基于软计算的电力线路工程造价预测模型_王颖

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2 截面 m m
式中 : w , w , w , w 是对应地形的权系 数 , 可以 通过相 1 2 3 4 关领域的专家来设定 。 在初选的基础 上再采 用以 下更先 进的 算法 进一步 优选 得到最终的属性集 。 2. 2 基于 Wr a p p e r 算法的属 性优选 属性选择 方法 在广 义上 可分 为两 类 : 过滤 ( F i l t e r ) 算法 和包装 ( Wr a p p e r ) 算法 [ 5] 。 由于过滤算法不考虑属性 子集对 于算法的特性 , 适应性较差 , 因此实 际中多采 用包装算法 , 它 将推理算法本身当作属 性子集的评估函数 。 假设有 n 个 属性 , 每种状 态由一 个 n 位 的序列 表示 , 某 位的数值为 0 或 1 分别表示不选或选中对应的属性 。 包含 n 个属性的状态空 间共 有 o (2n) 种 状态 。 算法 的目 标是 通过 搜索空间 , 找出使评估函数 值最优 的状态 。 因 此 Wr a p p e r 算 法的两个关键问题 就是状 态空 间的搜 索方 法和 属性子 集的 评估方法 。 根据电力线路工程历史 数据的特 点 , 采用 最优优 先( B e s t -F i r s t ) 算法 对状态 空间进行 搜索 , 这是 一种鲁 棒性 很强的全局搜索 方法 。 对 于属 性子集 的评 估则 采用改 进的 贝叶 斯分类 器和 10 折交叉 验证法 , 具 体的评 估标准 是分类 误差 。 由于搜集的数据多为数值属 性 , 为 了采用改进 的贝叶 斯分类器需要设定类别属性 。 在电 力线路工 程造价中 , 电压 和导线截面这两个属性对于单位 工程造价影 响较明显 , 而且 属性对应的绝对数值个 数较少 , 便于处 理成分类 属性 。 因此 将电压和截面两个 属性在 两次 实验中 分别 离散 化作为 类别 属性 , 选择两次实验的交集作为最终的 优选子集 。 结 果如表 1 所示 。
1 引言
工程造价估算 是利用 以往 类似工 程的 数据 来快速 计算 新工程造价的过 程 。 经验 丰富 的造价 工程 师可 以根据 工程 特征作出大致的估算 , 但是电力线路的工 程造价是 一个多变 量 、高度非线性的问题 , 特别是当线 路情况复 杂多变时 , 很难 通过经验估计得 到可 靠的结 果 。 本文 利用 数据 挖掘技 术处 理海量数据的 能力以 及软 计算 [ 1 -2 ] 优 越的智 能计 算方 法建 立工程造价的模型 , 通过尽量简洁的属性 集合反映 隐含在工 程造价中的潜在规则 、由模糊推理全面客 观地反映 新建工程 与历史工程的相似关系 , 并利用神经网络 学习和并 行计算的
WA N GY i n g ,Y UJ i h u i , WA N GY u b i n
( K e yL a b o r a t o r yo f Hi g hV o l t a g eE n g i n e e r i n ga n dE l e c t r i c a l N e wT e c h n o l o g y , Mi n i s t r yo f E d u c a t i o n , C h o n g q i n gU n i v e r s i t y , C h o n g q i n g400030, C h i n a ) AB S T R AC T :T h ea r t i c l ep r o v i d e s a ni n t e l l i g e n c ef o r e c a s t m o d e l f o r s o l v i n g t h ep r o b l e mo f e n g i n e e r i n gc o s t o f p o w e r c o n s t r u c t i o nb a s e do ns o f t c o mp u t i n ga n dd a t am i n i n gt e c h n o l o g i e s .A c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t o f e n g i n e e r i n gc o s t p r e d i c t i o n , d a t ap r e p r o c e s s i n gi s f i r s t l ym a d e f o r c o l l e c t e dd a t at on o r m a l i z et h e r e a l d a t a , a n da w r a p p e r a l g o r i t h mi s u s e df o r f e a t u r es e l e c t i o n .L a t e r , an e u r a ln e t w o r kd r i v e nT a k a g i -S u g e n of u z z