梁春鮮

（廣西金算子建設(shè)工程咨詢(xún)有限公司，廣西 南寧 530000）

建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。但目前，我國(guó)建筑行業(yè)還處于零散、粗放的狀態(tài)，管理安全、資源浪費(fèi)等問(wèn)題嚴(yán)重[1]。隨著國(guó)家在基建方面的大力投資，工程項(xiàng)目的規(guī)模越來(lái)越大，功能越來(lái)越復(fù)雜，造型和建造技術(shù)也越來(lái)越多樣化，使得工程項(xiàng)目的管理越來(lái)越困難。成本管理是工程項(xiàng)目管理的重要組成部分，它的合理確定與有效控制是保證工程項(xiàng)目順利進(jìn)行的重要一環(huán)。

1 智能建造技術(shù)概述

盡管我國(guó)的項(xiàng)目成本管理觀念和模式在不斷發(fā)展，但是項(xiàng)目成本管理的質(zhì)量和效益依然受到了很大的挑戰(zhàn)。比如，項(xiàng)目成本管理各個(gè)階段缺乏有機(jī)的銜接，決策階段依靠經(jīng)驗(yàn)決策，設(shè)計(jì)階段重業(yè)績(jī)而輕成本，招投標(biāo)階段缺乏科學(xué)的評(píng)標(biāo)辦法，施工過(guò)程中的變化很難控制。而新一代的信息技術(shù)，如“三化”（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化）等信息技術(shù)，為我國(guó)工程造價(jià)管理提供了新的機(jī)遇[2]。比如，利用BIM 模型來(lái)構(gòu)建工程各個(gè)環(huán)節(jié)之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)前期決策進(jìn)行輔助決策，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，從而達(dá)到成本與設(shè)計(jì)的均衡，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供招投標(biāo)建議，將費(fèi)用、進(jìn)度等信息整合到BIM 中，以降低施工過(guò)程中的變動(dòng)[3]。因此，運(yùn)用智能化施工關(guān)鍵技術(shù)，從各個(gè)角度提高工程成本管理的質(zhì)量與效益，是今后我國(guó)建設(shè)項(xiàng)目成本管理的必然趨勢(shì)。

2 BIM 技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用

2.1 BIM 全過(guò)程造價(jià)管理

BIM 是一個(gè)整合工程中各類(lèi)資料的技術(shù)，它將會(huì)在一定程度上改善工程資料的存儲(chǔ)模式，同時(shí)也能迅速地進(jìn)行資訊的整理和分享。以更有效的方式儲(chǔ)存、處理、共享信息，為決策、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)提供依據(jù)，從施工到竣工全流程的成本控制為項(xiàng)目成本的控制提供了新的思路和新的途徑。例如，在決策過(guò)程中，通過(guò)BIM 與工程評(píng)估指數(shù)的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了智能化的決策，設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用BIM 技術(shù)實(shí)施多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化、管線綜合碰撞等，通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行的工程量核算，可以有效地降低工程的設(shè)計(jì)更改、重復(fù)勞動(dòng)，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效果，招標(biāo)時(shí)引入BIM 模式，降低招標(biāo)中的設(shè)計(jì)資訊損失，在工程建設(shè)中，運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面的管理，實(shí)現(xiàn)人、材、機(jī)、資金等方面的資源統(tǒng)籌，在完工和結(jié)算的過(guò)程中，充分運(yùn)用BIM 技術(shù)完成階段的信息，可以有效地改善工程完工后的結(jié)賬工作[4]。并整合完成的項(xiàng)目資料，構(gòu)建一個(gè)企業(yè)的內(nèi)部資料庫(kù)，為今后同類(lèi)的工程建設(shè)工作提供了有效的參考資料。BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)中的運(yùn)用，在某種意義上提高了工程項(xiàng)目建設(shè)的全流程，但是在目前的情況下還存在著一些缺陷。決策、招投標(biāo)、施工、竣工等各方面的研究尚處于理論層面，并未形成顯著的實(shí)用意義，在實(shí)用方面，其應(yīng)用范圍也僅限于協(xié)作、沖突檢測(cè)等一般的功能，BIM 技術(shù)還沒(méi)有真正地開(kāi)發(fā)出來(lái)。

