快速估算（共7篇）
快速估算 篇1
0 引言
电压扰动信号的检测是进行电能质量分类和评估的前提,它主要用来判断采集的电气信号中是否存在扰动,对存在扰动的信号则存储并进行详细分析。检测算法不需要进行精确地计算,要求在线、实时完成,因此其执行必须速度快且简单。
目前广泛应用的时频分析方法,如文献[1]的双小波分析方法、文献[2]的小波神经网络分析方法和文献[3]的模糊辨识方法等[4,5]都可以同时获得暂态电能质量扰动信号的时域和频域信息,但其缺点是需将时域信号进行频域变换,算法复杂、时间开销大,结果缺乏直观性,实时性差。文献[6]提出了采用当前周期的电压信号与前一个周期信号之间的差值信号来进行检测,并一般按最大采样值的5%设定阈值,这样在采样信号比较小的情况下的小信号扰动将无法获得满意的效果,也由于周期性扰动信号的同一性而需采用别的方法进行判定。
本文根据正弦连续量等间隔采样特征,提出了采用两点采样值对下一点采样值进行估算及基于该估值计算与实际采样值进行比较的电能质量扰动检测快速定位方法。首先采用两点采样值对下一点采样值进行估值计算并减去实际采样值得出实际偏差信号,然后比较其偏差值落在以估算系数形成的自适应阈值范围内的情况,快速定位出采样信号的扰动起止时刻。该方法计算时只需三个采样点,且计算简单,响应速度快,线性度好,很适合在线检测装置。
1 采样值估算方法
设正常运行时电网电压可以表示为:
假定每周波等间隔采样K点,则任意连续三点的采样值可表示为:
式中:A表示基波最大值;表示采样时信号的角度;表示采样间隔角度。
分析式(2),可知第三点采样值可以用前两点采样值来推算,即:
式中:2ukiα称为估值系数,α=1-cos(-△ϕ)>0。
显然,在电网没有扰动的理想情况下三采样值满足式(4)的平衡关系,即:
2 基于估值计算的扰动信号分析
当系统受到扰动时,其式(4)的平衡关系式被破坏。接前分析,设第三个采样点后的采样值含有扰动信号,其采样点值可表示为:
式中:s(t0),s(t1)分别为扰动信号开始时的两个采样点值。以采样值估算方法,结合扰动前的式(2)采样数据,分别将式(5)的两个扰动采样数据代入式(4),有:
通过式(6)的分析可知,当采样信号遇到干扰时,可方便地提取其首值及其与第2个干扰点信号的综合值,据此可以对扰动信号的起点进行识别,同样当扰动结束时也可采用反推估值方法(即利用式(4),采用后面的两个采样数据对前面一个采样数据进行估值计算,暂称反推法),提取扰动信号的结束信号,据此形成扰动结束定位脉冲的发出条件。
3 基于自适应阈值的扰动信号快速定位
为灵敏且可靠地判定电能质量的扰动情况,考虑式(6)的实际采样值变化不可能完全理想化,为此引入一个采样值可靠系数δ(δ>0),并变换式(4)为式(7),令偏差为ξ,构成一个绝对值启动条件约束式。
当提取的扰动信号,见式(6)所示,大于δ时,启动条件满足,发出启动脉冲。
对于检测设备,δ值的大小,直接关系到它的检测灵敏性和可靠性,考虑固定阈值的判定其相对采样值幅值的线性度检测效果不好,因此令δ=2uki+1α+ε,形成基于采样信号的自适应线性阈值判定式,即:
式中:kk≥1,为可靠系数;0<ε<1,考虑采样信号为零的特例。
当启动记录后,判定什么时间扰动结束,发出一个停止定位脉冲就成为关键。基于前面的分析,当扰动结束假定恢复到原来的状态或过度到一个新的状态时(不超过原来标称电压波动的0.5%,也可由用户设定),采用反推法,提取结束时刻的扰动偏差值,当该值小于式(8)的设定阈值时,构成扰动结束负脉冲发出的必要条件。如果此后连续3点采样值与其扰动启动脉冲前的同一历史数据比较,不超过其历史数据的0.5%时,认为扰动结束,发出定位结束脉冲。否则继续采用反推法和与历史数据比较法判定结束时刻。如果上述条件不满足,按IEEE关于电磁现象与电能质量的分类中最长事件小于10 min计算[7],则一次事件最长记录10 min后自动结束。
4 仿真实验数据
设采样电压频率为50 Hz,最大值为100,每周采样为200点,取kk=1,ε=.001。图1~3给出了几种典型电压扰动情况的数据仿真实验判定分析。
图1为电压波形中分别有单一凹凸点(微小电压切口)的扰动及判定情况。扰动凹点出现在第90个采样点,扰动值为60,理想的采样值为80.168,启动正脉冲在第88点发出,扰动结束负脉冲在第93点;凸点发生在第109点,扰动值为103,理想采样值为99.911,扰动幅度为3.09%,启动正脉冲在第107点发出,扰动结束脉冲在第112点发出。
图2为发生电压连续凹陷扰动时的波形,在波形过零点附近的第296个采样点发生扰动,幅值降低到原幅值的60%,第一个扰动点值由原来的-38.72降到-23.23,扰动过程持续到579个采样点结束,持续时间38.2 ms。扰动记录启动正脉冲在第294个采样点时发出,扰动结束负脉冲在681个采样点时发出。对采样信号过零中断时,相当于在原信号上叠加了一个反方向扰动信号,同样能准确识别,不再列图。
图3为周期性陷波扰动及信号过零点扰动波形及定位脉冲。采样信号在97点产生扰动,由理想的-41.58降为-22.21,幅值下降50%,持续4个采样点(0.4 ms)时间,启动脉冲在95点发出,停止脉冲在103点发出,297点与97点一样,产生周期性扰动。而在信号过零点后384点又产生一个扰动,幅值升到原基波幅值的130%,第一个扰动点由2.039升为2.65,扰动时间持续11个采样点,其启动脉冲在382点,停止脉冲在397点,同前一样,提前2个启动,滞后3个结束。同时还分别进行了在采样信号最大值附近和过零点时叠加占基波幅值1.5%的三次谐波从零加入的平滑干扰实验,因波形畸变很小,难以清晰看出,故不在列出。
