模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型在水利工程績效管理評估中的應(yīng)用

劉嶺山

(盤錦河海土木工程咨詢有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

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模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型在水利工程績效管理評估中的應(yīng)用

劉嶺山

(盤錦河海土木工程咨詢有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

水利工程績效管理作為管理系統(tǒng)的核心，涵蓋多種控制因素，本文以中國水利工程客觀管理現(xiàn)狀為出發(fā)點，依據(jù)項目管理全生命周期為系統(tǒng)劃分績效管理影響因素及衡量指標(biāo)，在綜合考慮指標(biāo)定量與定性特征的基礎(chǔ)上，建立了水利工程績效管理評估指標(biāo)體系，探索構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊優(yōu)選理論的模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型。應(yīng)用實例表明，該模型運(yùn)用于水利工程績效管理評估工作中具備較強(qiáng)適用性，該研究可為類似工程績效管理評估提供決策依據(jù)。

績效管理； 水利工程； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)； 模糊優(yōu)選

水利工程績效管理評估是檢測企業(yè)計劃實施與企業(yè)戰(zhàn)略的重要途徑，是施工單位價值判斷的前提，也是管理控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。鑒于此，保障、測評、提高水利工程的績效管理是理論研究的熱點與前沿。有相關(guān)學(xué)者構(gòu)造了一個全面考察工程項目安全、費(fèi)用、質(zhì)量及工期4個控制指標(biāo)的績效管理模型[1]。此外，也有學(xué)者以環(huán)境評估、經(jīng)濟(jì)社會評估、財務(wù)評估為控制指標(biāo)建立了工程項目評估模型，進(jìn)行研究與分析。然而，在實際的工程實踐中，績效評估管理的分析因素卻具有多層次性與多維度性。以往針對績效管理的評估，往往采用簡單線性回歸分析的方法，雖計算簡易，卻不能體現(xiàn)出各指標(biāo)多維度性、復(fù)雜性的相關(guān)關(guān)系，同時，這些方法一般采用簡易化或降維度的方式處理問題，致使評估結(jié)果精度較低，無法達(dá)到管理及決策的要求。對比于傳統(tǒng)的評估方法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)針對未處理過的樣本，利用其聯(lián)想、適應(yīng)及自變的特性，產(chǎn)生適應(yīng)的輸出結(jié)果，以控制管理系統(tǒng)，且評估精度也高于一般統(tǒng)計方法。因此，本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與模糊優(yōu)選相結(jié)合，綜合BP網(wǎng)絡(luò)自學(xué)特性，在訓(xùn)練過程中不斷調(diào)整權(quán)重，使網(wǎng)絡(luò)實際輸出的結(jié)果更貼近理想值，構(gòu)建更具實用性的模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型，以評估建設(shè)工程項目績效管理的好壞。

1 水利工程績效管理評估體系的構(gòu)造

由于水利工程的建設(shè)具有施工復(fù)雜、環(huán)境惡劣、建設(shè)工期長的問題，且處理這些問題需工程建設(shè)的施工、監(jiān)理、設(shè)計單位及業(yè)主各部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理。每個大型水利工程項目具有特殊的發(fā)展過程[2]。本文將水利工程施工建設(shè)劃分為9個生命周期階段，分別為后評估、竣工驗收、生產(chǎn)準(zhǔn)備、建設(shè)實施、施工準(zhǔn)備、初步設(shè)計、可行性報告、項目建議書、總體規(guī)劃，包括了從設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)施工到竣工運(yùn)營的整個周期。工程管理評估劃分為項目后評估、工程進(jìn)度質(zhì)量評估、投資控制評估、投資設(shè)計管理評估、勘察設(shè)計評估5個部分，即將工程建設(shè)全周期每個階段的控制重點及工作難點進(jìn)一步分為5個評估準(zhǔn)則[3]，構(gòu)建出水利工程績效管理綜合評估體系(見表1)。

表1 水利工程績效管理評估體系

鑒于績效管理評估體系中指標(biāo)的度量單位與方法及指標(biāo)取值范圍均不一致，致使同層指標(biāo)無法實現(xiàn)互相對比[3]。因此，在進(jìn)行績效管理評估之前需對各指標(biāo)的評估數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將其轉(zhuǎn)化為0～1之間可進(jìn)行比較的無量綱數(shù)。

2 模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型建立

2.1 基本計算過程

構(gòu)建3層模糊BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選系統(tǒng)，該系統(tǒng)有n個目標(biāo)本征值，即輸入層有n個節(jié)點,輸出層只有一個單輸出節(jié)點，隱含層有s個單元系統(tǒng)，見圖1。假設(shè)樣本個數(shù)為m個，對樣本i的輸入為rij，其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m。建模流程如下：

a.輸入層的節(jié)點j直接將信息傳遞到隱含層，即節(jié)點的輸入與輸出相等，有uij=rij。

(1)

(2)

d.采用模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選權(quán)重優(yōu)化模型，輸出層與隱含層的節(jié)點q、k的權(quán)重優(yōu)化量為：

