基于水利工程建設(shè)管理績(jī)效評(píng)價(jià)

季洪波

(本溪市本溪滿族自治縣水務(wù)和移民事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 本溪 117100)

0 引 言

工程管理績(jī)效評(píng)價(jià)不僅是判斷施工企業(yè)價(jià)值的重要基礎(chǔ)，而且是檢測(cè)企業(yè)計(jì)劃與戰(zhàn)略實(shí)施的有效方法，在水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理系統(tǒng)中占據(jù)著核心地位。因此，當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及理論前沿是如何提高、保障、測(cè)評(píng)水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的管理績(jī)效。周巍等對(duì)于工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系從自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的角度進(jìn)行了分析；閆文周等從施工安全、投資管理、質(zhì)量及工期控制等方面，結(jié)合工程實(shí)際情況構(gòu)建了綜合評(píng)判模型。然而，在實(shí)際工程中應(yīng)多層次、多因素的綜合評(píng)價(jià)管理績(jī)效水平。單項(xiàng)線性分析法為傳統(tǒng)的管理績(jī)效評(píng)價(jià)方法，該方法由于未考慮各因素之間的非線性復(fù)雜關(guān)系，且在處理多維度、多要素復(fù)雜問(wèn)題時(shí)往往采用簡(jiǎn)化或降維處理的方法，從而使得評(píng)價(jià)結(jié)果精度較低無(wú)法達(dá)到管理決策的要求。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于傳統(tǒng)的績(jī)效評(píng)價(jià)法具有較強(qiáng)的聯(lián)想能力和適應(yīng)能力，利用記憶、訓(xùn)練等方式處理器可實(shí)現(xiàn)各類(lèi)樣本的合理生成，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，較一般的方法其精度較高[1-7]。鑒于此，本文將BP網(wǎng)絡(luò)和模糊優(yōu)選理論相耦合，在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算過(guò)程中發(fā)揮其自學(xué)習(xí)功能，經(jīng)過(guò)反復(fù)的多次訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)實(shí)際輸出誤差的最小化，并對(duì)水利工程管理績(jī)效的優(yōu)劣運(yùn)用實(shí)用性更強(qiáng)的BP網(wǎng)絡(luò)模型評(píng)價(jià)。

1 構(gòu)建管理績(jī)效評(píng)價(jià)體系

項(xiàng)目周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜及施工環(huán)境惡劣等為水利工程的典型特征，另外在項(xiàng)目施工時(shí)中還存在施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主等各部門(mén)難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一的問(wèn)題[8]。規(guī)模不同的水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目其發(fā)展階段存在一定差異，本文以大型水利工程為例將其流程分為后評(píng)價(jià)、竣工驗(yàn)收、施工準(zhǔn)備、生產(chǎn)準(zhǔn)備、建設(shè)實(shí)施、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃及項(xiàng)目建議書(shū)等9個(gè)階段，這些階段涉及了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)、竣工交付直至投入運(yùn)行的全過(guò)程，因此也稱(chēng)為生命周期階段。根據(jù)不同的階段可將評(píng)價(jià)過(guò)程劃分為工程質(zhì)量進(jìn)度、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)、投資管理、資金控制、勘測(cè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)5個(gè)模塊，這5個(gè)部分覆蓋了以上每個(gè)階段的控制難點(diǎn)和工作重點(diǎn)，由此可建立生命周期績(jī)效評(píng)價(jià)體系，如表1所示。

表1 水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的管理績(jī)效指標(biāo)體系

不同指標(biāo)在管理績(jī)效評(píng)價(jià)體系中的度量單位、方法及取值范圍存在差異，從而使得同一層次中各指標(biāo)間存在不可通透性。因此，在績(jī)效評(píng)價(jià)前有必要采取標(biāo)準(zhǔn)化公式將各指標(biāo)初始數(shù)據(jù)處理至0-1之間的無(wú)量綱值。

根據(jù)各指標(biāo)的具體數(shù)值和績(jī)效管理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，邀請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)管理績(jī)效各參數(shù)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可劃分為優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格，所對(duì)應(yīng)的評(píng)分值為1.0-0.9、0.9-0.8、0.8-0.7、0.7-0.6、0.6-0.0，評(píng)分值越高則工程管理績(jī)效越好。

