國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院

油田聯(lián)合站輸變電工程實(shí)際造價(jià)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法

方昱璋

國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院

隨著油田地面聯(lián)合站建設(shè)力度的不斷加大，對(duì)輸變電工程造價(jià)評(píng)價(jià)管理要求不斷提高，由于目前輸變電工程涉及的影響因素繁多，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致油田地面聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)的實(shí)際費(fèi)用與造價(jià)預(yù)計(jì)費(fèi)用不符。對(duì)油田聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行建模，其關(guān)鍵在于如何利用大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行造價(jià)預(yù)測(cè)。在參考油田相關(guān)部分造價(jià)歷史數(shù)據(jù)和聯(lián)合站相關(guān)情況的基礎(chǔ)上，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理建立了造價(jià)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，對(duì)油田地面聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)數(shù)據(jù)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。以某油田聯(lián)合站2014年度造價(jià)歷史數(shù)據(jù)為例，其估算誤差均小于10%的誤差要求，符合實(shí)踐應(yīng)用要求，該模型可以實(shí)現(xiàn)輸變電工程造價(jià)估算的科學(xué)性與智能化，具有較大的實(shí)用價(jià)值。

油田聯(lián)合站；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；輸變電工程；造價(jià)預(yù)測(cè)

引言

近年來(lái)隨著油田地面聯(lián)合站建設(shè)的快速發(fā)展，油田聯(lián)合站輸變電工程也隨之不斷地?cái)U(kuò)大，電力成本不斷增加。鑒于電力成本在油田地面建設(shè)中的重要性，輸變電工程造價(jià)的管理與評(píng)價(jià)成為油田地面輸變電工程建設(shè)的首要問(wèn)題[1-2]。

由于油田建設(shè)制度的改變，傳統(tǒng)的定額概預(yù)算方法只能依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)和專家系統(tǒng)，與實(shí)際工程建模不相符，無(wú)法滿足油田地面工程建設(shè)的需要。并且由于我國(guó)油田實(shí)際情況，油田聯(lián)合站輸變電工程建設(shè)的歷史數(shù)據(jù)一般難以收集全面，數(shù)據(jù)少且部分屬性由于各種原因無(wú)法獲得，不能采用基于樣本數(shù)據(jù)無(wú)限大的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。針對(duì)類似的情況，學(xué)者們將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工程造價(jià)估算，取得了較好的效果[3-4]。

在參考油田相關(guān)部分造價(jià)歷史數(shù)據(jù)和聯(lián)合站相關(guān)情況的基礎(chǔ)上，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理建立了造價(jià)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)油田地面聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)數(shù)據(jù)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用預(yù)測(cè)的結(jié)果可以判斷將來(lái)在該工程中是否會(huì)遇到問(wèn)題，并討論解決該問(wèn)題的方法。

文本在參考某油田地面聯(lián)合站工程歷史數(shù)據(jù)和聯(lián)合站相關(guān)情況的基礎(chǔ)上，采用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)該工程下一個(gè)季度的資金需要進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并將造價(jià)計(jì)劃值與預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以判斷是否超過(guò)了計(jì)劃值，根據(jù)判斷的結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行分析，采取對(duì)應(yīng)的措施，確保了工程的順利進(jìn)行。

1 造價(jià)預(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 模型的建立

在油田聯(lián)合站輸變電工程應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模過(guò)程中首先要找到問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，然后分析采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到什么效果。對(duì)油田聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行建模，其關(guān)鍵在于如何利用大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行造價(jià)預(yù)測(cè)。建立相關(guān)模型的基本步驟如下：

（1）統(tǒng)一輸入聯(lián)合站輸變電歷史工程數(shù)據(jù)的形式。由于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只能接受特定形式的輸入數(shù)據(jù)，因此在對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行訓(xùn)練之前必須要把聯(lián)合站輸變電歷史工程數(shù)據(jù)以及待建工程的造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，以滿足BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)輸入形式。

（2）確定適用的聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在第一步輸入聯(lián)合站輸變電歷史工程數(shù)據(jù)以及待建工程的造價(jià)數(shù)據(jù)之后，對(duì)網(wǎng)格確定的網(wǎng)絡(luò)輸入層節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、輸出層節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度等進(jìn)行處理，并且結(jié)合油田聯(lián)合站輸變電工程實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充；同時(shí)，在必要的情況下采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組合模式處理聯(lián)合站輸變電工程問(wèn)題。

（3）選擇聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。在確定了聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之后，需要進(jìn)一步確定其他相關(guān)參數(shù)，主要包括關(guān)聯(lián)系數(shù)等值，從而確定聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用的具體網(wǎng)格形式。

（4）確定聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模式。聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模式根據(jù)有無(wú)輸出結(jié)果主要分為兩種訓(xùn)練模式，即有教師指導(dǎo)的訓(xùn)練以及無(wú)教師指導(dǎo)的訓(xùn)練。在確定了訓(xùn)練模式之后要根據(jù)聯(lián)合站輸變電工程實(shí)際情況確定合適的訓(xùn)練步數(shù)以及誤差上限。

