基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路工程項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

黃紹滿，萬(wàn)三建，鄧 慧

(九江市公路管理局直屬分局)

1 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警所用到的基本方法

1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法概述

所謂人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法其實(shí)質(zhì)就是對(duì)信息可以實(shí)行并行分布式處理的一種數(shù)學(xué)模型，是模擬動(dòng)物神經(jīng)反映傳感過(guò)程。這種方法只是近幾年來(lái)的應(yīng)用發(fā)展成熟起來(lái)，主要是被應(yīng)用在對(duì)于一項(xiàng)工程的評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)當(dāng)中，同回歸模型比較具有很多優(yōu)越性，克服了回歸模型在外推性方面較差的的弊端。利用這一優(yōu)良特性，把這種模型和方法應(yīng)用到公路工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)管理方面，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的廣泛應(yīng)開(kāi)辟新篇章。

1.2 調(diào)查和專家打分法

這種方法，在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)中是一種常用的方法，被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警管理領(lǐng)域中。它主要是通過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的專家，根據(jù)其掌握該專業(yè)的理論知識(shí)以及所具備相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行打分和分析，從而查出該工程項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并且分析產(chǎn)生其風(fēng)險(xiǎn)的根源。由于工程項(xiàng)目預(yù)警系統(tǒng)的復(fù)雜性，通常需要多個(gè)專家群體進(jìn)行判斷打分的。通常和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型法結(jié)合，并為其提供指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而對(duì)各個(gè)項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性或者定量的評(píng)估和分析。

2 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)公路工程項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警控制

2.1 公路工程簡(jiǎn)介

煙臺(tái)某港區(qū)高速公路，其建于煙臺(tái)市內(nèi)的開(kāi)發(fā)區(qū)之內(nèi)。其高速公路全長(zhǎng)10 km，對(duì)于該公路的路基，其寬度要求建成26 m，整個(gè)路段按照高速公路標(biāo)準(zhǔn)雙向和四車(chē)道來(lái)修建，其中分離立交和互通立交各為三處，還有四處天橋等構(gòu)造物，對(duì)該項(xiàng)目投入資金為一億八千多萬(wàn)元。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)因素影響分析

風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警影響因素分析環(huán)節(jié)是關(guān)系著公路工程項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警成功與否的關(guān)鍵。在公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別和分析中，需要結(jié)合公路工程項(xiàng)目建設(shè)的自身特征，對(duì)公路工程建設(shè)中風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警影響因素通常為六大類(lèi):第一類(lèi)是工期延誤;第二類(lèi)是工程質(zhì)量不合格;第三類(lèi)是成本過(guò)高;第四類(lèi)是收益下降;第五類(lèi)是環(huán)保問(wèn)題;第六類(lèi)是可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。

該港區(qū)高速公路工程項(xiàng)目，其主體施工部分較長(zhǎng)，先后經(jīng)過(guò)三個(gè)主要村莊，而且途徑的地形也很復(fù)雜，故此對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)還是存在一定的困難的。下面就結(jié)合公路勘察情況，結(jié)合公路工程項(xiàng)目建設(shè)的自身特征，對(duì)公路工程建設(shè)中風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警影響因素六大主要風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和分析。

2.3 對(duì)該港區(qū)高速公路項(xiàng)目預(yù)警系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行確定

筆者經(jīng)過(guò)對(duì)很多的有關(guān)資料進(jìn)行研究，并參考相關(guān)的公路建設(shè)單位積累的經(jīng)驗(yàn)，并參考了有關(guān)專家第一手考察資料，本著可操作性的、整體性的原則，構(gòu)建了公路工程項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系。依據(jù)前面所述的該項(xiàng)目的六大風(fēng)險(xiǎn)影響因素，構(gòu)建該港區(qū)高速公路項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)，并聘請(qǐng)四位專家對(duì)各個(gè)指標(biāo)的評(píng)分，并且按照公路工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算分析，專家對(duì)上述六大影響因素各個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行打分，打分結(jié)果如表1 所示。

表1 報(bào)警模型風(fēng)險(xiǎn)因素樣本

2.4 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法判定公路工程建設(shè)中的各種風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警警級(jí)

對(duì)于公路工程項(xiàng)目建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警評(píng)估，其實(shí)質(zhì)是對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施定性的分析，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的警級(jí)作出客觀的評(píng)價(jià)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及其損失做一個(gè)整體性評(píng)價(jià)。前面對(duì)公路工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析和計(jì)算給予了量化，確定出各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)項(xiàng)目的影響程度，以往的公路工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警評(píng)估僅僅是對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行測(cè)評(píng)，并且只是簡(jiǎn)單分為兩個(gè)等級(jí)合格或不合格。本文把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法應(yīng)用于公路工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系中，可以對(duì)工程建設(shè)中的與各種風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)的信息進(jìn)行并行分布處理，確定出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)項(xiàng)目影響程度。具體是通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，經(jīng)過(guò)相關(guān)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層的計(jì)算和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層的計(jì)算，得出結(jié)果的就是預(yù)警等級(jí)，等級(jí)分為五個(gè)等級(jí)，分別為一級(jí)是極低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、二級(jí)是較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、三級(jí)是中度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、四級(jí)是較高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、五級(jí)是極高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。用色彩進(jìn)行標(biāo)定，分別為:一級(jí)是藍(lán)色、二級(jí)是綠色、三級(jí)是黃色、四級(jí)是橙色、五級(jí)是紅色。