对于理想电网(标准基波运行),当每周采样200点时,相对识别精度可达0.1%(2α<0.1%),即只要扰动值大于其理想采样真实值的0.1%,就可准确识别,但过高的灵敏度也不是好事,当电网质量不高,系统本身含有谐波运行,而要检测其他扰动时,会因谐波的干扰而引起启动。此种情况下可加大可靠系数,满足质量不高电网的扰动检测。图4给出了此种情况下,采样点为每周波100点的RDTS实验故障录波图及分析判定情况。采样数据见表1所示,5次谐波占1%,9次谐波占0.5%,其他次谐波较小。考虑采样点为100时,2α<0.4%,取=5kk,ε=0.010。
从图4中可明显地看出,在正负定位脉冲之间采样信号的不光滑点。
上述方法的扰动过程判定,提前两个采样点启动记录脉冲,滞后扰动结束三个采样点发出结束脉冲,完成对扰动过程的全记录。采用该方法应注意,程序初始化设定在脉冲停止状态,只有在停止状态下才能发启动脉冲,同样在启动状态下才能发停止复位脉冲,否则在扰动持续过程中会引起重复启动或复位。
基于采样值估算的扰动信号自适应阈值判定方法其扰动信号的识别精度与其每周采样点数密切相关,当每周采样200点时,相对高质量电网,识别精度可达0.1%,即只要扰动值大于其理想采样真实值的0.1%,就可准确识别,采样频率越高,检测精度越高。对于低采样频率或含有谐波运行的电网检测,可适当放大可靠系数,降低识别精度来检测其扰动情况。
5 结语
本文提出的基于采样值估算的电能质量扰动检测定位方法简单、迅捷、线性度好,占用资源少,可满足实际工程使用中不同检测设备精度的要求,同时利用该文所述方法也可对单一扰动点数据进行移除并修正而提高其算法计算精度。
摘要：提出了采用两个采样值来推算其下一个采样点值并与实际采样值比较的暂态电能质量扰动快速定位方法。该方法首先以连续两个采样点值推算第三个采样点值,然后减去实际第三点采样值,得出无扰动情况下偏差为零的关系式。当有扰动信号发生时,形成偏差。采用估值计算中的估算系数作为判定采样信号扰动的线性自适应阈值,比较其偏差值落在阈值范围内的情况,可快速定位出采样信号的扰动起止时刻。该方法简单快捷,线性度好,可以实时在线完成。实验结果表明了该方法的正确性与有效性。
关键词：电能质量,暂态扰动检测,采样值估算,自适应阈值,电压事件
参考文献
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快速估算 篇2
摘要：在现有的预算方法基础上如何快速而又较为准确地测算出建筑工程的造价，在某种意义上关系到企业生存与发展的重大课题。如何快速、准确地计算造价，对于项目招投标以及施工单位成本控制具有重要意义。文章运用建立数学模型思路总结出若干快速估算技术和方法，并对其进行了简单的评价，这对企业实践快速估算具有一定的价值。
关键字：工程造价;计价方式;估算
一、工程造价和计价方法
建筑工程造价是指进行一个工程项目的建造所需要花费的全部建筑工程投资费用。即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出的总的建筑工程投资费用，这是保证工程项目建造正常进行的必要资金，是建设项目投资中的最主要部分。我国现行的建筑工程造价包括：直接工程费、间接费、计划利润、税金四个部分，而每一部分又包括几个相应不同内容。
我国目前工程建设项目在实施阶段，建设单位与施工单位之间工程造价的确定，一般都采用以下几种计价方法进行确定：
(1)施工图预算法：其特点是政府是制定工程造价的主体，它是以施工图纸及预算定额为依据，按定额工程量计算规则计算出各分部分项工程的工程量，由分部分项工程量套用相应的定额及地区单位估价表，其工程量乘以各项工程综合单价，计算出工程直接费，再按工程类别及施工企业资质等级计算其它直接费、间接费和计划利润等费用，最后确定预(结)算造价的方法。其中单位估价表，是由各地区工程造价管理部门，根据省统一预算定额编制的综合单价，也叫预算定额基价，是单位估价表的主要构成部分。通过这种方法确定的工程造价，是计算建筑工程造价的基础，并作为确定工程承包合同价款，办理工程项目拨款与结算，编制招标工程标底及投标报价的重要依据。
(2)新定额直接费单价方式：采用国际上通用的工程量清单计价，地方定额采用实物法编制，实现量价分离，定额的消耗量指标由指令性变为指导性，利润的计取由原来的规定性利润变为浮动性利润。计文秘站-您的专属秘书，中国最强免费!价时不需要进行价差调整。这种方法在目前使用的较多。
(3)地方定额综合单价法特点是：利用地方定额、工程量清单报价，在单价中包含直接费、间接费、利润等，利用综合单价报价可以简化计算工作量。这种方法目前使用较少。
(4)企业定额直接费单价法：在确定生产过程中的资源消耗量是不是以社会平均水平，而是根据企业的实际水平确定的。这种方法能充分反映工程报价时不同承包商的个体差异，只有管理水平高、生产中资源消耗量少的企业在报价时才具有价格优势。
(5)国际惯例方式的特点是：计价依据是工程量清单、企业定额、综合单价、在综合单价中包含间接费、竞争利润、税金，并且间接费、利润完全由承包商根据企业的经营决策，市场竞争状况自主确定。采用此种方法计价，反映了建筑生产中实际的资源消耗。使工程价格既反映其价值，又反映市场供需。
上述(1)和(2)两种计价方法是目前主要的计价方法。从表中我们可以看出这两种方法在计价时都需要利用地方定额并且都需要计算工程量来最终确定工程造价。由于这种特点这样就限定了不同级别的施工企业在记取造价时必须执行同一标准的“定额直接费”或“定额消耗量指标”业主也只能处于从属地位，自主定价的权利较小，只能按照政府的“取费标准”进行计算，其所产生的缺陷为：
(1)首先现行的建筑工程造价组成的.内容很多，计算量较大，定额内容过多过细，消耗在工程量计算上的时间也较长。
