成本估算建设项目的成功至关重要。神经网络,人工智能的工具,提供了巨大的潜力。应用神经网络,然而,需要各自的研究由于细节不同的设施。提出的建议体育领域的建设成本估计方法基于神经网络。人工神经网络的一般适用性的制定成本估算的问题是调查。多层感知器网络的适用性的结果证实了最初的训练一组不同的人工神经网络。此外,一个网络是专为映射之间的关系施工工程的总成本和所选成本预测是体育领域的特征。积极预测质量和精度进行了评估。研究结果使合法化提议的方法。
一个bstract>本文给出的结果是一个广泛的研究的一部分,作者参与,旨在开发工具快速成本估算,致力于建筑行业。本文的主要目的是调查的结果在人工神经网络(ann)的适用性的问题估计施工工程的总成本在体育领域特定的设施。文中作者提出一个新的方法基于人工神经网络估算体育场的建设成本。
在建设项目成本估算是一个关键问题。低估和高估成本可能导致建设项目的失败。使用不同的工具和技术在整个项目生命周期应该提供的信息成本项目的参与者和支持一个复杂的决策过程。一般来说,成本估算方法可以分类如下
质量成本估算:
基于启发式方法的成本估算
基于专家判断的成本估算
量化成本估算:
基于统计方法的成本估算
基于参数成本估算方法
基于非参数成本估算方法
成本估算基于类似/比较方法
基于分析方法的成本估算。
建筑行业的期望是缩短所需的时间预测成本,而另一方面,估计必须足够可靠和准确。全球有出版物中,作者报道应对这些预期的研究成果。使用回归分析的例子(基于参数和非参数方法)如下:应用多元回归预测准确性的早期阶段的成本估算建设项目(
人工神经网络(ann)可以被定义为数学结构及其实现(硬件和软件),其作用方式是基于和受神经系统中观察到的自然。换句话说,人工神经网络是人工智能的工具有能力模型数据关系不需要假设先验绑定变量的方程或公式。网络有各种根据其结构,处理信号,和应用程序。这个主题广泛的理论提出了在文献中(例如,
适用性在回归问题依赖和许多独立变量之间的关系难以调查
自动化培训过程中获得知识的能力
构建和存储知识的能力的基础上,收集培训模式(现实生活中的例子)
知识泛化能力;预测可以为数据尚未提交的人工神经网络在训练过程中。
安的一些示例应用程序报告的成本估算和成本分析在施工复制过去的公路建设成本的趋势和未来的成本估计趋势在这个领域在路易斯安那州,美国(
需要强调,尽管许多出版物报道研究项目的使用人工神经网络在建设成本分析和成本估算,每一个特定的问题和独一无二的。每个这样的问题需要一个单独的方法,调查由于独特的条件,决定因素,因素,影响建设项目的成本。个体在建设成本估算方法主要是由于特异性的设施,包括体育领域。体育领域的成本不仅对施工阶段非常重要而且后的维护。决定的大小、功能和质量是至关重要的为未来使用和体育经营管理领域。成功的调查网络适用性问题将允许提出一种新方法对工程造价的估算运动领域。新方法,基于神经网络提供的优势,将允许预测运动领域的建设总成本比用传统方法快得多;此外,它会给检查许多变异及其影响的可能性在很短的时间成本。
研究的总体目标是开发一个模型,该模型支持体育领域的建设成本估算的过程。作者决定调查的目的实现网络成本预测的多维空间映射到一维空间的建设成本。在一个正式的符号,这个问题通常可以定义如下:
在哪里
在统计意义上,问题归结为解决回归问题和评估的关系
通过研究战略的总体框架如图
方案的研究框架(来源:自己的研究)。
体育领域设施的某些类型的作品通常在施工阶段重复。主要类型的作品可以上市
大地测量,
土方工程(表土剥离、挖沟、天然路基的压实,等等),
作用于路基准备体育领域表面,
工作在体育领域的表面(通常是表面要么是天然或合成草),
装配夹具和掩埋式家具(如足球、手球盖茨,篮球目标系统、截击球,或网球波兰人和网),
在击剑和ball-nets安装工作,
次要道路施工和工作在人行道上,
景观工程和绿色区域安排在体育领域。
在研究的过程中,许多项目完成体育领域在波兰。两个领域致力于一个纪律和多功能字段被考虑。设施,分析不同大小的玩耍区域,安排区域沟通,安排绿色区域,击剑。表面有两种类型:天然或合成草。这里必须强调的是,对表面质量显著不同,建设成本发挥了重要作用。完成设施位于波兰各地在城市地区(大小不同的城市)和外部的城市(农村)。
问题是正式表示,假设使用人工神经网络,作者关注的是分析这允许他们预选成本预测。的预选之前是学习技术和成本两方面的建设项目在体育领域。这一阶段的研究允许收集必要的背景知识对体育领域特定施工对象的本质特征元素,范围和顺序施工工程必须完成,和客户质量的期望。
在下一步中,129个建设项目在体育领域,在波兰近年来完成了。为了快速成本分析,作者预选的以下数据寻找关系的变量:
建筑工程的总成本作为因变量
玩体育领域的区域、地点的设施,运动功能,竞技场的表面的类型(自然的或人工),质量标准的竞技场,球停止净表面,安排区域沟通,击剑的长度,安排绿化面积作为独立的变量。
这种预选的标准数据的可用性研究招标文件,并确保足够的简单的模型由于潜在客户开发能够制定有关体育的预期潜在成本字段被指定命令值预测在项目的早期阶段。
大多数提到的变量的量化类型。在设施的位置,类型的竞技场的表面,和质量标准的竞技场表面,只有描述性信息是可用的;三个变量的分类类型。表
因变量和自变量的特点考虑最初的过程中使用回归分析(来源:自己的研究)。
| 变量的描述 | 变量类型 | 值 |
