黃沈海HUANG Shen-hai；金顯JIN Xian；馬婷婷MA Ting-ting；張黛妮ZHANG Dai-ni；竇金月DOU Jin-yue

（國網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，嘉興 314000）

0 引言

傳統(tǒng)的變電工程計價方法一般有兩種：一種是定額計價法，該方法通過計算項目工程量，然后根據(jù)定額查詢基價，與對應(yīng)的工程量相乘，計算得到直接工程費，再以此為依據(jù)，得到措施費、間接費、利潤、稅金，該方法經(jīng)過了幾十年的實踐，雖然有一定的科學(xué)性和實用性，但其“社會平均水平”的本質(zhì)，導(dǎo)致其計算結(jié)果的滯后性，且計算繁瑣，無法快速報價，降低投資效率；另一種是清單計價法，通過量價分離的方式，價格由市場確定，費用由市場競爭決定，該計價方式雖提高了計價的準(zhǔn)確性，但是其流程復(fù)雜，管理成本較高，無法達(dá)到快速報價的目的。

為了能夠避免傳統(tǒng)變電工程計價方法的局限性，呂芳[1]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在小樣本數(shù)據(jù)處理中的出色表現(xiàn)，提出了基于此模型的電網(wǎng)工程造價的預(yù)測。宋宗耘等[2]通過螢火蟲算法，對支持向量及模型進(jìn)行優(yōu)化處理，通過優(yōu)化的SVM對變電工程造價水平進(jìn)行預(yù)測。張宇晨等[3]針對初設(shè)階段變電工程造價指標(biāo)不充分，信息不完全的特點，提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。丁艷等[4]通過對往期電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)的收集整理，并選取影響電網(wǎng)工程造價的因素，采用回歸預(yù)測的方式，對電網(wǎng)工程造價進(jìn)行預(yù)測。

但變電工程往往具有投資周期長、投資資金大等特點，影響其整體造價的因素有很多，然而無法直接判斷各因素對變電工程造價的影響程度，進(jìn)而影響計價的準(zhǔn)確性，在實際的管理過程中，往往因決策導(dǎo)向不明造成超預(yù)支的情況，因此抓準(zhǔn)影響變電工程造價的主要因素，對其進(jìn)行著重的資金把控顯得尤為重要。趙維樹[5]通過灰色關(guān)聯(lián)分析，將定性的問題定量處理，確定了施工圖預(yù)算價和工料機(jī)信息價是影響工程造價的主要因素；方向[6]等通過粗糙集理論將影響變電工程的因素分為內(nèi)部和外部兩方面，并結(jié)合問卷調(diào)查，除去冗余因素，得到了主要因素。邢曉霞等[7]將影響變電工程造價的因素總結(jié)為規(guī)模因素、市場因素、外部因素、設(shè)計技術(shù)與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)因素。陳德等[8]通過分析變電工程整個建設(shè)周期，構(gòu)建了面向大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)工程造價數(shù)據(jù)倉儲架構(gòu)，并從工程概況，技術(shù)參數(shù)和工程費用三方面入手，提出加強(qiáng)造價管控的有效措施。而張芮郗等[9]更是從宏觀經(jīng)濟(jì)角度，結(jié)合影響變電工程的綜合造價指數(shù)、價格指數(shù)、物量指數(shù)，以此尋求居民消費價格指數(shù)、出廠價格指數(shù)與變電工程造價指數(shù)之間的關(guān)系。徐文慧等[10]則通過建立變電工程造價控制的評價體系，對影響變電工程造價的相關(guān)因素，采用粗糙集理論進(jìn)行權(quán)重賦值，以此得到各影響因素之間的重要性排序。

綜上所述，為了能夠提高變電工程在投資報價中的效率，同時又能抓住影響投資報價的主要因素，以此降低管理成本，簡化流程，但又能加強(qiáng)管控，提高報價的準(zhǔn)確性，本文提出了基于灰色關(guān)聯(lián)模型的最小二乘支持向量機(jī)算法（LSSVM）在變電工程快速報價中的研究。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 灰色關(guān)聯(lián)模型基本原理