(2)与各个施工企业的技术水平不相适应，不利于建筑市场价格的竞争。
(3)不能体现建筑产品优质优价的原则。
(4)全国各省市颁发使用的定额工程量计算规则由于程度不同，不利于跨地区工程建设承包市场的竞争。
(5)现行工程造价计算方法不能真正体现建筑工程的实际价值。建筑材料价格的变化，对于工程的土建造价(直接费)影响也是最大的。
(6)不利于招投标工作的开展。
二、工程造价估算
建筑工程造价的估算，从实际上来说，就是利用某种方法对工程造价所做的一个预先估计或称预测。就建筑工程而言，由于建筑工程本身具有单体性、复杂性、多样性以及对建筑地点的依赖性等特点，不存在两个完全一样的工程，所以对建筑工程来说不能成批量的生产和按整个产品确定价格。这样在进行建筑工程造价估算时就应当对其进行系统化、具体化、综合化全面考虑。 所谓系统化，是指为加强工程造价的有效估测，应建立完备的、连贯的、准确的估测系统，使建筑工程造价估算中的估算数据采取、估算过程、估算精度三部分都处于严格、客观的分析计量及控制系统中。
具体化是指对某一建筑工程的造价估算应把建筑工程整体进行分解，划分为基本单元子项(分部分项工程)，计算出每一单元子项的费用再综合形成整个建筑工程的费用。
综合化是指在建筑工程造价估算中，要对建筑工程进行分析，要注重其结构形式、建造时间、建造地点等不同因素对造价的影响并且使它们之间能够达到总体的平衡。
三、快速估价的思路和原则
现在通行的确定建筑工程造价方法，面临一大堆图纸，要填写表格将近20余种;涉及数据上万个。特别是工程量的计算，还要求计算人员既懂得工程技术，又要全面执行计算规则及取费规定，操作起来相当复杂，计算式重复繁琐，稍不注意就会出错。由于影响工程造价的因素较多，即使使用计算机，节省的时间也有限：主要是由于计算机不能识图，每一分项工程的工程量具体数值还需经过人工进行计算后才能输入到计算机中。另外在编制或审查一个建设项目的工程造价，常常需要各种不同专业的人员参与工作，少则数周，多则数月才能完成，耗时很长。所以对于施工企业来说，在竞争激烈的建筑市场中，在现有的概预算方法的基础上如何快速而又较为准确的测算出工程的造价，在某种意义上是关系到企业生存与发展的重大课题。为此，从建筑工程造价的特点入手，运用一种方法能够快速估算出建筑工程造价是非常重要的，在时间紧时是有利于节省人力，为企业提高中标机率的。
在我们考虑采用何种方法来快速估价时，最简单直接的方法就是利用己经建成的工程的造价来估测某一未建工程的造价。但是己经建好的建筑工程成千上万，并不是所有的已建工程的造价都可以用来估测某一未建工程的造价，只有那些在结构体系、工程构造、建筑规模等诸多因素上与未建工程相似的已建工程才能作为选择对象。然后利用这若干个与未建工程最相似的工程采用某种可行的预测方法，对未建工程的造价进行预测。文章所采用的估算的基本原则就是建立在建筑工程之间的这种相似性上。对于某个要估算的建筑工程(欲估工程)，我们可以从众多的已经建造
好的建筑工程(典型工程)中找出与之最相似的若干个工程，然后利用这些若干个与欲估工程最相似的工程(相似工程)的单方土建造价或某一工料消耗量作为原始资料，采用某种预测方法，对欲估工程的单方土建造价进行预测而得到欲估工程的单方土建造价。
另外，建筑工程造价的估算是一个实践性和经验性很强的工作。我们关于工程造价的估算和影响工程造价的因素等方面的大多数知识，以及由这些知识建立起来的规则，不是来自于理论研究，而是来自于生产实践的经验。因此，我们在考虑这种估算方法时还应考虑它既能从理论和模型结构上最大程度的将人们对事
物客观结果经验性的描述总结出来，又能采用定量化的手段将这种结果客观合理的表达出来。综上所述，我们在进行工程造价的快速估算时，所采用的方法希望能处理如下基本问题：
(1)能综合考虑施工企业的经营策略、管理水平、技术水平等诸多客观因素对工程造价的影响。
(2)能通过建筑工程的结构特性、装修情况等客观因素及其它技术参数，利用凭理论知识及实践经验建立起来的数据库，来计算工程造价。
快速估算 篇3
摘要：针对传统的农房总量统计不满足灾害范围空间随机分布、自动分类识别算法业务性不强等引起的精度受限和效率低下的问题，以新疆于田地震为例，结合于田县绿洲区农房大多沿路分布、密度大等特点，采用线密度方法，分地震烈度区开展农房总量评估。结果表明，线密度方法在同一区域下用时为点标绘法的1/5，精度是点标绘法的94%，能够满足减灾业务的需求。
关键词：线密度；农房总量；地震烈度；快速估算；预评估
中图分类号：P315.9 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）02-0316-05
0 引言
灾前农房总量是灾害发生初期信息不完备情况下农房倒损预评估的重要输入参量。灾前农房总量耦合房屋破坏损失比（王景来，宋志峰，2001）是农房倒损数量估算的常用方法。高精度快速估算灾前农房总量是提高农房倒损预评估精度和效率的重要前提，对科学制定救援计划、合理配置救援物资、提高灾害救助水平具有深远意义。
目前，农房总量采用入户调查、抽样统计、统计报表等方法统计，或基于统计年鉴中人口数和户数采用各地区人均、户均房屋建筑面积经验值推算农房总量（周光全等，2010）。这些方法初步解决了灾前农房总量估算的问题，但是与减灾救灾日益增强的时效和精度要求还存在一定的差距，主要表现在以下3个方面：一是传统农房统计方法多以行政单元为基本单位，未完全实现农房数量分布网格化，不能满足由农房空间分布异质性明显、灾害范围空间分布随机和灾害相关统计单元（如地震烈度）形状特征不规则引起的自由分幅区内农房总量快速估算；二是面划法和点标绘法农房遥感目视识别方法，该方法精度高，但时效性难以满足要求；三是计算机分类识别算法，该方法根据纹理、几何、光谱特征进行分类（吴炜等，2012），自动化程度高（徐昌荣，葛山运，2011；李海月等，2007；苏俊英等，2004），但多适用于小区域影像，且需大量时间修正因异物同谱造成的误判信息，时间效率较低。因此，如何充分分析农房特点和影像特征，顾及灾害范围随机分布，发展一种高效、高精度、满足减灾需求的总量估算方法迫在眉睫。
