基于屬性約束的公路造價優化控制方法研究與仿真

以往傳統的公路造價的估算類比性差，無法完全涉及到影響公路造價的多方面的各種因素，精準度低，存在各種各樣的問題，很難獲得十分準確的造價估算結果。在對造價的影響因素方面，進行造價的特征分析，在此基礎上，提出一種簡單、實有、有效的約束預測控制算法，構建了影響在公路造價方面的、各種不同屬性的數據，利用造價中的目標函數的線性方面的算法，來保證造價估價的精準性。

前言

當下，工程造價在工程的進程中作用越來越大，而公路的建設是惠民性的經濟建設，因此公路的造價在公路的鋪建過程中意義重大。公路造價在公路鋪建前進行科學、合理的估算，利用估算后的結果對公路的建設進行計劃并對公路的造價進行合理的控制，在這個過程中，可利用造價評估系統會更加科學、合理、有效。

工程造價估算的網絡模型的建立

1.特征因素分析

本論文的研究，主要選取各地區的實際案例，在根據工程建筑的真實進行情況進行比較分析，而后對分類以后的建筑工程采取科學、合理、有效的分析研究，利用對比分析選出對工程造價影響最大的幾個具有代表性因素。一般情況下，公路造價屬性大致與、有以下屬性：公路面積（m2）、內在層數、路面高度（m）公路結構、地基承載力、等，把以上這些元素進行整合處理，于是得到工程建筑的如下公式：

S=（s）j=1，2，3...，n

2.函數分析法

為了更深入一步的對公路造價進行估價，可以應用到相關的隸屬函數進行預算分析，分析公路造價與這些因素的相關聯度，從而可以更好的對建筑工程的這些特征因素量化分析描述，可以把這些造價特征因素統一、均勻的分配到一個區間，設為[0，1]，這樣就會得到一個函數隸屬度，最后的公式展示如下：

U={m1，m2，m3，mi}

在這個公式中，m表示第i個特征因素隸屬度[1]。

約束條件分析

接著提出一個公路造價約束控制的預測控制算法，具體過程如下：

選取N1=d，N2≥N+d-1，此公式中N表示的是工程的屬性編號，y（l+jh），（j=d，d+1）有造價最優輸出預測序列，并將這兩個公式拆分成兩個分量，一個分量取決于過去的控制輸入和輸出，另一個分量取決于現在和未來的控制輸入。

公路建設造價約束控制的約束廣義預測控制算法闡述如下：

本論文針對此此問題提出四種不基于對象模型且實用、實效性較高的廣義預測控制快速算法，為廣義預測控制應用于實時性要求高的快速系統奠定了理論基礎，具體情況如下：

1.線性系統

對參數未知單輸入單輸出線性系統提出一種參數自適應直接廣義預測控制（DGPC）方法，這種方法直接識別廣義預測控制器參數，即基于廣義誤差估計值對控制器參數和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調整。然后利用中值定理將參數未知單輸入單輸出非線性系統線性化變為時變線性系統，在自適應辨識中對時變參數采用三次樣條函數進行逼近。

2.網絡預測控制法

對參數未知單輸入單輸出線性系統提出一種徑向基函數（RBF）網絡的直接廣義預測控制方法，該方法利用RBF網絡來逼近控制增量表達式，直接設計出廣義預測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數即網絡權值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調整。然后將單輸入單輸出線性系統RBF網絡廣義預測控制方法推廣到單輸入單輸出非線性系統。最后，將此方法推廣到多輸入多輸出線性系統和非線性系統。

3.邏輯法

對參數未知單輸入單輸出線性系統提出一種模糊適應的直接廣義預測控制方法，該方法利用模糊邏輯來逼近控制增量表達式，直接設計出廣義預測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數權值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調整。

4.多變量法

提出一種基于灰色模型的多變量廣義預測控制算法，該算法所需估計的參數少，而且多步情況下無需求解Diophantine方程，從而使計算量明顯減少，極大的提高了實時性。以上的

四種方式都不需要被控對象數學模型，因此為更好地解決含參數不確定性對象的廣義預測控制問題提供了一種新思路，同時避免了Diophantine方程的在線求解及矩陣求逆[2]。

研究的分析仿真

1.研究的數據來源

主要選取一些地區的的公路造價相關數據，運用數學的相關知識進行后期處理，路面面積、路面層數、結構類型、地基承載力、路面高度等幾大部分進行選取。整理特征因素值。

2.公路造價估算

根據結果分析情況，計算之后的結構、數據來進行選取，作為模型輸入，以此來檢驗公路造價的預算模型的優缺點，選取的模型主要有：多維時間預測序列和BP神經網絡等。

結束語

簡而言之，本論文所做的分析研究是公路造價因素約束廣義預測控制算法，構建了影響公路造價的各類屬性數據以及造價目標函數的線性約束優化算法，得以保證公路造價在估算、估價方面的精準性、節約性，有效的提高了公路建設方面的成本問題。造價被廣泛的應用到實際的建設中，如建筑造價、公路造價等，小到普通的民宅造價，大到國家相關設施造價，可謂意義重大。

（作者單位：東方希望重慶水泥有限公司）