|---|---|---|
| 建筑工程的总成本 | 定量 | 在成千上万的PLN成本 |
| 玩的运动 | 定量 | 表面积以m2 |
| 设施的位置 | 定量 | 市区(大城市、中等城市、小城市)或在市区(村庄) |
| 数量的运动功能 | 定量 | 的运动,可以在这个领域 |
| 类型的表面 | 分类 | 自然或人造草皮 |
| 质量标准的竞技场的表面 | 分类 | 质量标准评估根据招标文件中可用的信息 |
| 球停止净表面 | 定量 | 表面积以m2 |
| 安排区域进行交流沟通 | 定量 | 表面积以m2 |
| 击剑长度 | 定量 | 以米长度 |
| 安排绿色区域 | 定量 | 表面积以m2 |
下一步包括数据收集和扩展分类变量。在三个变量(即设施的位置、类型的竞技场表面,和质量标准的球场表面),取而代之的是数值分类值。问题的研究,分析建设项目完成的数量在体育领域,尤其是建筑工程成本的分析带来的结论是如何分类的三个变量值与建筑工程的成本。表
一般三个分类变量之间的关系和成本(来源:自己的研究)。
| 一个设施的位置 | 类型的表面 | 质量标准的竞技场的表面 | 成本 |
|---|---|---|---|
| 市区,大城市 | 人造草皮 | 高的要求 | 更高的 |
| 市区,中等城市 | 适度的要求 | ||
| 城市,小城市 | 天然草皮 | 较低的 | |
| 在市区外,村庄 | 低要求 |
定值的位置设施已经数值如下:城市面积:0.9大城市(人口100000),0.66中等城市(人口在20000年到100000年之间),0.33,小城市(人口低于20000);在城市面积:0.1的村庄。在竞技场的类型的情况下,人造草皮表面已经0.9和天然草皮的价值0.1的价值。最后,根据客户的期望和规范招标文件,要求质量标准的描述竞技场表面的值介于0.1和0.9之间。
研究招标文件的公共建设项目,完成体育领域合同的标的物被允许收集129个项目的数据。已完工程的数据收集在过去四年在波兰。收集到的信息被命令在数据库中。异常值的分析之后,作者决定拒绝一些极端情况下的施工总成本异常高或异常低。消除异常值后,115个项目的数据。
进一步分析包括调查的意义因变量之间的相关性和所有最初考虑的独立变量,预选的成本预测。相关性的重要性
意义的变量之间的相关性(来源:自己的研究)。
| 预选的成本预测 | 因变量之间的相关性,建筑工程的总成本,和独立变量显著 |
变量的符号(仅接受变量) |
|---|---|---|
| 玩的运动 | 是的 |
|
| 运动场的位置 | 没有 | - - - - - - |
| 数量的运动功能 | 没有 | - - - - - - |
| 类型的表面 | 是的 |
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| 质量标准的竞技场的表面 | 是的 |
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| 球停止净表面 | 是的 |
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| 安排区域进行交流沟通 | 是的 |
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| 击剑长度 | 是的 |
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| 安排绿化面积 | 是的 |
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的相关性两个预选的成本预测(即运动场的位置和运动功能)的数量似乎微不足道,他们拒绝了,不再考虑成本预测。
表
模范的记录数据库包括培训模式(来源:自己的研究)。
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 565.8 | 968年 | 0.9 | 0.6 | 0.0 | 196.8 | 602.5 | 0.0 |
| 13 | 1359年 | 3292年 | 0.9 | 0.5 | 600.0 | 2142.0 | 0.0 | 0.0 |
| 23 | 427.6 | 1860年 | 0.9 | 0.3 | 1116.0 | 78.0 | 37.5 | 1000.0 |
| 37 | 489.5 | 1860年 | 0.1 | 0.3 | 240.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
| 46 | 323.0 | 800年 | 0.9 | 0.5 | 192.0 | 181.8 | 139.7 | 0.0 |
| 59 | 181.3 | 800年 | 0.1 | 0.3 | 72.0 | 0.0 | 0.0 | 400.0 |
| 67年 | 1972.3 | 4131年 | 0.9 | 0.5 | 396.0 | 1096.0 | 207.1 | 2586.4 |
| 82年 | 161.1 | 1650年 | 0.1 | 0.1 | 300.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 94年 | 250.0 | 1470年 | 0.1 | 0.2 | 344.5 | 93.9 | 38.5 | 0.0 |