本文基于高空间分辨率遥感数据，在分析农房典型类型、光谱响应和影像特征基础上，依据新疆维吾尔自治区和田地区于田县绿洲区农房沿路分布、密度大等分布特征，采用线密度的方法开展于田地震灾区农房总量快速估算，并利用点标绘法对提取结果进行真实性检验和精度评价。
1 研究区概况与数据源
2014年2月12日17时19分，新疆维吾尔自治区和田地区于田县发生MS7.3地震，震源深度12km，震中位于36.1°N-82.5°E，震中区最高烈度为Ⅸ度。鉴于Ⅷ度及Ⅸ度区分布在高山无人区，本文以Ⅶ度区为例开展农房总量估算。Ⅶ度区西南起自策勒县奴尔乡，东北至民丰县叶亦克乡，面积约23000km2（图1）。研究区地处塔里木盆地南缘，昆仑山脉北麓，为典型的绿洲一荒漠交错地区。
本文选择WorldView-2全色与多光谱融合产品开展农房总量提取。WorldView-2幅宽为16.4km，全色波段范围为O.45～0.8μm，空间分辨率为0.5m；多光谱波段由8个波段（0.45～0.51μm、0.51～0.58μm、0.63～0.69μm、0.77～0.895μm、0.585～0.625μm、0.4～0.45μm、0.705～0.745μm、0.86～1.04μm）组成，空间分辨率为1.8m。
2 研究方法
2.1 农房结构特征分析
常年的烈日、风沙和浮尘，使于田县民居多顺应自然，形成封闭型、内庭式的平面布局，以阿以旺民居为主，平面组合形式主要有中厅式和排列式两种。于田县民居通常没有中轴线及对称的要求，也无上、下厢房、正屋侧厢之分，房间的组织与排列十分自由，各组房间都以阿以旺中厅或户外活动场所为中心，可以向外任意扩展延伸（潘晶，2010），在遥感影像上具有明显的几何和光谱特征（表1）。
2.2 农房空间分布特征分析
农房空间分布特征主要指空间分布格局、空间邻接特征和分布类型（角媛梅等，2003）。由于地理环境、气候特征、生活习惯等差异，不同地区的农房具有明显的区域分布特征。笔者结合Worldview高分辨率卫星影像和农房结构特征，分析于田县农房分布影像特征如下：
（1）农房聚集程度较高、分布整齐、大多沿道路两侧连续分布，围合成四边形，四边形内规则分布农田；少量呈星点状随机分布（图2a）。
（2）农房在影像上表现为规则的多边形，形状简单。农房结构、面积、规模因资源条件、经济水平、生活方式等差异不完全一致。
（3）具有明显的空间邻接特征，部分农房前后存在空地。两户之间部分通过绿化树木隔开，部分直接相连（图2b）。
（4）农房与裸地具有相似的色调，但纹理特征存在显著差异。裸地纹理特征统一，农房具有明显的边缘特征。
2.3 线密度计算
于田县农房具有较为固定的结构特征，解译标志明显，多沿道路两侧密集连续分布，因此，可利用线标绘技术开展农房总量估算。线密度定义为某条线上的自然户密度，采用线单位长度内的自然户数量来衡量。
（1）线标绘
在农房典型分布区中随机选择样本区开展线标绘。通过目视观察，确定线标绘规则如下：
①为了保持密度相对均一，起点为屋边空地，终点为农房边界。
②十字路口农房避免重复标绘。
③为保证线密度均匀，在标绘星点状分布单栋农房时，线长度约为农房宽度的1.2倍。
（2）线密度
在烈度区内选择典型样本区，采用点标绘法得到样本区内自然户总数，采用线标绘法开展长度量算，如图3所示。构建线密度公式如下：
（1）其中，Ld为线密度，单位户/m，m为样本区内的线数量，hn为样本区内第n条线上的农房户数，ln为样本区内第n条线的长度，n为线编码。样本区内线数量为53条，线长度为3449m，采用点标绘法得到的自然户数为186户，线密度Ld为0.0539户/m。
2.4 不同地震烈度区农房数量统计
地震烈度是评价地震所造成影响大小或强弱的标度，地震烈度的评定需综合地表震动观测、遥感解译、现场调查等确定（张建国，2014）。不同烈度区内农房的破坏程度具有较大的差别。因此，在灾情预评估中需要分地震烈度区统计农房户数、间数、总面积等。
（1）农房户数
（2）其中，Hi为第i地震烈度区内的农房户数，ln为第i地震烈度区内第n条线的长度，Ld为线密度。Ⅶ度烈度区线标绘1195条，总长度为113448m，自然户数量为6115户。
（2）计算农房间数和总面积
农房间数和总面积是农房倒损评估的评价单元。结合统计数据，构建公式如下：
（3）其中，Hi为第i地震烈度区内的农房户数，Ri为第i地震烈度区内的总农房间数，Hi为统计数据中农房总户数，Rs为统计数据中农房总间数。
（4）其中，Ai为第i地震烈度区内的农房总面积，Ri为第i地震烈度区内的总农房间数，As为统计数据中农房总面积，Rs为统计数据中农房总间数。据第六次人口普查数据，新疆于田县自然户为5695户，农房间数为16446间，面积为370763m2（10%抽样），据此得到于田县平均每户农房间数为2.89间、每间22.5m2。则估算新疆和田地区于田县“2·12”7.3级地震Ⅶ度烈度区内农房总量为6115户，1.767万间，39.76万m2。
3 结果分析
3.1 结果验证
为开展线密度法效率和精度验证，随机选取另一典型样本区域，分别采用点标绘法和线密度法开展总量估算（图4）。采用目视解译点标绘法计算得到自然户数为252户，用时25min；线标绘长度为4417m，用线密度法计算得到的自然户数为238户，用时5min，精度为点标绘法的94%。