ys y s t e mi sa p p l i e dt oc o n s t r u c t t h e f o r e c a s t mo d e l , a n dc o n t r a s t t e s t i s u s e df o r c h a r a c t e r s e l e c t i o n .T h em o d e l i s s i mu l a t e do nMa t l a bp l a t f o r m, a n dt h e r e s u l t s s h o wt h a t t h ef o r e c a s t i n ga c c u r a c ya n dn e t w o r kg e n e r a l i z a t i o na r eb e t t e r t h a nt h a t o f B Pn e t w o r k s .T h emo d e l g i v e sa d v i c e so ns u mo f i n v e s t m e n t i ni n i t i a l s t a g e s , a n di t h e l p s i ne x t r a c t i n ge x p e r i e n c e s f r o mh i s t o r i c a l p r o j e c t s . KE Y WOR DS : S o f t c o mp u t i n g ;D a t ami n i n g ;E n g i n e e r i n gc o s t p r e d i c t i o nm o d e l 功能实现工程造价的估 算 。 该模型可以辅助项目建设法 人掌控工程 建设投资规 模 , 在引导电力工程建 设招投 标市 场的良 性发 展中 发挥积 极主 动的作用 , 保障各方的 合法 权益 , 也可 辅助 电力 技经部 门从 历史工程中提炼造价经 验 。
A nE n g i n e e r i n gC o s t P r e d i c t i o nMo d e l f o r P o w e r C o n s t r u c t i o nB a s e do nS o f t C o mp u t i n g T e c h n o l o g y
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通过简单的相关性 等分 析 , 发现 一些异 常的 数据点 , 为 此对 数据进行了平滑处理 。 以上操 作均是针对纪 录本身来 完成 , 为了将数据集调整到一个合适 的规模 , 还 需要对属 性进行当 的调整 。 对于每项工程的 描述包含了工程基本特 征 、设 计参数以 及技术经 济指标等共 70 多个属性 。 其中许多 属性是同一信 息的不同反映方式 , 比如对土石方工程的 描述既有 全线土石 方工程总造价 , 又有 “ 单位 公里 造价 ”、“ 单位 公里 土石 方统 计量 ” , 并细分 为单 位 公里 碎石 、 沙子 、水 泥 、混 凝土 统 计量 等 。 其中明显的包含了许多冗余属 性 , 如 果将他们 全部保留 用以建立数据挖掘的模型将导 致挖掘时间剧 增 , 而 且冗余属 性的重复强化将导致挖掘结果 严重失真 , 因此必须 采用一定 的方法对原始属 性集 进行压 缩 。 本文 采用 两个 步骤对 属性 进行选择 : 2. 1 属性规约 及转换 利用属性 规约 、属 性 转换 等方 式 对原 始 属性 集 进行 压 缩 。 如前所述的对土石方工程的描 述 , 可 以根据数 据挖掘的 目标将与此相关的冗 余属性全部删除而只保留 “单 位公里土 石方工程造价 ” 一个属性 。 另外还可以采取以下的 属性转换 方式 。 例如 : 原统计数据 中对地 形状 况的 描述是 由高 山大 岭 、 一般山地 、丘陵 、平地等各自占的比 例来表示 , 这样 造成属性 数量过多 。 利用加 权平均 的方 式将以 上属 性转 换成一 个地 形系数属性 。 地形系数 = w 1 ＊高山大 岭比例 +w 2 ＊ 一般山 地比 例 + w 3 ＊丘陵比 例 +w 4 ＊平地比例
收稿日期 : 2007 07 -08 修回日期 : 2007 -07 17
2 数据预处理
数据预处理是数据 挖掘过程中一个重要 的环节 , 它关系 到挖掘过程的可执行性 以及结果的合理性 [ 3 -4] 。 本文搜集了某电力 公司近 6 年 的新建工 程历史数据 , 由 于建设单位的差异导致数据格式 不统一 , 使得统计表 中包含 了一定的缺失值 , 对此采用平均值方法对 空缺数据进 行了填 补 。 另外 , 由于工程本 身的 特殊情 况甚 至纪 录错误 等原 因 ,
电压 k V 110 110 110 220 220 220
300 185 300 400 400 400
150
400
220
123
第 25 卷 第 8期 文章编号 : 1006 9348( 2008) 08 0246 -04
计 算 机 仿 真
2008模型
王 颖 , 俞集辉 , 王玉斌