全生命显著性造价粗糙集估算方法研究

摘要：本文通过对大量已完工程工程量清单的分析、研究，并参考了国内外专家、学者对显著性成本CS理论和粗糙集RS理论的研究成果，在全生命周期造价的基础上建立了WLCS测算模型。

关键词：全生命周期造价粗糙集CS理论WLCS模型

中图分类号：TU723.3 文献标识码：A 文章编号：

1概述

目前，我国的各项工程正处在大规模的建设阶段，虽然投资量的放大、产值的增长为我国的工程经济发展提供了一个良好的环境，但在投资迅速增长的同时，也出现了一些混乱现象。据统计，90%以上的工程存在超支现象，超支幅度达40%以上，造成了对投资的严重浪费[1]。造成这些现象的原因很多，但在造价方面究其原因则主要是现行的造价估算方法不科学、准确性较低。面对这样的现实情况，如何能够有效的提高造价估算的准确度，降低造价的计算量，是亟待解决的一个重要问题[1]。

2国内外研究动态

我国目前的工程造价管理模式正从全过程造价管理向全生命周期造价管理过渡。全过程造价管理最大的缺点就是主要考虑建设阶段造价最低，而很少考虑项目在运营维护阶段的费用。采用全生命周期造价可以避免这种情况，使工程的全生命周期造价达到最优。而运用全生命周期造价又会产生更大量的造价计算工作量，于是引入了显著性成本理论，并结合粗糙集理论进行研究，以期达到降低造价计算量并且提高估算精度的目的[2]。

由国内外研究现状可以看出，我国国内对全生命周期工程造价的研究处于初期阶段，全生命周期数据库还不完善。显著性成本CS理论和方法能够最大程度地减轻数据分析整理的工作量，但是我国对于CS理论的研究更是处于起始阶段，对显著性成本项目CSIs的选取方法还不完善，进而影响显著性因子csf的准确性。另一方面，虽然国内许多学者和专家对粗糙集理论已经进行了很透彻的研究，但是把粗糙集理论运用到全生命周期造价中的还很少。

3全生命显著性造价粗糙集估算方法WLCs模型

基于粗糙集理论的WLCs模型主要有以下几个步骤：首先，同类工程的确定及对其进行时间调整和系数调整；然后运用RS理论从同类已完工程工程量清单中提取有效数据；运用CS理论挑选出CSIs并计算其显著性因子csf；再然后根据引入的粗糙集理论属性约简特性，有效地去除冗余属性以及属性的冗余值；最后把同类工程的显著性因子均值作为待建工程的“显著性因子”的估计值，计算待建工程的工程造价。

3.1同类工程的确定及对其进行时间调整和系数调整

建筑工程项目本身所具有的单件性、一次性的特点，这就决定了基本上不会存在两个完全相同的建筑工程项目。但是，在众多工程中却存在着某种程度的相似性，也就是说在工程特征上存在着相似性，比如工程的规模、采用的施工方法、使用的主要的工程机械、工程结构类型等能表示工程特点。

国外研究表明：同类项目的工程量清单中具有几乎相同的CSIs。虽然不同的工程量清单中，CSIs不可能完全一样，但在同类工程中CSIs存在大量相似之处。所以，工程量清单应该分门别类的选择，应当着眼于同类工程或者类似工程[2]。

由于每项工程建造的时间和地点都不同，而建设时间地点的不同会对工程造价产生一定的影响，因此在进行建模之前就需要对工程造价分别进行时间调整和地域调整。调整的方法为：单价(分部分项工程单价)×时间调整系数×地域调整系数[2]。

3.2运用RS理论提取有效数据

在很多实际系统中均不同程度地存在着不确定性因素，采集到的数据常常包含着噪声，不精确甚至不完整。粗糙集理论是一种刻划不完整性和不确定性的数学工具，能有效地分析不精确、不一致（inconsistent）、不完整（incomplete）等各种不完备的信息，还可以对数据进行分析和推理，从中发现隐含的知识，揭示潜在的规律 [4]。该理论与概率方法、模糊集方法和证据理论方法等其他处理不确定性问题理论的最显著的区别是它无需提供问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息，所以对问题的不确定性的描述或处理可以说是比较客观的。