2.2 BIM4D/5D 造價(jià)管理

為了更好地發(fā)揮BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，擴(kuò)大BIM 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上，將進(jìn)度、成本等數(shù)據(jù)整合起來(lái)，形成了BIM4D、BIM5D 等多個(gè)領(lǐng)域。利用BIM4D對(duì)工程進(jìn)行了仿真和跟蹤，提高了工程的進(jìn)度管理水平，實(shí)現(xiàn)了工程造價(jià)的精益化管理[5]。但是BIM4D 僅包含了一個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度信息，其成本管理的價(jià)值還不能充分體現(xiàn)，而B(niǎo)IM5D 集成了項(xiàng)目的進(jìn)度、費(fèi)用信息，使得成本管理更加有效。因此，在BIM5D 集成成本與進(jìn)度信息的基礎(chǔ)上，對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行了預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)的控制與流程化，從而使工程造價(jià)管理的質(zhì)量與效率得到明顯的提升，建立了一個(gè)能對(duì)比較項(xiàng)目進(jìn)行更高效的財(cái)務(wù)分析體系，本文提出了一種新的壽命周期費(fèi)用核算方法，以提高工程周期費(fèi)用的計(jì)算效率和質(zhì)量。在高維BIM4D/5D 模型中，由于使用BIM4D/5D 模型所耗費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用較高，因此，在使用BIM4D/5D 技術(shù)時(shí)，必須考慮到其邊際收益。

2.3 BIM 與其他技術(shù)集成造價(jià)管理

在對(duì)BIM 在成本管理中的運(yùn)用進(jìn)行探討的同時(shí)，也有一些研究試圖將其他理念、技術(shù)、管理和交易方式與BIM 技術(shù)相結(jié)合，使BIM 成本管理的效益最大化。例如，將BIM 與IPD 集成的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模型（IPD）相結(jié)合，對(duì)BIM 的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，從而提高成本管理的效率，為成本控制提供了良好的條件，通過(guò)BIM 技術(shù)和數(shù)理分析相結(jié)合，從BIM 模型中抽取必要的數(shù)據(jù)，并將其與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，構(gòu)建出一個(gè)工程成本估算模型，結(jié)合BIM 技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程量的自動(dòng)抽取和成本匹配，利用BIM 技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，可以在一定程度上解決信息孤島問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM 技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了以信息為基礎(chǔ)的項(xiàng)目成本管理模式?！癇IM+”技術(shù)的應(yīng)用與嘗試，使BIM 技術(shù)的應(yīng)用前景得到了很大的提高，同時(shí)也為BIM技術(shù)在建筑業(yè)的推廣提供了新的可能性。

3 人工智能技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用

3.1 知識(shí)表示與推理

在知識(shí)表示和推理技術(shù)中，知識(shí)圖譜技術(shù)可以直觀地表達(dá)當(dāng)前某一領(lǐng)域的研究領(lǐng)域、前言、趨勢(shì)以及整個(gè)知識(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，經(jīng)常被用來(lái)研究當(dāng)前的研究狀況和規(guī)律。作為知識(shí)表達(dá)和推理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，專(zhuān)家系統(tǒng)和案例推理是運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)的一個(gè)重要手段。以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了成本指數(shù)預(yù)測(cè)專(zhuān)家系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，采用案例推理技術(shù)構(gòu)建的項(xiàng)目成本估算模型，可以更全面地綜合考慮各方面的影響，從而實(shí)現(xiàn)更好的預(yù)測(cè)。知識(shí)表示與推理的技術(shù)可以很好地將現(xiàn)有的知識(shí)表達(dá)出來(lái)，并將其應(yīng)用于實(shí)際工作中，但在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理過(guò)程十分復(fù)雜，并且要充分考慮到數(shù)據(jù)的質(zhì)量和處理方式對(duì)結(jié)果的影響。