| 101年 | 800.5 | 1104年 | 0.9 | 0.8 | 295.9 | 1469.1 | 93.3 | 374.6 |
表
描述性统计模型的变量(来源:自己的研究)。
| 变量的符号 | 平均值 | 最小值 | 最大值 | 标准偏差 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 因变量 |
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457.56 | 33.30 | 2592.50 | 373.14 |
|
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|||||
| 独立变量 |
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1333.79 | 275.00 | 5600.00 | 788.49 |
|
|
0.59 | 0.10 | 0.90 | 0.27 | |
|
|
0.49 | 0.10 | 0.90 | 0.16 | |
|
|
300.26 | 0.00 | 2212.00 | 345.27 | |
|
|
193.16 | 0.00 | 2142.00 | 325.84 | |
|
|
105.24 | 0.00 | 602.50 | 121.13 | |
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|
324.29 | 0.00 | 3000.00 | 603.26 | |
值得注意的是最小值,即0.00,为变量
数据库记录的数量与115年)被用作训练模式
自动变量的值是按比例缩小的之前和之后的每个安的培训。这样做是由于功能安的软件模拟器用于研究的课程。变量是线性扩展的范围值适合激活函数用于某些调查安。结果,特别是人工神经网络训练误差,本文提出了进一步,给出原始,没有了价值。
独立变量的选择后,正式的符号在统计意义上的关系可以得到如下:
本阶段的研究的目的,即最初的培训网络,是评估其适用性问题,将决定是否继续研究。各种各样的前馈人工神经网络在自动模式训练。网络等于200年的总数;作者考虑了100多层感知器(MLP) 100年网络和径向基函数(RBF)网络的类型适合回归分析和制定适合的问题。
主要标准评估的适用性的人工神经网络预测的质量培训网络和错误。衡量质量的预测是皮尔森相关系数
的RBF网络预测的质量和错误都是不知足的,作者决定只关注MLP网络。MLP网络的结果是令人满意的;他们提出了综合如下图
从数据库的培训模式,学习(
总数可用的培训模式分为三个子集之间的关系:
对于每一个画,10个不同的网络培训。
网络隐层神经元的数量不同,
不同的激活函数,如线性、乙状结肠,双曲正切,和指数,隐层和输出层的神经元。
质量结束错误的人工神经网络在最初的训练阶段:(a)散点图的皮尔森相关系数和(b)散点图的错误
学习和验证,
从(
整体结果,预测和错误的质量,提出了在数字
质量结束错误的人工神经网络在最初的训练阶段:(a)散点图的皮尔森相关系数和(b)散点图的错误
(a)部分数据
表
总结的初始培训网络延时网络(来源:自己的研究)。
| 子集 |
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|||
|---|---|---|---|---|---|
| 平均 | 标准偏差 |
|
平均 | 标准偏差 | |
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0.901 | 0.240 | 82.1% | 145.5 | 111.7 |
|
|
0.879 | 0.228 | 81.0% | 108.8 | 57.8 |
|
|
0.881 | 0.233 | 80.5% | 126.9 | 83.3 |
我们可以看到在数字
这一阶段的研究证实了普适性的人工神经网络研究的问题。这个决定是继续研究。此外,它允许选择一群MLP网络训练的下一阶段。
对最初的训练结果,选择一组5网络进行最后阶段的研究。细节包括网络的结构和激活函数给出了表
选择ann的细节进行进一步的培训(来源:自己的研究)。
| 安 | 隐层神经元的数目 | 激活函数隐层 | 激活函数输出层 | 训练算法 |
|---|---|---|---|---|
|
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2 | 指数 | 线性 | 高炉煤气 |
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2 | 指数 | 双曲正切 | 高炉煤气 |
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3 | 指数 | 线性 | 高炉煤气 |
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5 | 乙状结肠 | 线性 | 高炉煤气 |
