基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資偏離預(yù)警模型

王 莉

（西華大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院，成都610039）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)加大了對(duì)各種基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資力度，基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)也日益加大，在投資的過(guò)程中常常出現(xiàn)譬如投資失控等問(wèn)題，這就使得政府必須不斷地加強(qiáng)對(duì)那些重大的基礎(chǔ)設(shè)施的項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效地管理。在基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)管理中，最為重要的就是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警管理，對(duì)現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)分析方法進(jìn)行發(fā)展和完善，使政府和投資方及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取一些必要的處理措施來(lái)轉(zhuǎn)移或者防范投資風(fēng)險(xiǎn)。

1 研究方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鑒于其強(qiáng)大的非線性映射能力使得它在基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資偏離預(yù)警方面得到了一些應(yīng)用。

1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，上層各個(gè)神經(jīng)元都通過(guò)不同的傳遞函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)下層神經(jīng)元的全連接。當(dāng)獲得學(xué)習(xí)樣本以后，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)先要進(jìn)行正向的傳播。若輸出結(jié)果與目標(biāo)間的誤差大于預(yù)期的閾值，則該正向傳播轉(zhuǎn)入到反向傳播，把誤差信號(hào)沿著連接通路進(jìn)行返回，通過(guò)修改各個(gè)層次神經(jīng)元的權(quán)重，逐漸使得誤差信號(hào)變小。隨著誤差反向傳播的持續(xù)進(jìn)行，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)學(xué)習(xí)樣本響應(yīng)的正確率逐漸提高，最終達(dá)到用戶要求的精度。

圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涫疽鈭D

1.2 模型輸入因子

為了較好地描述模型輸入因子，定義下列的數(shù)學(xué)符號(hào)：

t1,t2,???,tN表示基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的多個(gè)施工時(shí)段；

施工進(jìn)度達(dá)到第i時(shí)段后，已經(jīng)完成的工程計(jì)劃投資CBP(ti)為

這里，EV()ti表示掙值。

施工進(jìn)度達(dá)到第i時(shí)段后，已經(jīng)完成的工程實(shí)際投資CAP(ti)為：

這里，AC(ti)表示實(shí)際成本。

施工進(jìn)度達(dá)到第i時(shí)段后，擬完成的工程計(jì)劃投資CBS(ti)為：

這里，PV(ti)表示計(jì)劃值。

為了有效地度量基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資偏程度，本文定義了成本績(jī)效指數(shù)、進(jìn)度績(jī)效指數(shù)、投資費(fèi)用的偏離度、工程進(jìn)度的偏離度、投資費(fèi)用項(xiàng)的偏離風(fēng)險(xiǎn)率和工程進(jìn)度項(xiàng)的偏離風(fēng)險(xiǎn)率等6個(gè)預(yù)警指標(biāo)。

1.3 輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理

采用比例壓縮法來(lái)完成對(duì)輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理，其基本公式如下

其中，X為原始的數(shù)據(jù)，Xmax表示原始數(shù)據(jù)的最大值，Xmin表示原始數(shù)據(jù)的最小值；T為變換后的數(shù)據(jù)，Tmax一般取值為0.9～1，Tmin一般取值0～0.1。

得到最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的還原公式為：

1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)警模型

以投資費(fèi)用偏離的風(fēng)險(xiǎn)率為例，本為構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)警模型如圖2所示。對(duì)于其他幾個(gè)指標(biāo)，也可以仿照?qǐng)D2的模型構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)警模型。

2 數(shù)據(jù)實(shí)例

區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)粵港之間的交通能力提出了更高要求。近幾年來(lái)，粵港區(qū)域經(jīng)濟(jì)融合日益緊密，和廣深港線運(yùn)量慣性增長(zhǎng)，而現(xiàn)有的廣深港鐵路通道已難適應(yīng)。故此，新建廣深港客運(yùn)專(zhuān)線勢(shì)在必行。更重要的是，它將有效地與全國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相銜接。建成后的區(qū)域快線將打通香港與北京、上海等主要城市的經(jīng)脈，與新京廣線乃至全國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)銜接。這對(duì)于加強(qiáng)粵港經(jīng)濟(jì)融合關(guān)系，促進(jìn)廣深港同城化進(jìn)程，都將有重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。也因此，政府實(shí)有必要盡快落實(shí)香港段的興建計(jì)劃，令廣深港同城化早日實(shí)現(xiàn)。

圖2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)警模型

本文的實(shí)例選取于廣深港高速鐵路項(xiàng)目中的一段。假設(shè)某合同段的合同價(jià)格為1.7億元，占了整個(gè)項(xiàng)目?jī)r(jià)格的12.3%。該合同段從2010年2月開(kāi)始施工，至2010年9月時(shí)所獲得的一些資料如表1。表2給出了這個(gè)合同段的投資風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)以施工單位2010年2月至9月的計(jì)劃值為輸入矢量：

以投資費(fèi)用偏離的風(fēng)險(xiǎn)率組成目標(biāo)矢量：

表1 某合同段2010年2月至2010年9月的資料 （單位：億元）

表2 某合同段投資費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算表 (單位：億元)

對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。根據(jù)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)該合同段2010年10月的計(jì)劃值為0.058億元，2010年10月該合同段的投資費(fèi)用偏離風(fēng)險(xiǎn)率的預(yù)測(cè)值為-0.15。根據(jù)投資費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)率的五級(jí)閾值：-0.1,0,0.1,0.2,0.3可得出結(jié)論，10月份該合同段投資費(fèi)用偏離風(fēng)險(xiǎn)非常小。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資偏離預(yù)警模型。在定義了成本績(jī)效指數(shù)、進(jìn)度績(jī)效指數(shù)、投資費(fèi)用的偏離度、工程進(jìn)度的偏離度、投資費(fèi)用項(xiàng)的偏離風(fēng)險(xiǎn)率和工程進(jìn)度項(xiàng)的偏離風(fēng)險(xiǎn)率等六個(gè)預(yù)警指標(biāo)的基礎(chǔ)上，將多個(gè)階段的歷史數(shù)據(jù)輸入到預(yù)先學(xué)習(xí)好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，就可得到基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資偏離程度。數(shù)據(jù)實(shí)例表明該模型能有效測(cè)評(píng)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資偏離程度。

本文的研究成果表明：可從日常的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中挖掘和發(fā)現(xiàn)一些對(duì)未來(lái)具有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)和信息。本文的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資偏離預(yù)警模型，對(duì)于充實(shí)和完善基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)管理具有一定的積極作用。

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