基于屬性約束的公路造價優(yōu)化控制方法研究與仿真

以往傳統(tǒng)的公路造價的估算類比性差，無法完全涉及到影響公路造價的多方面的各種因素，精準(zhǔn)度低，存在各種各樣的問題，很難獲得十分準(zhǔn)確的造價估算結(jié)果。在對造價的影響因素方面，進行造價的特征分析，在此基礎(chǔ)上，提出一種簡單、實有、有效的約束預(yù)測控制算法，構(gòu)建了影響在公路造價方面的、各種不同屬性的數(shù)據(jù)，利用造價中的目標(biāo)函數(shù)的線性方面的算法，來保證造價估價的精準(zhǔn)性。

前言

當(dāng)下，工程造價在工程的進程中作用越來越大，而公路的建設(shè)是惠民性的經(jīng)濟建設(shè)，因此公路的造價在公路的鋪建過程中意義重大。公路造價在公路鋪建前進行科學(xué)、合理的估算，利用估算后的結(jié)果對公路的建設(shè)進行計劃并對公路的造價進行合理的控制，在這個過程中，可利用造價評估系統(tǒng)會更加科學(xué)、合理、有效。

工程造價估算的網(wǎng)絡(luò)模型的建立

1.特征因素分析

本論文的研究，主要選取各地區(qū)的實際案例，在根據(jù)工程建筑的真實進行情況進行比較分析，而后對分類以后的建筑工程采取科學(xué)、合理、有效的分析研究，利用對比分析選出對工程造價影響最大的幾個具有代表性因素。一般情況下，公路造價屬性大致與、有以下屬性：公路面積（m2）、內(nèi)在層數(shù)、路面高度（m）公路結(jié)構(gòu)、地基承載力、等，把以上這些元素進行整合處理，于是得到工程建筑的如下公式：

S=（s）j=1，2，3...，n

2.函數(shù)分析法

為了更深入一步的對公路造價進行估價，可以應(yīng)用到相關(guān)的隸屬函數(shù)進行預(yù)算分析，分析公路造價與這些因素的相關(guān)聯(lián)度，從而可以更好的對建筑工程的這些特征因素量化分析描述，可以把這些造價特征因素統(tǒng)一、均勻的分配到一個區(qū)間，設(shè)為[0，1]，這樣就會得到一個函數(shù)隸屬度，最后的公式展示如下：

U={m1，m2，m3，mi}

在這個公式中，m表示第i個特征因素隸屬度[1]。

約束條件分析

接著提出一個公路造價約束控制的預(yù)測控制算法，具體過程如下：

選取N1=d，N2≥N+d-1，此公式中N表示的是工程的屬性編號，y（l+jh），（j=d，d+1）有造價最優(yōu)輸出預(yù)測序列，并將這兩個公式拆分成兩個分量，一個分量取決于過去的控制輸入和輸出，另一個分量取決于現(xiàn)在和未來的控制輸入。

公路建設(shè)造價約束控制的約束廣義預(yù)測控制算法闡述如下：

本論文針對此此問題提出四種不基于對象模型且實用、實效性較高的廣義預(yù)測控制快速算法，為廣義預(yù)測控制應(yīng)用于實時性要求高的快速系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ)，具體情況如下：

1.線性系統(tǒng)

對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種參數(shù)自適應(yīng)直接廣義預(yù)測控制（DGPC）方法，這種方法直接識別廣義預(yù)測控制器參數(shù)，即基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應(yīng)調(diào)整。然后利用中值定理將參數(shù)未知單輸入單輸出非線性系統(tǒng)線性化變?yōu)闀r變線性系統(tǒng)，在自適應(yīng)辨識中對時變參數(shù)采用三次樣條函數(shù)進行逼近。

2.網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制法

對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種徑向基函數(shù)（RBF）網(wǎng)絡(luò)的直接廣義預(yù)測控制方法，該方法利用RBF網(wǎng)絡(luò)來逼近控制增量表達式，直接設(shè)計出廣義預(yù)測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)即網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應(yīng)調(diào)整。然后將單輸入單輸出線性系統(tǒng)RBF網(wǎng)絡(luò)廣義預(yù)測控制方法推廣到單輸入單輸出非線性系統(tǒng)。最后，將此方法推廣到多輸入多輸出線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。

3.邏輯法

對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種模糊適應(yīng)的直接廣義預(yù)測控制方法，該方法利用模糊邏輯來逼近控制增量表達式，直接設(shè)計出廣義預(yù)測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)權(quán)值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應(yīng)調(diào)整。

4.多變量法

提出一種基于灰色模型的多變量廣義預(yù)測控制算法，該算法所需估計的參數(shù)少，而且多步情況下無需求解Diophantine方程，從而使計算量明顯減少，極大的提高了實時性。以上的

四種方式都不需要被控對象數(shù)學(xué)模型，因此為更好地解決含參數(shù)不確定性對象的廣義預(yù)測控制問題提供了一種新思路，同時避免了Diophantine方程的在線求解及矩陣求逆[2]。

研究的分析仿真

1.研究的數(shù)據(jù)來源

主要選取一些地區(qū)的的公路造價相關(guān)數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)的相關(guān)知識進行后期處理，路面面積、路面層數(shù)、結(jié)構(gòu)類型、地基承載力、路面高度等幾大部分進行選取。整理特征因素值。

2.公路造價估算

根據(jù)結(jié)果分析情況，計算之后的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來進行選取，作為模型輸入，以此來檢驗公路造價的預(yù)算模型的優(yōu)缺點，選取的模型主要有：多維時間預(yù)測序列和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

結(jié)束語

簡而言之，本論文所做的分析研究是公路造價因素約束廣義預(yù)測控制算法，構(gòu)建了影響公路造價的各類屬性數(shù)據(jù)以及造價目標(biāo)函數(shù)的線性約束優(yōu)化算法，得以保證公路造價在估算、估價方面的精準(zhǔn)性、節(jié)約性，有效的提高了公路建設(shè)方面的成本問題。造價被廣泛的應(yīng)用到實際的建設(shè)中，如建筑造價、公路造價等，小到普通的民宅造價，大到國家相關(guān)設(shè)施造價，可謂意義重大。

（作者單位：東方希望重慶水泥有限公司）