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5 | 双曲正切 | 指数 | 高炉煤气 |
假设网络的训练和测试不同的初始阶段。从115年的培训模式,测试子集,
剩下的模式参与了10倍交叉验证的网络(cf。
人工神经网络的性能评估一般的真实值和预测值之间的相关性,
结果选择人工神经网络训练(来源:自己的研究)。
| 安 |
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|---|---|---|---|---|---|---|
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| 马克斯 | 0.992 | 0.997 | 0.997 | 92.043 | 111.521 | 68.006 |
| 平均 | 0.985 | 0.982 | 0.993 | 66.416 | 63.681 | 41.286 |
| 最小值 | 0.973 | 0.948 | 0.985 | 49.572 | 20.138 | 26.656 |
| 标准偏差 | 0.005 | 0.015 | 0.004 | 11.620 | 24.243 | 12.338 |
|
|
||||||
| 马克斯 | 0.994 | 0.994 | 0.991 | 150.544 | 376.102 | 79.538 |
| 平均 | 0.978 | 0.979 | 0.983 | 73.351 | 90.999 | 57.609 |
| 最小值 | 0.933 | 0.933 | 0.979 | 43.473 | 40.899 | 35.816 |
| 标准偏差 | 0.022 | 0.018 | 0.003 | 31.521 | 95.430 | 13.082 |
|
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||||||
| 马克斯 | 0.994 | 0.994 | 0.991 | 150.544 | 376.102 | 79.538 |
| 平均 | 0.978 | 0.979 | 0.983 | 73.351 | 90.999 | 57.609 |
| 最小值 | 0.933 | 0.933 | 0.979 | 43.473 | 40.899 | 35.816 |
| 标准偏差 | 0.022 | 0.018 | 0.003 | 31.521 | 95.430 | 13.082 |
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| 马克斯 | 0.996 | 0.995 | 0.996 | 129.738 | 211.452 | 83.939 |
| 平均 | 0.979 | 0.980 | 0.980 | 77.525 | 72.796 | 50.383 |
| 最小值 | 0.946 | 0.957 | 0.952 | 32.191 | 41.891 | 27.691 |
| 标准偏差 | 0.013 | 0.013 | 0.014 | 27.375 | 49.569 | 18.072 |
图
的散点图
两个标准,相关成本估算的准确性,也被指定为评估选定的网络
表
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|---|---|---|---|
| 日军 | |||
| 马克斯 | 18.76% | 25.13% | 21.20% |
| 平均 | 12.68% | 14.43% | 9.97% |
| 最小值 | 7.49% | 5.54% | 5.60% |
| 标准偏差 | 3.49% | 5.66% | 4.44% |
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|||
| 马克斯 | 115.83% | 104.72% | 93.42% |
| 平均 | 65.47% | 61.55% | 46.67% |
| 最小值 | 34.34% | 9.76% | 11.87% |
| 标准偏差 | 21.35% | 27.59% | 17.65% |
选择网络的全面分析,即
在本文中,作者介绍了他们调查网络的适用性的问题估计建设的总成本在体育领域的工作。研究允许作者证实假设的一般适用性MLP型网络映射工具,有潜力的施工工程的总成本之间的关系和选择成本预测是体育领域的特征。另一方面,RBF网络类型似乎不适合这个特殊的成本估算问题。
除了人工神经系统的一般结论的适用性,专为这一种类型的网络问题是选择从广泛的各种各样的MLP网络。分析结果表明令人满意的性能选择网络的真实成本和成本预测之间的相关性。的水平
建筑工程成本估算的体育场在很短的时间内的变异
客户机支持决策的意识到成本估算精度的范围。
调查的结果鼓励继续将致力于改善模型,特别是降低
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者在他们的研究中使用STATISTICA软件;因此提出假设的一些神经网络训练是由于工具的功能。
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