运用粗糙模糊集的分类信息检索算法来初步提取数据库中的有效数据。该算法的具体步骤如下：

①定义粗糙模糊属性和检索对象，把工程特征类目集合作为粗糙模糊属性集，把数据库中所有的工程项目作为要检索的对象；

②确定研究的工程类别，用粗糙模糊属性集中的属性值表示出来并作为检索词进行检索；

③若检索结果不为空，转至步骤④；若检索结果为空集，去掉其中的一个条件属性再进行检索；

④按照模糊统计法求出检索到的工程量清单的匹配模糊值。如果检索到的工程量清单完全符合要研究的工程类别，则定义其模糊值为1；去掉一个条件属性后检索到的工程量清单其模糊值定义为0.9，依此类推；

⑤将检索到的工程量清单按其模糊值进行递减排序，存入有效数据集合；

⑥输出有效数据集合。

3.3运用CS理论提取CSIs

CS理论认为一个工程约80%的造价由占分部分项工程数量比例约20%的项目承担，我们把其称为显著性成本项目（Cost-significant Items，CSIs），其余的称为非显著性成本项目（non-CSIs）[2]。如果工程项目符合CS理论，那么我们只需关注项目中CSIs，就既能极大简化计算工作量，又能保证投资估算的精确度。同样，在施工成本控制过程中，我们只需关注显著性成本项目CSIs。依此作为重点进行控制，也就控制了项目80%的成本，其他非显著性项目仅作一般性分析或作为贮备性因素即可。

“显著性理论”有两个重要的应用：第一，该理论可以用来确定对全生命周期造价有重要影响的“显著性成本项目”；第二，该理论还可以发展成估算全生命周期造价的简化模型。

寻找CSIs有两种方法---“均值理论”方法和ABC分类法 。ABC分类法寻找CSIs，其步骤如下：

①计算工程总造价C和总项目数量N。

②把项目名称按照造价高低进行排序。若前n项占到项目总造价C的70%～90%，并且n占到工程总项目数量N的10%～30%，则把前n项看做CSIs。否则应用均值理论寻找CSIs。

3.4运用RS理论进行属性约简

对决策表进行属性约简的一般步骤如下：

①列出决策对象并确定条件属性和决策属性；

②对决策表进行行约简；

③判断决策表的相容性；

④对决策表进行属性约简；

⑤对决策表进行值约简；

⑥提取决策规则。

最后就可以从决策规则中研究出哪类属性对同类工程的影响程度较大。一个工程的造价，无论工程的类别差异，还是工程规模和技术复杂程度的不同，其对整个工程的造价影响较大的项目只占总项目个数的10%～30%。同样可以运用显著性成本理论来预测一项工程的总造价。

4结论

通过本文的研究，用显著性理论来寻找工程项目中的显著性项目，用粗糙集的属性约简原理进行数据挖掘，从而实现了对全生命周期造价的预测与有效控制。建立了完整的、拟合度和准确性强的工程造价估算WLCS模型，达到了降低造价计算的工作量，提高拟建工程项目造价预测准确性和有效控制造价的目的。

参考文献

底杰.基于混沌理论和CS理论的工程造价估算研究[D].石家庄：石家庄铁道学院经济管理分院，2008

段晓晨，张晋武，李利军，张健龙.政府投资项目全面投资控制理论和方法研究[M].北京：科学出版社，2007.12~30

程杰.基于CS理论的全生命周期工程造价的研究[D].石家庄：石家庄铁道学院土木工程分院，2008

陈文伟，黄金才.数据仓库与数据挖掘[M].北京：人民邮电出版社，2004.17~29

刘同明.数据挖掘技术及应用[M].北京：国防工业出版社，2001.22~39