根據(jù)遼寧省14個(gè)水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的相關(guān)資料，通過(guò)專(zhuān)家組打分、歸一化計(jì)算和統(tǒng)計(jì)整理等，確定各工程管理績(jī)效的打分和15個(gè)樣本的評(píng)估指標(biāo)。為保證樣本容量的完整性和可靠性，設(shè)置評(píng)價(jià)體系中各參數(shù)值全為0、1兩種情況作為兩個(gè)理想樣本，所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)輸出值為0和1，由此共構(gòu)造17組樣本數(shù)據(jù)。

2 構(gòu)造BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)績(jī)效評(píng)價(jià)模型

2.1 模型及參數(shù)設(shè)計(jì)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中m個(gè)目標(biāo)的特征值和輸入層中m個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，隱含層共存在l個(gè)階段，輸出層共存在一個(gè)單節(jié)點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)最終輸出。誤差向后傳播的計(jì)算與隱含層個(gè)數(shù)密切相關(guān)，隱含層越多則計(jì)算過(guò)程越復(fù)雜，一般條件下也會(huì)顯著增大模型的訓(xùn)練時(shí)間及局部最小誤差，結(jié)合相關(guān)研究和工程管理績(jī)效評(píng)價(jià)實(shí)際情況設(shè)定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為三層。如圖1所示。

圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

設(shè)關(guān)于樣本j而言n個(gè)樣本的輸入為rij，其中i=1,2,…,m；j=1,2,…,n。在工程管理績(jī)效評(píng)價(jià)時(shí)BP網(wǎng)絡(luò)的建模流程如下：

1)管理績(jī)效評(píng)價(jià)各樣本信息通過(guò)節(jié)點(diǎn)i將傳遞給隱含層中節(jié)點(diǎn)，因此管理績(jī)效輸入和節(jié)點(diǎn)輸出保持不變，即uij=rij。

(1)

(2)

4)為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性和有效性，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)采用下述公式對(duì)節(jié)點(diǎn)p和k的權(quán)重進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，即：

(3)

式中：M(upj)、η分別代表j樣本的期望輸出和BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)效率。

根據(jù)如下公式對(duì)隱含層節(jié)點(diǎn)k和輸入層節(jié)點(diǎn)i之間的權(quán)重進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整量計(jì)算方法為：

(4)

采用BP反向傳播算法和上述計(jì)算模型，可對(duì)單元和目標(biāo)系統(tǒng)的連接權(quán)重值進(jìn)行計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)期望和實(shí)際輸出的誤差最小。根據(jù)評(píng)價(jià)體系中的14項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)設(shè)定BP網(wǎng)絡(luò)中輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)有14個(gè)，中間層節(jié)點(diǎn)利用Klomogorov定理確定為29個(gè)，選擇績(jī)效評(píng)價(jià)結(jié)果作為輸出層的1個(gè)節(jié)點(diǎn)。選用trainlm函數(shù)作為學(xué)習(xí)樣本的訓(xùn)練方法，其學(xué)習(xí)為精度高且收斂速度快的LMBP反向傳播算法。BP模型的其他參數(shù)設(shè)置為：設(shè)定的期望誤差為0.001，訓(xùn)練步數(shù)最大值為1000。

2.2 BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與檢測(cè)

BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本為水利工程績(jī)效評(píng)價(jià)的14組樣本數(shù)據(jù)，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后將各指標(biāo)數(shù)值輸入節(jié)點(diǎn)，模型的期望輸出值為專(zhuān)家組確定的績(jī)效評(píng)價(jià)值[9]。經(jīng)過(guò)6個(gè)訓(xùn)練周期后該BP網(wǎng)絡(luò)模型的均方誤差達(dá)到期望設(shè)定值，如圖2所示。

圖2 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差

在樣本體系中BP網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)樣本為15-17組數(shù)據(jù)，模型檢測(cè)的輸出結(jié)果和輸入節(jié)點(diǎn)分別為專(zhuān)家組打分確定的這兩組樣本的管理績(jī)效評(píng)價(jià)值及樣本中各指標(biāo)數(shù)據(jù)，選用構(gòu)建的BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)檢測(cè)樣本進(jìn)行訓(xùn)練計(jì)算，如表2所示。