灰色關(guān)聯(lián)[11-12]模型是建立在完全確定和完全否定之間的系統(tǒng)，即“某些信息能確定，某些信息不確定”，通過灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，定量的確定因素之間的相關(guān)性程度，通過衡量各個比較序列對于同一目標(biāo)序列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)大小，確定影響目標(biāo)序列的主次因素。

其中關(guān)聯(lián)系數(shù)可以表示為：

其中，x0j：目標(biāo)序列；

xij：比較序列；

ρ：分辨系數(shù)，取值范圍為（0，1）。

在實際的操作過程中，同一比較序列對應(yīng)目標(biāo)序列會有N個關(guān)聯(lián)系數(shù)，為了方便比較，取其平均值作為兩序列的關(guān)聯(lián)度：

1.2 最小二次支持向量機(jī)（LSSVM）基本原理

最小二乘法支持向量機(jī)[13-14]是目前較為成熟的人工智能算法，該算法從支持向量機(jī)的基礎(chǔ)上演化而來，該算法的特點在于利用核函數(shù)解決非線性問題和決策依據(jù)少數(shù)支持向量，在一定的程度上能增加計算速度和預(yù)測精度，但仍然面臨著當(dāng)變量復(fù)雜、繁多的情況下的“維數(shù)災(zāi)難”問題。

式（4）所示的規(guī)劃方程式，以此來解決最小二次支持向量機(jī)的求解：

通過對最小二次支持向量記得公式轉(zhuǎn)換可以得到以下公式：

其中，σ和c是核函數(shù)的核參數(shù)，通過尋找適當(dāng)?shù)膮?shù)σ和c以解決最小二乘法支持向量機(jī)的規(guī)劃求解問題。

2 實例分析

2.1 原始數(shù)據(jù)選取

變電工程造價制應(yīng)該是貫穿建設(shè)全過程的，但是在這個過程中，對變電工程的影響最大的階段是可行性研究階段，該階段投資決策過程將會影響工程造價的可能性在95%-100%，是否能快速且準(zhǔn)確的給出變電工程報價，是至關(guān)重要的，因此本文中選取可行性研究階段的變電工程造價相關(guān)數(shù)據(jù)。

由于影響變電工程造價的因素具有復(fù)雜性、多樣性等特點，如果考慮所有的影響因素不僅耗時耗力，也會降低變電工程造價的預(yù)測精度。因此，根據(jù)變電工程建設(shè)的實際情況和參考國內(nèi)外相關(guān)研究，最終確定變電站容量、主接地網(wǎng)長度、開關(guān)柜數(shù)量、電纜長度、圍墻內(nèi)占地面積、建筑面積、站址土石方量、征地費用、工期等9個相關(guān)影響因素進(jìn)行著重分析。

整理2017-2018年浙江省某市110kV-220kV新建變電工程的相關(guān)資料，得到15個該地區(qū)的變電工程概況數(shù)據(jù)，并選取其中的10組項目作為訓(xùn)練樣本，5組項目作為預(yù)測樣本。該灰色關(guān)聯(lián)度模型的數(shù)據(jù)可以表示為X=（x0，x1，…，x9）T，其中，x0為造價總費用，x1為變電站容量，x2為主接地網(wǎng)長度，x3為開關(guān)柜數(shù)量，x4電纜長度，x5為圍墻內(nèi)占地面積，x6為建筑面積，x7站址土石方量，x8為征地費用，x9為工期。

2.2 數(shù)據(jù)處理

由于在變電工程中，影響造價的因素相互之間的量級和單位取值不同，同時為了能避免個別指標(biāo)取值范圍大的情況，而使得整個預(yù)測過程中所占權(quán)重過大，直接導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果的不可靠或片面性，本文需要對變電工程數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，使得所有的指標(biāo)值都在[0，1]的范圍內(nèi)，本文采用的是極大值標(biāo)準(zhǔn)化變換，如公式（7）所示：