3.2 误差来源分析
线密度法误差主要来源如下：
（1）解译误判引起的主观误差。强度高的地震影响范围广，例如汶川地震涉及四川、甘肃等10个省（市）、417个县（民政部国家减灾中心，2012），需要多人协同。但是人与人之间由于专业背景、业务经验等差异造成对认知解译标志存在差异，有可能造成误判，如将公共设施用房、牲畜房舍误判为农房。在实际业务中，需针对不同类型的农房选取不同位置、不同结构、不同形状等建立多个解译标志，并详细描述，以避免由误判造成的主观误差。
（2）农房空间分布异质性引起的客观误差。该地区农房具有相对规则的分布，但是由于历史原因、经济水平等造成农房密度不均一以及不同位置的线密度存在差异，因此采取统一的线密度必然带来误差，需针对不同的区域加入不同的调整系数。
4 结论
本文针对传统的农房总量统计不满足灾害范围空间随机分布、自动分类识别算法业务性不强等引起精度受限和效率低下的问题，提出基于线密度的农房总量快速估算方法。实践应用表明，建立统一的技术标准和操作规范有利于多人协同开展工作，能显著提高时效性和精度。
（1）针对于田绿洲农房呈线状分布特点，提出了基于线密度的不同地震烈度区农房快速估算方法。应用表明，本方法能显著提高农房总量估算效率，耗时仅为点标绘法的1/5；精度为点标绘法的94%，能满足减灾需求。
（2）线密度计算和线标绘是农房总量估算的核心关键技术。在多主体线标绘之前，需建立相对统一的标绘标准以减少主观误判，并利用现场调查对线密度计算结果进行真实性检验。
快速估算 篇4
建筑工程造价是指进行一个工程项目的建造所需要花费的全部建筑工程投资费用。即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出的总的建筑工程投资费用, 这是保证工程项目建造正常进行的必要资金, 是建设项目投资中的最主要部分。我国现行的建筑工程造价包括:直接工程费、间接费、计划利润、税金四个部分, 而每一部分又包括几个相应不同内容。
我国目前工程建设项目在实施阶段, 建设单位与施工单位之间工程造价的确定, 一般都采用以下几种计价方法进行确定: (1) 施工图预算法:其特点是政府是制定工程造价的主体, 它是以施工图纸及预算定额为依据, 按定额工程量计算规则计算出各分部分项工程的工程量, 由分部分项工程量套用相应的定额及地区单位估价表, 其工程量乘以各项工程综合单价, 计算出工程直接费, 再按工程类别及施工企业资质等级计算其它直接费、间接费和计划利润等费用, 最后确定预 (结) 算造价的方法。其中单位估价表, 是由各地区工程造价管理部门, 根据省统一预算定额编制的综合单价, 也叫预算定额基价, 是单位估价表的主要构成部分。通过这种方法确定的工程造价, 是计算建筑工程造价的基础, 并作为确定工程承包合同价款, 办理工程项目拨款与结算, 编制招标工程标底及投标报价的重要依据。 (2) 新定额直接费单价方式:采用国际上通用的工程量清单计价, 地方定额采用实物法编制, 实现量价分离, 定额的消耗量指标由指令性变为指导性, 利润的计取由原来的规定性利润变为浮动性利润。计价时不需要进行价差调整。这种方法在目前使用的较多。 (3) 地方定额综合单价法特点是:利用地方定额、工程量清单报价, 在单价中包含直接费、间接费、利润等, 利用综合单价报价可以简化计算工作量。这种方法目前使用较少。 (4) 企业定额直接费单价法:在确定生产过程中的资源消耗量是不是以社会平均水平, 而是根据企业的实际水平来确定的。这种方法能充分反映工程报价时不同承包商的个体差异, 只有管理水平高、生产中资源消耗量少的企业在报价时才具有价格优势。 (5) 国际惯例方式的特点是:计价依据是工程量清单、企业定额、综合单价、在综合单价中包含间接费、竞争利润、税金, 并且间接费、利润完全由承包商根据企业的经营决策, 市场竞争状况自主确定。采用此种方法计价, 反映了建筑生产中实际的资源消耗。使工程价格既反映其价值, 又反映市场供需。
上述 (1) 和 (2) 两种计价方法是目前主要的计价方法。从表中我们可以看出这两种方法在计价时都需要利用地方定额并且都需要计算工程量来最终确定工程造价。由于这种特点这样就限定了不同级别的施工企业在记取造价时必须执行同一标准的“定额直接费”或“定额消耗量指标”业主也只能处于从属地位, 自主定价的权利较小, 只能按照政府的“取费标准”进行计算, 其所产生的缺陷为: (1) 首先现行的建筑工程造价组成的内容很多, 计算量较大, 定额内容过多过细, 消耗在工程量计算上的时间也较长。 (2) 与各个施工企业的技术水平不相适应, 不利于建筑市场价格的竞争。 (3) 不能体现建筑产品优质优价的原则。 (4) 全国各省市颁发使用的定额工程量计算规则由于程度不同, 不利于跨地区工程建设承包市场的竞争。 (5) 现行工程造价计算方法不能真正体现建筑工程的实际价值。建筑材料价格的变化, 对于工程的土建造价 (直接费) 影响也是最大的。 (6) 不利于招投标工作的开展。
2 工程造价估算
建筑工程造价的估算, 从实际上来说, 就是利用某种方法对工程造价所做的一个预先估计或称预测。就建筑工程而言, 由于建筑工程本身具有单体性、复杂性、多样性以及对建筑地点的依赖性等特点, 不存在两个完全一样的工程, 所以对建筑工程来说不能成批量的生产和按整个产品确定价格。这样在进行建筑工程造价估算时就应当对其进行系统化、具体化、综合化全面考虑。所谓系统化, 是指为加强工程造价的有效估测, 应建立完备的、连贯的、准确的估测系统, 使建筑工程造价估算中的估算数据采取、估算过程、估算精度三部分都处于严格、客观的分析计量及控制系统中。
