投資決策的科學性。而基于模糊神經網絡的工程造價估算方法可以有效的克服傳統工程造價估算方法的一系列弊端，有效提高公路工程造價估算的合理性和科學性。本文從公路工程造價的相關概念談起，然后對模糊神經網絡的相關概念給予了深入淺出的說明，最后就公路工程造價估算中模糊神經網絡的應用進行了全面的說明。

1公路工程造價估算概述

1.1 公路工程造價估算的重要性

公路工程造價估算作為公路工程管理的重要組成部分其重要性主要體現在如下幾個方面。

第一，公路工程造價的估算是實現工程成本控制的基礎。其中工程施工前期造價估算、施工前的編制預算以及施工圖設計階段的編制預算等環節作為工程造價估算的核心，同樣是公路工程施工成本控制的起點，因此，實現公路工程造價的合理估算是實現工程成本控制的重要前提條件。

第二，公路工程造價的估算可以為施工企業成本控制計劃方案的制定提供重要的參考依據。施工企業通過工程造價的估算可以尋找到降低工程成本的有效途徑，從而為工程施工過程中施工成本的控制提供正確的方向。

第三，公路工程造價的估算可以幫助施工企業在進行設計招標前可以確定工程的大致造價。這樣一來，施工企業在招標的過程中就可以有效避免中間代理商的欺詐以及保標等惡意行為的發生。

1.2 傳統公路工程造價估算中存在的問題

盡管工程造價估算在公路工程建設中越來越受到人們的重視，但是由于受各方面因素的影響，在傳統公路工程造價估算中還存在一系列的問題，其中我國傳統公路造價估算中主要存在如下幾個方面的問題:一是相關規章制度的限制，造價估算結果往往與投標報價相差懸殊;二是預算結果與概算結果差距較大，不利于工程實際造價的控制和確定;三是缺少對工程造價估算的有效監督機制，從而使最終的造價結果變的十分不確定;四是由于各參與方利益的問題，在進行工程造價估算時很難早到平衡點，以至于造價估算精度不能得到有效的保證。

2認識模糊神經網絡

2.1 模糊數學概述

(1)模糊數學的概念，我們通常說的模糊就是指一些模棱兩可的、即可能又不可能、即是又不是的概念。而模糊數學就是要用數學的方法來表示那些模糊概念發生的可能性的大小，換句話講就是明確那些模糊概念所處的狀態，從而利用數學的思想來解決那些模棱兩可的、不確定的實際問題。

(2)模糊數學的數學描述，一般模糊數學的數學描述，多采用的是類似與集合的數學表示方法。與集合的區別就在于模糊數學在表示集合元素時需要附帶一個稱為隸屬函數值的參數，其中該參數的值是隸屬函數與元素的值進行運算的結果。

2.2 神經網絡概述

(1)神經網絡的概念，所謂的神經網絡是一個借鑒物理和生物技術來實現的用來模仿人類大腦神經細胞結構和功能的系統，與人類的大腦結構相似，它也由大量的模擬神經元所組成的，而且這些神經元之間相互連接，并行工作，作為一個系統協同完成一系列復雜的信息處理活動。

(2)神經網絡的基本原理，神經網絡在結構和功能上都是模擬人腦的神經系統來進行設計和實現的，它同時作為模擬生物神經元的一種計算方法，其基本原理是這樣的，與生物神經元的基本原理相似，用那些具有突的網絡結點來接受信息，并不斷的將接受到的信息累加起來，這些信息有些是抑制神經元，有些則是激發神經元，對于那些激發神經元，一旦積累到一定的閾值后，相應的神經元便會被激活，被激活的神經元就會沿其稱為軸突的部件向其它神經元傳遞信息，并完成信息的處理。

2.3 模糊神經網絡概述

模糊神經網絡是模糊數學和神經網絡有效結合的應用研究成果。其中在模糊神經網絡中模糊數學的應用體現在它可以根據那些假定的隸屬函數以及相應的規律，用邏輯推理的方法去處理各種模糊的信息。

3模糊神經網絡在公路工程造價估算中的應用

3.1 基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法的實現

將模糊神經網絡應用于公路工程造價估算方面，是近年來公路工程造價估算發展的特點和重點。從本質上來看，模糊神經網絡就是一個系統，它即有輸入又有輸出，與公路工程的造價估算十分相似，因為公路工程造價估算就是在輸入公路工程施工的一系列要求和特點后輸出相應結果的，所以與模擬神經網絡所提供的輸入輸出機制非常相似，其中結合模糊神經網絡的原理，基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法的實現過程如下。

第一，構建已施工公路工程的造價信息庫，其中包括應經施工的公路工程的各種特征因素以及工程造價等其他各方面的材料。

第二，結合擬建工程的施工需求來確定其包括評價指標等在內的各種特征因素的數據取值。

第三，按照模糊數學的思想法在已施工公路工程的造價信息庫中選取若干個(至少三個)與擬建工程最相似的已施工的工程，將其作為神經網絡進行學習和訓練的基礎數據。其中，將信息庫中公路工程的各種特征因素值的隸屬度作為神經網絡的輸入向量，信息庫中公路工程的造價值作為神經網絡的輸出向量。

第四，將擬建公路工程的各種特征因素值的隸屬度作為神經網絡的輸入向量，通過神經網絡的學習后所得到的輸出向量即為擬建公路工程的造價估算值。

第五，建立公路施工工程造價信息數據，編制神經網絡學習的算法通用程序。將學習訓練的基礎數據輸入神經網絡，然后合理設計學習率，經過一定次數的迭代運算，有效提高公路工程造價估算結果的精度。

3.2 基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法的優點

基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法有效的克服了傳統上工程造價估算方法的一系列缺點，與傳統的工程造價估算方法相比，其顯著優點就在于造價估算的迅速以及估算結果的精確。其中該方法的優點可以概括為如下幾點。

第一，模糊神經網絡中所采用的模糊數學可以對公路工程造價估算中的模糊信息進行有效的處理，通過對已竣工的公路工程和計劃施工的公路工程的相似度進行定量化描述，從而使模糊的公路工程造價問題得以模型化。

第二，基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法的估算結果科學合理，因為該方法采用的是基于數學模型的數學計算分析，所以其結果受人為因素的影響較小。

第三，模糊神經網絡中所采用的神經網絡模型對公路工程造價的估算具有很好的適應性，與傳統的造價估算方法相比，該方法能更好的適應公路工程造價的動態變化。

第四，基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法是借助計算機來完成的，所以還具有運算速度快和運算精度高的優點。

4結語

由于影響公路工程造價的因素比較多，而且各因素的構成比較復雜，計算相對繁瑣，所以公路工程的造價估算具有很大的模糊性。對于使用傳統的工程造價估算方法而言，公路工程造價的估算將是一項非常復雜的工作。然而結合模糊數學和神經網絡的理論思想，利用工程之間所存在的相似性，使用基于模糊神經網絡的公路工程造價估算方法可以迅速的得出精確的工程造價估算結果。

參考文獻

[1]楊京曉.模糊神經網絡在公路工程造價估算中的應用[J].中外公路，2007(10).