表2 BP網(wǎng)絡(luò)期望與訓(xùn)練結(jié)果

從表2可知，各工程的實(shí)際管理績(jī)效評(píng)價(jià)和BP網(wǎng)絡(luò)模型的評(píng)價(jià)結(jié)果保持較高的一致性，期望輸出和實(shí)際輸出之間的誤差績(jī)效，均方差D<0.0001，二者保持較高的一致性。因此，對(duì)水利工程管理績(jī)效評(píng)價(jià)利用該網(wǎng)絡(luò)模型具有科學(xué)合理性，可運(yùn)用該模型進(jìn)行實(shí)證分析。

從表2可知，各工程的實(shí)際管理績(jī)效評(píng)價(jià)和BP網(wǎng)絡(luò)模型的評(píng)價(jià)結(jié)果保持較高的一致性，期望輸出和實(shí)際輸出之間的誤差績(jī)效，均方差D<0.0001，二者保持較高的一致性。因此，對(duì)水利工程管理績(jī)效評(píng)價(jià)利用該網(wǎng)絡(luò)模型具有科學(xué)合理性，可運(yùn)用該模型進(jìn)行實(shí)證分析。

2.3 實(shí)例分析

遼寧省觀音閣水庫(kù)輸水工程項(xiàng)目項(xiàng)目全長(zhǎng)91.3km，設(shè)計(jì)年總供水量4.08億m3，設(shè)計(jì)水平年的供水保證率為99.2%，引觀入本主要用于本溪市城市居民飲水和本鋼等企業(yè)生產(chǎn)用水。該工程始建于2013年10月20日，工期為5年零8個(gè)月，項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)間為2019年12月。

在工程質(zhì)量方面，該供水改造項(xiàng)目的單位、分部、單元工程的優(yōu)良率分別為95.2%、100%和94.6%，外觀質(zhì)量得分率93.4%；整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程未發(fā)生安全事故，在生態(tài)環(huán)保方面嚴(yán)格按照批復(fù)的水土流失防治范圍整治，治理度為95.0%；征地移民的投資控制未超出概算范圍且工作質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。項(xiàng)目成本節(jié)約率和工期提前率分別為15%、12%，相對(duì)于其他同類(lèi)項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)合理性。

結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)行、竣工驗(yàn)收及建設(shè)監(jiān)理相關(guān)資料提取各參數(shù)值，經(jīng)歸一化處理得到各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，如表3所示。

表3 管理績(jī)效評(píng)價(jià)各參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化值

對(duì)該工程的管理績(jī)效水平采用經(jīng)訓(xùn)練檢驗(yàn)的BP模型進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果為0.9428，隸屬于優(yōu)秀等級(jí)，可見(jiàn)該工程具有較高的管理績(jī)效水平，評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)可靠，可為工程管理控制提供一定決策依據(jù)。

3 結(jié) 論

1) 本文結(jié)合工程管理的特點(diǎn)和績(jī)效評(píng)價(jià)的相關(guān)內(nèi)容，從多個(gè)不同方面構(gòu)建了綜合評(píng)判體系，選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于現(xiàn)有項(xiàng)目具有更強(qiáng)的實(shí)用性，覆蓋范圍廣且各指標(biāo)意義更加明確，可其他類(lèi)似項(xiàng)目的管理控制提供一定參考。針對(duì)不同項(xiàng)目的管理評(píng)價(jià)，應(yīng)充分考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)和項(xiàng)目的特征，經(jīng)適當(dāng)?shù)暮Y選建立滿足工程測(cè)評(píng)的要求指標(biāo)體系。

2) 所構(gòu)建的BP網(wǎng)絡(luò)評(píng)判模型可為水利工程管理績(jī)效提供一套系統(tǒng)、完善的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)判體系，在實(shí)際工程管理中具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，可為水利開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的管理控制和績(jī)效評(píng)價(jià)提供一種新的方法。