（5）測(cè)試聯(lián)合站輸變電BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。將第一步整理好的聯(lián)合站輸變電歷史工程數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)輸入到網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)行結(jié)束之后選擇合適的歷史工程數(shù)據(jù)進(jìn)行精確度測(cè)試以及普適性測(cè)試，以保證建立的模型不僅具有精度高的特點(diǎn)，同時(shí)也具有預(yù)測(cè)不同聯(lián)合站輸變電工程的作用。

1.2 結(jié)構(gòu)的確定

聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就是對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的輸入層節(jié)點(diǎn)、輸出層節(jié)點(diǎn)以及隱含層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目的確定。聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有且只有一個(gè)輸入層以及一個(gè)輸出層，但是隱含層的數(shù)目一般不確定，可以是多個(gè)或者是沒(méi)有。其中輸入層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)需要根據(jù)實(shí)際油田聯(lián)合站的各類特性因素決定，在確定特性因素的時(shí)候也要考慮到確定的原則。以聯(lián)合站線路項(xiàng)目為例，其輸入層神經(jīng)元的數(shù)據(jù)為4個(gè)，如果以輸變電線路的造價(jià)為輸入函數(shù)，那么輸出層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)就是1個(gè)。中間隱含層的數(shù)目通常根據(jù)對(duì)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)所有的輸入節(jié)點(diǎn)基于相應(yīng)連線的權(quán)重乘積進(jìn)行相加確定。

2 模型應(yīng)用

以某油田地面聯(lián)合站輸變電工程的線路造價(jià)為例，建立聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型，站內(nèi)線路實(shí)際造價(jià)費(fèi)用主要綜合考慮線路費(fèi)用、管理維護(hù)費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用以及人工費(fèi)用等四個(gè)因素，因而建立的聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型輸入層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是4個(gè)，輸出層為總造價(jià)的預(yù)測(cè)值，其節(jié)點(diǎn)的數(shù)目為1個(gè)，中間隱含層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目通過(guò)加權(quán)計(jì)算可得其數(shù)目為12個(gè)。根據(jù)該油田聯(lián)合站特性參數(shù)，建立4×12×1的三層聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。利用聯(lián)該合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)2014年上半年聯(lián)合站線路建設(shè)的造價(jià)費(fèi)用，并與實(shí)際造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

圖1 油田地面聯(lián)合站輸變電線路預(yù)測(cè)模型

對(duì)油田聯(lián)合站2014年度上半年造價(jià)費(fèi)用進(jìn)行預(yù)測(cè)，分別采用聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行估算，與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，最終結(jié)果見(jiàn)表1。根據(jù)我國(guó)相關(guān)要求，造價(jià)誤差一般要求不能超過(guò)10%，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，采用本文建立的聯(lián)合站BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型可以準(zhǔn)確地估算工程造價(jià)數(shù)據(jù)。該模型基本上可以滿足電力工程造價(jià)的控制要求，且該方法可以根據(jù)誤差進(jìn)行智能化運(yùn)算，是對(duì)傳統(tǒng)方法的有益補(bǔ)充，具有一定的推廣價(jià)值。

表1 某油田聯(lián)合站輸變電工程線路費(fèi)用估算結(jié)果對(duì)比

3結(jié)論針對(duì)油田聯(lián)合站建設(shè)中輸變電工程歷史數(shù)據(jù)收集較困難，無(wú)法采用基于樣本無(wú)限大的傳統(tǒng)方法進(jìn)行處理等問(wèn)題，在參考油田相關(guān)部分造價(jià)歷史數(shù)據(jù)和聯(lián)合站相關(guān)情況的基礎(chǔ)上，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理建立了造價(jià)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，對(duì)油田地面聯(lián)合站輸變電工程造價(jià)數(shù)據(jù)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。以某油田聯(lián)合站2014年度造價(jià)歷史數(shù)據(jù)為例，其估算誤差均小于10%的誤差要求，符合實(shí)踐應(yīng)用要求，該模型可以實(shí)現(xiàn)輸變電工程造價(jià)估算的科學(xué)性與智能化，具有較大的實(shí)用價(jià)值。

[1]葉建偉．電力工程造價(jià)管理與控制對(duì)策[J]．科技傳播，2011（18）：24.

[2]高淑梅．淺談電力工程造價(jià)的管理與控制[J]．內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2002（5）：53-54.

[3]姚慧敏．輸變電工程造價(jià)與控制措施的相關(guān)探討[J]．經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2014（11）：166-167.

[4]韋俊濤．電力工程造價(jià)小樣本估算模型研究[D]．重慶大學(xué)，2009：6-8.

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（欄目主持焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.6.022

方昱璋：高級(jí)工程師，現(xiàn)就職于國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，從事電網(wǎng)工程造價(jià)方面的工作。