3.2 自然語(yǔ)言處理

自然語(yǔ)言處理技術(shù)是人工智能研究的一個(gè)重要研究方向，它可以把大量的非結(jié)構(gòu)文件轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化的信息，使相關(guān)人員能夠更好地獲取、分析和利用信息。利用TreforP.Williams 等將文本和數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合，利用不同的分類(lèi)方法，構(gòu)建了一個(gè)基于文本的分類(lèi)模型，從而對(duì)工程項(xiàng)目的費(fèi)用進(jìn)行了預(yù)測(cè)。TemitopeAKANBI 等采用自然語(yǔ)言處理技術(shù)，將建筑工程中的設(shè)計(jì)資料抽取出來(lái)，以提高工程造價(jià)的精確度，并以木構(gòu)工程實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證。索賠是工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，也是工程造價(jià)管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。JiaNiu 通過(guò)對(duì)建筑工程合同領(lǐng)域的本體進(jìn)行了初步的研究，建立了一種基于規(guī)則的自然語(yǔ)言處理算法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程索賠事件的影響。自然語(yǔ)言處理技術(shù)可以有效地提高文件信息的處理速度和效率，但現(xiàn)有的研究缺乏專(zhuān)門(mén)的建筑專(zhuān)業(yè)詞匯，同時(shí)，由于建筑信息的復(fù)雜性、語(yǔ)言的地域性等因素，使得該方法的應(yīng)用不夠廣泛。

3.3 機(jī)器學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

作為人工智能的核心，機(jī)器學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能的基礎(chǔ)。構(gòu)建多個(gè)成本預(yù)測(cè)模型，采用群微粒啟發(fā)式方法，對(duì)各個(gè)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化，以達(dá)到對(duì)電網(wǎng)項(xiàng)目成本的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，可以從電力工程中抽取有用的特征，并對(duì)電力工程的成本進(jìn)行估計(jì)，從而大大提高了成本估計(jì)的準(zhǔn)確率和速度，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以模擬出更好的非線性預(yù)測(cè)模型。在此基礎(chǔ)上，利用BP（逆向傳遞）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)成本進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并用大量的試驗(yàn)資料對(duì)其進(jìn)行了檢驗(yàn)，但未考慮到各層次間的權(quán)值及門(mén)限的優(yōu)化。將遺傳算法（GA）引入BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型中，對(duì)BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次的權(quán)值和閾值進(jìn)行了優(yōu)化，從而有效地克服了BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)。不管是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，還是以其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法為基礎(chǔ)的，其本質(zhì)就是“數(shù)”與“數(shù)”的關(guān)系，即“輸入”“輸出”，而影響“成本”的因素則多為“語(yǔ)言”。通常的處理方式是將文字型資料轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，再輸入，例如地基的類(lèi)型，將樁基設(shè)定為1，筏基設(shè)定為2，等等。但在這樣的情況下，信息會(huì)不會(huì)丟失，會(huì)不會(huì)影響到預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性就不得而知了。因此，在運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行成本預(yù)測(cè)時(shí)，如何正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理是必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

3.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在工程造價(jià)管理中的研究

IDC（InternetDataCenter）把大數(shù)據(jù)作為一種新的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以更有效的方式從高頻率、大容量、結(jié)構(gòu)和種類(lèi)的資料中獲得更多的價(jià)值。大數(shù)據(jù)的“4V”特性是：大容量、快速、高附加值。大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的利用與分析提出了新的問(wèn)題與機(jī)會(huì)，它的處理過(guò)程大致分為三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)抽取與集成、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)解讀。在全過(guò)程中包含了云計(jì)算，MapReduce，分布式文件系統(tǒng)，主要技術(shù)包括分布式并行數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)源Hadoop 平臺(tái)、大數(shù)據(jù)可視化等。