具体化是指对某一建筑工程的造价估算应把建筑工程整体进行分解, 划分为基本单元子项 (分部分项工程) , 计算出每一单元子项的费用再综合形成整个建筑工程的费用。
综合化是指在建筑工程造价估算中, 要对建筑工程进行分析, 要注重其结构形式、建造时间、建造地点等不同因素对造价的影响并且使它们之间能够达到总体的平衡。
3 快速估价的思路和原则
现在通行的确定建筑工程造价方法, 面临一大堆图纸, 要填写表格将近20余种;涉及数据上万个。特别是工程量的计算, 还要求计算人员既懂得工程技术, 又要全面执行计算规则及取费规定, 操作起来相当复杂, 计算式重复繁琐, 稍不注意就会出错。由于影响工程造价的因素较多, 即使使用计算机, 节省的时间也有限:主要是由于计算机不能识图, 每一分项工程的工程量具体数值还需经过人工进行计算后才能输入到计算机中。另外在编制或审查一个建设项目的工程造价, 常常需要各种不同专业的人员参与工作, 少则数周, 多则数月才能完成, 耗时很长。所以对于施工企业来说, 在竞争激烈的建筑市场中, 在现有的概预算方法的基础上如何快速而又较为准确的测算出工程的造价, 在某种意义上是关系到企业生存与发展的重大课题。为此, 从建筑工程造价的特点入手, 运用一种方法能够快速估算出建筑工程造价是非常重要的, 在时间紧时是有利于节省人力, 为企业提高中标机率的。
在我们考虑采用何种方法来快速估价时, 最简单直接的方法就是利用己经建成的工程的造价来估测某一未建工程的造价。但是己经建好的建筑工程成千上万, 并不是所有的已建工程的造价都可以用来估测某一未建工程的造价, 只有那些在结构体系、工程构造、建筑规模等诸多因素上与未建工程相似的已建工程才能作为选择对象。然后利用这若干个与未建工程最相似的工程采用某种可行的预测方法, 对未建工程的造价进行预测。文章所采用的估算的基本原则就是建立在建筑工程之间的这种相似性上。对于某个要估算的建筑工程 (欲估工程) , 我们可以从众多的已经建造好的建筑工程 (典型工程) 中找出与之最相似的若干个工程, 然后利用这些若干个与欲估工程最相似的工程 (相似工程) 的单方土建造价或某一工料消耗量作为原始资料, 采用某种预测方法, 对欲估工程的单方土建造价进行预测而得到欲估工程的单方土建造价。
快速估算 篇5
关键词：工程投资估算,模糊数学,欲估工程造价
1 模糊数学估算工程造价的提出
工程造价的估测问题,通常是根据待估项目的某些已知条件或影响因素的取值,以及以往典型工程资料和专家经验,运用一定的方法进行估测。现行估算方法有定额计算、数理统计、模糊数学、自适应过滤技术、专家系统和人工神经网络等,这些方法各有利弊。大量土木工程管理实践表明,应用模糊数学快速估算工程造价的方法,对建设项目的投资以及建筑工程招标投标快速估算尤为适应,有利于节省人力,提高工作效率。
2 模糊数学快速估算方法的计算步骤
2.1 快速估算方法的子模型的建立
2.1.1 影响工程造价的主要因素的确定
一般情况下,建筑工程的造价与以下因素有关:基础类型、结构类型、户型、层高、层数、开间、进深、门窗类型、楼地面装饰、屋面、外装修、内装修、水电气防、工程类别、运距、设备购置、建设地特征等。这些因素都是建筑工程的特征元素。经过分析,同时考虑到完全一致的建筑工程在现实中极难遇到,一般可以认为下列因素为建筑工程估价用的主要特征元素:T=[基础类型,装修情况,水电气消防,层高,结构形式及层数,门窗类型]。
2.1.2 选取典型工程
从已建工程中选取N个类似工程作为典型工程,设为A1,A2,A3,…,Ai(i=1,2,3,…,n)。
2.1.3 确定模糊关系
确定模糊关系系数的具体做法是:工程特征元素确定后,在同类特征因素中找出比较的基准,常选复杂的、费用较大的为基准,其工程特征元素系数为1,其他各因素再分别与这个基准因素相比较,在闭区间[0,1]上,结合各工作具体情况赋予模糊关系系数值。设有m个典型工程,以n个特征元素作为工程的主要特征元素,则m个典型工程n个特征元素组成的模糊矩阵为:
对欲估工程,其特征向量为xB=(x1,x2,x3,…,xn)T。
2.2 确定各典型工程与欲估工程的贴近度
各典型工程与欲估工程的贴近度采用下列公式计算:
其中,A B=x∈∨X(A(xi)∧B(xi));AΘB=x∈∧X(A(xi)∨B(xi))。
2.3 计算欲估工程造价
采用择近原则,将各典型工程贴近度从大到小排列,对应的单方造价为E1,E2,E3,则欲估工程的单位工程造价为:
其中,λ为经验系数。
2.4 确定动态系数
由于已建工程与欲估工程建造年份不同,且影响工程造价的材料费用和人工费用,以及政府相关政策都随建造年份不同而呈动态变化,因此,要结合本地区的实际情况,在拟建工程造价计算时,引用动态系数的影响,动态系数设为η,一般为0.6~1.6。
2.5 待估工程计算结果可靠性检验
将欲估工程作为典型工程,重复上述步骤对各典型工程进行估价,若计算结果与实际工程单方造价百分比误差小于5%,则说明欲估工程的估算结果是正确的,可以在实践中应用,也可以将欲估工程作为典型工程放入数据库,用来估算新的欲估工程。
3 模型应用实例
欲估工程:某钢筋混凝土框架剪力墙结构住宅位于北京市,现估算其土建工程造价。
拟定特征元素为T=[基础类型,装修情况,水电气消防,层高,结构形式及层数,门窗类型],选取6个典型工程:A1,A2,A3,A4,A5,A6,其对比工程模糊关系系数表如表1所示。
3.1 分别求欲估工程与各已建工程的贴近度
所以,m与A1的贴近度为:
同理可求得:
m与A2的贴近度为:(m,A2)=0.575;m与A3的贴近度为:(m,A3)=0.575;m与A4的贴近度为:(m,A4)=0.55;m与A5的贴近度为:(m,A5)=0.5;m与A6的贴近度为:(m,A6)=0.535。