2.5 采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，確定該港區(qū)高速公路項(xiàng)目建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)警級(jí)

根據(jù)該項(xiàng)目的六大風(fēng)險(xiǎn)影響因素，構(gòu)建該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)，并根據(jù)該風(fēng)險(xiǎn)因素的預(yù)警狀態(tài)數(shù)值W，來(lái)作為該項(xiàng)目的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入值，并確定該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層為六個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)預(yù)警狀態(tài)數(shù)值進(jìn)行二級(jí)模糊近似計(jì)算，經(jīng)過(guò)推論而產(chǎn)生的結(jié)果，以此作為該項(xiàng)目的人工網(wǎng)絡(luò)模型的輸出值，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警狀態(tài)值，其最高設(shè)定為一分，為滿分，各個(gè)警級(jí)的步距為零點(diǎn)二。各個(gè)專家對(duì)六大風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行打分如表1 所示，分別對(duì)該項(xiàng)目的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層以及隱含層進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，該項(xiàng)目的預(yù)警狀態(tài)值是0.413 1，與其對(duì)應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，其權(quán)重為最大值，依照風(fēng)險(xiǎn)警級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該數(shù)值對(duì)應(yīng)的預(yù)警警級(jí)確定為綠色，也就是該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于較低狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)水平，亦稱為“較低風(fēng)險(xiǎn)水平”故此該港區(qū)的高速公路工程項(xiàng)目的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)需要對(duì)一些突發(fā)事件進(jìn)行重視。

2.6 預(yù)警應(yīng)對(duì)機(jī)制

預(yù)警機(jī)制其實(shí)質(zhì)就是隨時(shí)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)顯示警級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果，給予及時(shí)的應(yīng)對(duì)響應(yīng)，也就是說(shuō)按照預(yù)警等級(jí)測(cè)評(píng)的結(jié)果，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，控制風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的繼續(xù)，是對(duì)工程建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施量化的分類(lèi)處理的一種控制方式，對(duì)公路工程項(xiàng)目建設(shè)中的各種風(fēng)險(xiǎn)及其子風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析處理，同時(shí)對(duì)可能對(duì)工程項(xiàng)目造成影響和對(duì)工程項(xiàng)目可能造成破壞的程度，采取事前預(yù)防的應(yīng)對(duì)措施，以避免影響程度進(jìn)一步加深和擴(kuò)大。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型其實(shí)質(zhì)就是依據(jù)建立的預(yù)警指標(biāo)體系中的眾多因素進(jìn)行量化的一級(jí)和二級(jí)的模糊計(jì)算，根據(jù)計(jì)算后的結(jié)果確定預(yù)警等級(jí)，接著對(duì)工程項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行確定，從而根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施有效地控制，把風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工程項(xiàng)目的影響和損失控制到最小狀態(tài)。

在該港區(qū)高速公路工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中，經(jīng)過(guò)對(duì)該項(xiàng)目的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層及隱含層的計(jì)算得出結(jié)果，其警級(jí)為綠色，也就是較低風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)較低風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施的常規(guī)處理方法，并且結(jié)合該項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)生的一系列相關(guān)的問(wèn)題，確定風(fēng)險(xiǎn)源，并且對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)源實(shí)施及時(shí)糾差。經(jīng)過(guò)實(shí)際考察表明:該項(xiàng)目的預(yù)警系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果，同該項(xiàng)目完成后其真實(shí)的結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格的比較，二者還算比較相符合，故此對(duì)該港區(qū)的高速公路工程項(xiàng)目所運(yùn)用的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其可操作性還是很大的，應(yīng)用性還是較強(qiáng)的。并且該公路工程項(xiàng)目預(yù)警系統(tǒng)也反映了全局性的特點(diǎn)，可以實(shí)施全過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，故此可以在同行業(yè)企業(yè)施工中出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)危機(jī)進(jìn)行預(yù)防處理，提供參考價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于公路工程項(xiàng)目建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警評(píng)測(cè)中，克服了以往的方法的不足，解決了工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中的難題，提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，但是作為一種新型的用于預(yù)測(cè)方面的模型方法，在實(shí)際中還存在很多不足，需要進(jìn)一步的完善，從而更好地發(fā)揮它在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值。

［1］王偉紅.公路工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理初探［J］. 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，(5):81－83.

［2］胡柯.工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理及預(yù)警研究［J］.烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009，(5):2.