3.4.1 數(shù)據(jù)抽取與集成階段

在數(shù)據(jù)提取和整合方面，把數(shù)據(jù)收集作為工程造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的首要工作，是對(duì)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的依據(jù)。在采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)，必須遵循國(guó)家、行業(yè)的統(tǒng)一規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)的提取、整合是一項(xiàng)十分復(fù)雜、難度較大的工作，需要政府、相關(guān)部門(mén)、各參與方的共同努力。在國(guó)家一級(jí)，作為成本信息的最大持有者和發(fā)行者，我們應(yīng)該對(duì)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并對(duì)其進(jìn)行適時(shí)的分類(lèi)，從而對(duì)工程造價(jià)的管理起到一定的指導(dǎo)作用。而項(xiàng)目各方則可以集中精力于BIM 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、可互換性，在大數(shù)據(jù)的思想指導(dǎo)下，以模型為載體，以BIM 模型為中介，進(jìn)行信息的存儲(chǔ)和抽取，為滿(mǎn)足工程實(shí)際需要，完成了BIM 模型的信息傳輸與采集。王藝?yán)偻ㄟ^(guò)對(duì)BIM 模型數(shù)據(jù)的收集與處理，建立了項(xiàng)目信息管理、BIM5D、協(xié)同管理等功能，信息系統(tǒng)，包括成本數(shù)據(jù)的匯總等。然而，我國(guó)至今尚無(wú)統(tǒng)一的成本資料規(guī)范，而成本資料的搜集常常牽涉各方的利益和商業(yè)秘密，因而很難搜集到真實(shí)的工程造價(jià)資料，并取得資料的品質(zhì)。

3.4.2 數(shù)據(jù)分析階段

在數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中，數(shù)據(jù)挖掘與存儲(chǔ)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。在MapReduce 平臺(tái)上，提出了一種K-means 方法，用于分析和處理項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)，建立了項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)挖掘的基本過(guò)程和框架，為項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)挖掘提供了參考。陳遠(yuǎn)等對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法進(jìn)行了深入的探討，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)BIM 模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的管理，以Hbase 數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了Hbase 數(shù)據(jù)庫(kù)的Hadoop 大數(shù)據(jù)平臺(tái)。云計(jì)算是大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)，它的應(yīng)用主要包括IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、SaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、基于互聯(lián)互通的軟件應(yīng)用平臺(tái)、PaaS（platformasaservice），以及先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)技術(shù)。利用多種技術(shù)方法對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，建立了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模型，對(duì)工程成本進(jìn)行了預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)分析階段，盡管在挖掘、存儲(chǔ)和應(yīng)用等方面進(jìn)行了大量的研究，但都是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行的，并沒(méi)有形成一個(gè)完整的體系。

3.4.3 數(shù)據(jù)解釋階段

數(shù)據(jù)的最終解讀是對(duì)大數(shù)據(jù)的分析成果進(jìn)行闡釋和顯示，因此要找到合適的方法，構(gòu)建合適的平臺(tái)系統(tǒng)，將分析的結(jié)果傳送到用戶(hù)，從而使大數(shù)據(jù)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。在解釋方式上，可視化技術(shù)是一種最有效的解釋方式，它可以使造價(jià)信息管理者了解數(shù)據(jù)的整體過(guò)程，了解其結(jié)果，這樣才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)和使用。以知識(shí)圖譜為基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)內(nèi)工程造價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了可視化分析，在建設(shè)工程造價(jià)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)工程造價(jià)數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行了分析，并提出了建設(shè)工程造價(jià)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、信息共享平臺(tái)、信息服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)想和框架。本文的研究雖未對(duì)工程造價(jià)管理的具體建設(shè)提出具體的解決辦法，但對(duì)今后建設(shè)工程造價(jià)管理系統(tǒng)具有參考價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

智能化建造技術(shù)的運(yùn)用，使成本管理中的信息共享和使用方式發(fā)生了某種變化，提高了成本管理的效率和質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)BIM、人工智能、大數(shù)據(jù)等多方面的技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。通過(guò)對(duì)基于智能建筑技術(shù)的項(xiàng)目成本管理的研究，目前已有一定的成果，但總體上仍有不足。一方面，要拓展研究的領(lǐng)域，加深研究的深度，從多個(gè)視角整合各種技術(shù)，積極推進(jìn)理論的應(yīng)用。同時(shí)，傳統(tǒng)的成本管理觀念和方法也必須進(jìn)行創(chuàng)新，使其在關(guān)鍵技術(shù)上得到充分的運(yùn)用和發(fā)展。所以，對(duì)智能建筑的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究，促進(jìn)其在實(shí)踐中的應(yīng)用，在觀念和方法上都要主動(dòng)地采用新的技術(shù)，從而提升我國(guó)的工程成本管理水平。