根据择近原则,将贴近度从大到小排列,取前面贴近度大的三个工程作为估价的基础。将贴近度值用γ表示,由以上计算可得,贴近度值由大到小为:γ1=0.575,γ2=0.575,γ3=0.55,γ4=0.55,γ5=0.5,γ6=0.535,取前面3个大值。
3.2 计算欲估工程的单方造价
η=1.2,则E′x=ηEx=1.2×1 353=1 623.6,即欲估工程单方造价为1 623.6元。
3.3 欲估工程计算值的可靠性检验
将所求出来的欲估工程的造价1 623.6元/m2作为已知工程,按以上计算步骤对工程A1的单方造价进行估算,得出A1的单方造价为1 278元/m2,误差为4%,小于5%,因此欲估工程的造价计算结果是可靠的,本文所采用的计算方法也是可行的。
4 结语
应用模糊数学的理论和计算方法,针对钢筋混凝土框架和框剪结构,建立一种建筑工程造价的快速估算模型,得出欲估工程的造价。该方法具有速度快,适用范围广的特点,在尚没有具体设计图纸的情况下,即可以估算出拟建工程的造价,且由于估算结果比经验推算更加准确,因而具有较强的实用价值。
参考文献
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[5]彭炳林.工程造价管理控制[J].山西建筑,2007,33(24):258-259.
快速估算 篇6
关键词：公路工程,造价估算,模糊数学,神经网络,模糊神经网络
1 公路工程造价估算概述
1.1 公路工程造价估算的重要性
公路工程造价估算作为公路工程管理的重要组成部分其重要性主要体现在如下几个方面。
第一, 公路工程造价的估算是实现工程成本控制的基础。其中工程施工前期造价估算、施工前的编制预算以及施工图设计阶段的编制预算等环节作为工程造价估算的核心, 同样是公路工程施工成本控制的起点, 因此, 实现公路工程造价的合理估算是实现工程成本控制的重要前提条件。第二, 公路工程造价的估算可以为施工企业成本控制计划方案的制定提供重要的参考依据。施工企业通过工程造价的估算可以寻找到降低工程成本的有效途径, 从而为工程施工过程中施工成本的控制提供正确的方向。第三, 公路工程造价的估算可以帮助施工企业在进行设计招标前可以确定工程的大致造价。这样一来, 施工企业在招标的过程中就可以有效避免中间代理商的欺诈以及保标等恶意行为的发生。
1.2 传统公路工程造价估算中存在的问题
尽管工程造价估算在公路工程建设中越来越受到人们的重视, 但是由于受各方面因素的影响, 在传统公路工程造价估算中还存在一系列的问题, 其中我国传统公路造价估算中主要存在如下几个方面的问题:一是相关规章制度的限制, 造价估算结果往往与投标报价相差悬殊;二是预算结果与概算结果差距较大, 不利于工程实际造价的控制和确定;三是缺少对工程造价估算的有效监督机制, 从而使最终的造价结果变的十分不确定;四是由于各参与方利益的问题, 在进行工程造价估算时很难早到平衡点, 以至于造价估算精度不能得到有效的保证。
2 认识模糊神经网络
2.1 模糊数学概述
(1) 模糊数学的概念, 我们通常说的模糊就是指一些模棱两可的、即可能又不可能、即是又不是的概念。而模糊数学就是要用数学的方法来表示那些模糊概念发生的可能性的大小, 换句话讲就是明确那些模糊概念所处的状态, 从而利用数学的思想来解决那些模棱两可的、不确定的实际问题。 (2) 模糊数学的数学描述, 一般模糊数学的数学描述, 多采用的是类似与集合的数学表示方法。与集合的区别就在于模糊数学在表示集合元素时需要附带一个称为隶属函数值的参数, 其中该参数的值是隶属函数与元素的值进行运算的结果。
2.2 神经网络概述
(1) 神经网络的概念, 所谓的神经网络是一个借鉴物理和生物技术来实现的用来模仿人类大脑神经细胞结构和功能的系统, 与人类的大脑结构相似, 它也由大量的模拟神经元所组成的, 而且这些神经元之间相互连接, 并行工作, 作为一个系统协同完成一系列复杂的信息处理活动。 (2) 神经网络的基本原理, 神经网络在结构和功能上都是模拟人脑的神经系统来进行设计和实现的, 它同时作为模拟生物神经元的一种计算方法, 其基本原理是这样的, 与生物神经元的基本原理相似, 用那些具有突的网络结点来接受信息, 并不断的将接受到的信息累加起来, 这些信息有些是抑制神经元, 有些则是激发神经元, 对于那些激发神经元, 一旦积累到一定的阈值后, 相应的神经元便会被激活, 被激活的神经元就会沿其称为轴突的部件向其它神经元传递信息, 并完成信息的处理。
2.3 模糊神经网络概述
模糊神经网络是模糊数学和神经网络有效结合的应用研究成果。其中在模糊神经网络中模糊数学的应用体现在它可以根据那些假定的隶属函数以及相应的规律, 用逻辑推理的方法去处理各种模糊的信息。
3 模糊神经网络在公路工程造价估算中的应用
3.1 基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法的实现
基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法的实现过程如下。
第一, 构建已施工公路工程的造价信息库, 其中包括应经施工的公路工程的各种特征因素以及工程造价等其他各方面的材料。
第二, 结合拟建工程的施工需求来确定其包括评价指标等在内的各种特征因素的数据取值。
第三, 按照模糊数学的思想法在已施工公路工程的造价信息库中选取若干个 (至少三个) 与拟建工程最相似的已施工的工程, 将其作为神经网络进行学习和训练的基础数据。其中, 将信息库中公路工程的各种特征因素值的隶属度作为神经网络的输入向量, 信息库中公路工程的造价值作为神经网络的输出向量。