(3)

φ——學(xué)習(xí)效率。

隱含層與輸入層的節(jié)點k、 j的權(quán)重優(yōu)化量為：

(4)

針對上述模型，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中逆向傳播算法，確定網(wǎng)絡(luò)的鏈接權(quán)重，即求解出單元系統(tǒng)與目標(biāo)的權(quán)重，使期望輸出與實際輸出誤差值最小。

圖1 模擬BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化績效管理評估模型

2.2 模型檢測及訓(xùn)練

訓(xùn)練樣本取前14組樣本的數(shù)據(jù)，輸入節(jié)點取評估指標(biāo)體系中經(jīng)無量綱化處理過的指標(biāo)值，出入期望值取與之相對應(yīng)的由專家組評分確定的績效管理評估值。經(jīng)過7個訓(xùn)練周期，BP網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了已設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)誤差，見圖2。

圖2 訓(xùn)練均方誤差曲線

將樣本中的15～17樣本數(shù)據(jù)作為檢測樣本。將檢測數(shù)據(jù)中的指標(biāo)值數(shù)據(jù)和與之對應(yīng)的由專家打分而定的績效管理評估值作為檢測模型的輸出結(jié)果與輸入節(jié)點對照值，結(jié)果見表2。分析表2，可得運(yùn)用該模型進(jìn)行績效管理評估得到的結(jié)果與實際工程績效管理評估結(jié)果相同，其期望輸出與實際輸出值大小幾乎相同，且相對誤差較小，結(jié)果滿足要求。故表明該模型運(yùn)用到水利工程績效管理的評估中是可行的，且該模型可運(yùn)用到實證的研究與應(yīng)用中。

表2 期望與訓(xùn)練對比

3 模型實例應(yīng)用

以東深供水改造工程為模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型實證應(yīng)用實例。該工程全長52.6m，供水保證率98%，設(shè)計年總供水量25×108m3。在工程質(zhì)量方面，單元工程、分部工程及單位工程的優(yōu)良率分別為95%、100%、96%，工程外觀的質(zhì)量得分率也為94%。在安全方面，該工程施工及運(yùn)營期間未發(fā)生一起安全責(zé)任傷亡事故。同時，征地移民安置工作質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且投資預(yù)算也在概算標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。此外，對于環(huán)境方面，治理水土流失的程度也達(dá)到96%。工程節(jié)約成本率及工期提前率分別為15%、10%，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同種類型項目的均值。

表3 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

4 結(jié) 語

a.本文在綜合分析水利工程績效管理評估特點及內(nèi)容基礎(chǔ)上，構(gòu)建了水利工程績效管理綜合評估體系。對比傳統(tǒng)項目評估方法，本文選用的評估指標(biāo)涵蓋了更全面的項目因素，具有更明確的方向，更加適于工程項目的作業(yè)環(huán)境，為類似工程項目管理的評估工作提供了一定的借鑒。此外，針對不同類別的工程項目及其評估工作，應(yīng)考慮具體的工程項目特點和內(nèi)容對評估指標(biāo)有所取舍與側(cè)重，從而保障指標(biāo)體系更貼近實際評判標(biāo)準(zhǔn)。

b.本文構(gòu)建模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選評估模型，探索建立了相對完備的水利工程績效管理評估標(biāo)準(zhǔn)及評估指標(biāo)體系，可為類似工程績效管理與評估提供有益借鑒。

[1] 方國華,高玉琴,談為雄,等.水利工程管理現(xiàn)代化評價指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].水利水電科技進(jìn)展,2013(3):39-44.

[2] 張宗超.項目績效評價模型在水利工程項目監(jiān)理中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2013(1):19-20.

[3] 高玉琴,方國華,黃顯峰.基于粗糙集的水利工程管理現(xiàn)代化評價權(quán)重確定[J].水電能源科學(xué),2011(2):112-114.

[4] 廖錦慧.關(guān)于水利工程建設(shè)項目管理績效考核的思考[J].水利建設(shè)與管理,2010(11):45-46，52.

Application of fuzzy BP network optimization model in the evaluation of water conservancy project performance management assessment

LIU Lingshan

(PanjinHehaiCivilEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Panjin124010,China)

Water conservancy project performance management covers a variety of control factors as the core of the management system. In the paper, the present situation of water conservancy engineering objective management in China is regarded as a starting point. Project management whole-life cycle is regarded as system to divide performance management influence factors and measurement indexes. The performance management evaluation index system of water conservancy project is established on the basis of taking into account indexes quantitative and qualitative feature. Fuzzy BP network optimization model based on neural network and fuzzy optimization theory is explored and constructed. Application examples show that the model is applied to performance management evaluation of water conservancy project with stronger applicability. The study can provide decision-making basis for performance management evaluation in similar projects.

performance management; water conservancy project; neural network; fuzzy optimization

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.01.020

TV512

A

1005-4774(2017)01- 0074- 04