李曉曦

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113007)

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

李曉曦

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113007)

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,本文以我國水利工程管理現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn),依據(jù)項(xiàng)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(shí)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,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(jì)劃實(shí)施及企業(yè)戰(zhàn)略的重要途徑，是施工單位價(jià)值判斷的前提，同時(shí)也是管理控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。鑒于此，保障、測評及提高水利工程的績效管理是理論研究的熱點(diǎn)與前沿。有相關(guān)學(xué)者構(gòu)造了一個(gè)全面考察工程項(xiàng)目安全、費(fèi)用、質(zhì)量及工期4個(gè)控制指標(biāo)的績效管理模型［1］，也有學(xué)者以環(huán)境評估、經(jīng)濟(jì)社會(huì)評估及財(cái)務(wù)評估為控制指標(biāo)建立了工程項(xiàng)目評估模型。然而，在實(shí)際的工程實(shí)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(jì)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(shí)，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，無法滿足管理及決策的要求。對比傳統(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)生相應(yīng)的結(jié)果，以控制管理系統(tǒng)，且評估精度也高于一般統(tǒng)計(jì)方法［2］。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B P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(shí)際輸出的結(jié)果更貼近理想值，構(gòu)建更具實(shí)用性的模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型以評估建設(shè)工程項(xiàng)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

水利工程建設(shè)存在施工復(fù)雜、環(huán)境惡劣與建設(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(jì)單位及業(yè)主各部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理。每個(gè)大型水利工程項(xiàng)目具有特殊的發(fā)展過程［3］。本文將水利工程施工建設(shè)程序劃分為9個(gè)生命周期階段，這些階段分別為總體規(guī)劃、項(xiàng)目建議書、可行性報(bào)告、初步設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、建設(shè)實(shí)施、生產(chǎn)準(zhǔn)備、后評估，包括了從設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)施工到竣工運(yùn)營的整個(gè)周期。工程管理評估相應(yīng)地劃分為勘察設(shè)計(jì)評估、投資計(jì)劃評估、投資控制評估、工程進(jìn)度及質(zhì)量評估、項(xiàng)目后評估5個(gè)部分，即將工程建設(shè)全周期的每個(gè)階段的控制重點(diǎn)及工作難點(diǎn)進(jìn)一步分為5個(gè)評估準(zhǔn)則［4］，構(gòu)建出水利工程績效管理綜合評估體系(見表1)。

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(shí)現(xiàn)互相對比［5］。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)。

請專家對各指標(biāo)水利工程績效管理評估的結(jié)果的具體數(shù)值進(jìn)行打分，分為優(yōu)秀、較好、一般、及格、不及格5個(gè)檔次，分別對應(yīng)的區(qū)間為 ［0.9，1.0］、［0.8，0.9］、［0.7，0.8］、［0.6，0.7］、［0，0.6］，打分?jǐn)?shù)值越大表明管理越好［6］。同時(shí)，運(yùn)用分析、統(tǒng)計(jì)及規(guī)范化處理的方法對14個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可得到15個(gè)評估指標(biāo)與專家打分的結(jié)果。此外，可增加2個(gè)理想樣本以加強(qiáng)樣本的可靠程度，該2個(gè)樣本評估值為0或1，對應(yīng)的評估結(jié)果為0和1。最終得到的樣本數(shù)量為17組。

表1水利工程績效管理評估體系

2 模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型建立

2.1 基本計(jì)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(gè)目標(biāo)本征值，即輸入層有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出層只有一個(gè)單輸出節(jié)點(diǎn)，隱含層有s個(gè)單元系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 模擬B P網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化績效管理評估模型

假設(shè)樣本個(gè)數(shù)為m個(gè)，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［7］。

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

(4)采用模糊 B P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(diǎn)q、k的權(quán)重優(yōu)化量為:

式中:E(uqi)—樣本i期望輸出;φ—學(xué)習(xí)效率。

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

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(shí)際輸出誤差值最小。

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(diǎn)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［8］。經(jīng)過7個(gè)訓(xùn)練周期，B P網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了已設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)誤差，如圖2所示。

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(diǎn)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(shí)際的工程績效管理評估結(jié)果相同，其期望輸出與實(shí)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(shí)證的研究與應(yīng)用中。

表2 期望與訓(xùn)練對比

3 模型實(shí)例應(yīng)用

以我國北方某地區(qū)供水改造工程為模糊BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選模型實(shí)證應(yīng)用實(shí)例。該工程全長52.6m，供水保證率98%，設(shè)計(jì)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(shí)，對于征地移民安置工作，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(xiàng)目的均值。

依據(jù)該工程建設(shè)施工、設(shè)計(jì)監(jiān)理、竣工驗(yàn)收等一系列的實(shí)際情況，將得到的指標(biāo)值無量綱化處理結(jié)果，見表3。通過計(jì)算可得該工程績效管理評估值為0.9513，處于 ［0.9，1］內(nèi)，即評估等級為優(yōu)秀，說明該項(xiàng)目績效管理相對優(yōu)秀，即本文的模糊 B P網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選評估模型是有效可行的。

表3 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

(1)本文在綜合分析水利工程績效管理評估特點(diǎn)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(xiàng)目評估方法，本文選用的評估指標(biāo)涵蓋的項(xiàng)目因素更全面，更加適于工程項(xiàng)目的作業(yè)環(huán)境，對類似工程項(xiàng)目管理的評估工作具有一定的借鑒意義。此外，針對不同類別的工程項(xiàng)目及其評估工作，應(yīng)考慮具體的工程項(xiàng)目特點(diǎn)及內(nèi)容對評估指標(biāo)有所取舍及側(cè)重，從而保障指標(biāo)體系更貼近實(shí)際評判標(biāo)準(zhǔn)。

(2)本文構(gòu)建模糊 B P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，研究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(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建［J］.水利水電科技進(jìn)展，2013(03).

［2］木合塔爾.水利工程施工中的質(zhì)量控制與管理研究［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(01).

［3］歐陽紅祥，李欣，方國華.水利工程管理現(xiàn)代化及其評價(jià)指標(biāo)體系［J］.南水北調(diào)與水利科技，2012(01).

［4］劉金勇，王若劍.三體系運(yùn)行績效及總體成熟度評價(jià)研究［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(05).

［5］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(jià)權(quán)重確定［J］.水電能源科學(xué)，2011(02).

［6］蘇艷宇.水利工程項(xiàng)目施工成本控制與管理優(yōu)化［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016(02).

［7］穆范橢，趙玉紅.綜合類大型水利工程管理體制改革研究［J］.人民黃河，2007(08).

［8］柴智光.規(guī)范建設(shè)行為強(qiáng)化項(xiàng)目管理確保工程質(zhì)量［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2013(01).

T U 712.1

B

1008-1305(2016)05-0017-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.008

2016-03-21

李曉曦(1984年—)，男，工程師。