第四, 将拟建公路工程的各种特征因素值的隶属度作为神经网络的输入向量, 通过神经网络的学习后所得到的输出向量即为拟建公路工程的造价估算值。
第五, 建立公路施工工程造价信息数据, 编制神经网络学习的算法通用程序。将学习训练的基础数据输入神经网络, 然后合理设计学习率, 经过一定次数的迭代运算, 有效提高公路工程造价估算结果的精度。
3.2 基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法的优点
该方法的优点可以概括为如下几点。
第一, 模糊神经网络中所采用的模糊数学可以对公路工程造价估算中的模糊信息进行有效的处理, 通过对已竣工的公路工程和计划施工的公路工程的相似度进行定量化描述, 从而使模糊的公路工程造价问题得以模型化。
第二, 基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法的估算结果科学合理, 因为该方法采用的是基于数学模型的数学计算分析, 所以其结果受人为因素的影响较小。
第三, 模糊神经网络中所采用的神经网络模型对公路工程造价的估算具有很好的适应性, 与传统的造价估算方法相比, 该方法能更好的适应公路工程造价的动态变化。
第四, 基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法是借助计算机来完成的, 所以还具有运算速度快和运算精度高的优点。
4 结语
由于影响公路工程造价的因素比较多, 而且各因素的构成比较复杂, 计算相对繁琐, 所以公路工程的造价估算具有很大的模糊性。对于使用传统的工程造价估算方法而言, 公路工程造价的估算将是一项非常复杂的工作。然而结合模糊数学和神经网络的理论思想, 利用工程之间所存在的相似性, 使用基于模糊神经网络的公路工程造价估算方法可以迅速的得出精确的工程造价估算结果。
参考文献
快速估算 篇7
在高速公路建设中造价估算是第一步, 也是决定工程能否高质高效完成的关键一步。 传统的工程造价估算大都耗时长且准确度低。 由于成本估算中相关因素较复杂和不确定性的特点, 与模糊数学相关理论十分相似, 因此本文将模糊数学原理与高速公路成本估算结合, 用模糊数学模型对高速公路成本进行快速估算。
2 高速公路造价快速估算中的模糊数学模型构建
结合高速公路成本构成的层次性和可分解性, 将高速公路总成本分解成若干子系统的成本来计算。 在查阅相关资料后, 本文确定了影响高速公路建设成本的若干因素, 并按重要程度将其划分为一级、二级指标。 详见后文3.1。
2.1 隶属度函数的确定
隶属度的思想是模糊数学的基本思想。将模糊数学引入成本估算时, 我们将高速公路成本估算中每个因素重要性对总成本的影响程度称为各个因素在总成本中的隶属度。本文采用层次分析法与专家打分法相结合的方法计算隶属度函数。 其计算步骤为:
2.1.1 采用层次分析法计算高速公路二级成本指标权重
2.1.2 由专家打分法得出二级成本指标在已建项目中对一级指标的影响程度。
Ynmk表示第k个人对第m个指标在第n条高速公路中的打分情况, K表示专家人数。得到打分结果矩阵:
2.1.3隶属度公式:, 其中Uq表示相应二级指标对应的一级指标分别在已建高速公路中的隶属度。
2.2 贴近度的确定
本文用贴近度表示拟建项目与已建项目间的相似程度。 引入距离- 斜率二维联合贴近度, 计算步骤如下:
2.2.1 距离贴近度的计算:我们定义每个因素点xi与x0的距离贴近度为:
本文取C=1, m为因子数目。
2.2.2灰色斜率关联度的计算:灰色斜率关联度可以刻画两组数据的变化趋势相关度, 且计算方便, 不需要将原始数据标准化和选择参考点。公式为:
2.2.3距离-斜率二维联合贴近度:, 其中。通过查资料和相关文献后并结合高速公路结合的特点, 的值分别75%, 25%。
2.3拟建项目成本估算
分别计算出每个已建与拟建工程的距离-斜率二维联合贴近度。 贴近度越大表示该已建工程与拟建工程项目越相似。
设C1表示联合贴近度最大项目的实际单方成本, C1'为估算成本。拟建项目估算单方成本为:, 为了提高准确性, 选取贴近度最大的3个已建工程进行计算与修正, 修正后单方成本预测公式为:
考虑时间因素对计算结果的影响, 在计算中加入CPI指数对最终造价进行修正, 通货膨胀率公式为:通货膨胀率= ( 现值CPI-基期CPI) / 基期CPI。
3 模糊数学模型在江西地区高速公路成本估算中的实例分析
本文选取景婺黄高速江西路段为拟建高速公路, 选取已建高速公路上武高速、德昌高速、九瑞高速、瑞赣高速、武吉高速作为对照工程。
3.1 江西地区高速公路成本权重值的确定
采用专家打分法结合层次分析法得到各级权重, 计算结果见表1。
3.2 项目成本指标隶属度函数值的确定
将专家打分矩阵与通过层次分析法得出的权重向量带入上述公式计算可得以下系统评价体系的模糊矩阵U为:
其中, 行向量分别表示某条高速公路的各一级指标对总成本的隶属度。
3.3计算拟建高速公路单方成本
按照前文模型计算可得拟建项目工程与已建工程间的距离贴近度:。灰色斜率关联度为:。联合贴近为:。拟建公路项目N的估算单方成本表2。
4结论
通过对江西省内高速公路造价进行估算的实例, 可知运用模糊数学模型进行造价估算是可行且较为准确。 所产生的误差主要是专家评分时不可避免的主观因素。 由于时间及资料有限, 本文研究还有不足之处。 在以后的研究中, 影响高速公路成本因素的分析可以更细致, 确定其因素权重时可以基于地形分类计算。 在模糊数学模型中, 若采用更合适的隶属度确定方法应该也会更好的减小误差。
参考文献
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