其中，λij量鋼化之后的比較序列。

經(jīng)過無量綱化處理之后，如表1所示。

表1 經(jīng)過無量綱化處理的數(shù)據(jù)

將經(jīng)過無量綱化處理的數(shù)據(jù)帶入公式（1）和（2），可以得到各個影響因素與造價總費用之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)均值，如表2所示。

表2 各因素關(guān)聯(lián)系數(shù)均值及排序

由此可知變電站容量影響變電工程造價最主要的因素是變電站的容量，在實際的建設(shè)過程中也印證了這一點，在可研階段確定變電站容量就能確定電壓等級，進(jìn)出線回數(shù)等各方面的參數(shù)也相繼確定，進(jìn)而對變電工程造價的影響也較大。建筑面積、電纜長度、主接地網(wǎng)長度分列2、3、4位，因此在考慮影響變電工程造價影響因素時，也應(yīng)著重考慮。

表3 誤差比較

通過表3，我們能清楚的看到，通過基于灰色關(guān)聯(lián)模型處理的LSSVM預(yù)測結(jié)果中，預(yù)測結(jié)果與期望輸出結(jié)果的相對誤差控制在10%以內(nèi)，即符合可行性研究階段對于投資估算的要求，同時值得注意的是有4組數(shù)據(jù)的相對誤差控制在5%以內(nèi)，并且其平均絕對誤差只有3.44%。反觀直接采用LSSVM模型對變電工程造價費用進(jìn)行預(yù)測的結(jié)果，可以明顯的發(fā)現(xiàn)，其平均絕對誤差為11.75%，并且其中的兩組數(shù)據(jù)誤差遠(yuǎn)超可研投資估算誤差。

因此，不難看出基于灰色關(guān)聯(lián)模型的LSSVM在變電工程快速報價中的具有較高的預(yù)測精度，且基于灰色關(guān)聯(lián)模型的LSSVM模型，所預(yù)算的變電工程造價的結(jié)果平穩(wěn)性更好，相較于僅通過LSSVM模型，其預(yù)測結(jié)果的極差降低62%，故預(yù)測結(jié)果具有可靠的實用性。

3 總結(jié)

本文通過大量的文獻(xiàn)資料研究和管理者的相關(guān)經(jīng)驗，確定了變電站容量、主接地網(wǎng)長度、開關(guān)柜數(shù)量、電纜長度、圍墻內(nèi)占地面積、建筑面積、站址土石方量、征地費用、工期為變電工程造價的影響因素，并提出了采用灰色管理模型定量的對影響因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)程度大小確定，并選取了關(guān)聯(lián)程度較大的影響因素：變電站容量、主接地網(wǎng)長度、電纜長度、建筑面積作為LSSVM模型輸入變量的維度進(jìn)行變電工程造價的預(yù)測，結(jié)果表明該模型具有較高的預(yù)測精度，在實際的變電工程快速報價中有一定的實用性，具體表現(xiàn)在兩方面：①用戶工程方面，通過可靠、精確的電網(wǎng)變電工程快速報價模型，能夠減少傳統(tǒng)造價計算時間冗長，需要大量的設(shè)計文件資料，降低了用戶工程可研階段的電力獲得感，增強(qiáng)了電網(wǎng)公司服務(wù)效率，優(yōu)化電力營商環(huán)境；②系統(tǒng)工程方面，該快速報價模型能夠?qū)ο到y(tǒng)工程編制完概預(yù)算文件后，進(jìn)行快速精準(zhǔn)的校核，對于傳統(tǒng)編制概預(yù)算結(jié)果和快速預(yù)測結(jié)果相差較大的文件，可以進(jìn)行深入的分部分項分析，針對性的提升傳統(tǒng)概算編制的校核效率。