人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程項目風(fēng)險分析中的應(yīng)用

曹園園 肖俊

摘 要：工程項目建設(shè)過程中風(fēng)險的識別、評價極其重要，能否根據(jù)評價結(jié)果采用正確的風(fēng)險管理策略，是決定工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵性因素之一。在工程項目投標(biāo)決策和風(fēng)險管理過程中，如何將工程項目中的風(fēng)險進行定量測算已成為工程項目管理人員關(guān)注的重要問題。該文采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中使用最廣泛的一種BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來對工程項目的風(fēng)險進行分析，所得出來的工程項目風(fēng)險評估結(jié)果，可為工程項目管理人員進行決策提供參考。

關(guān)鍵詞：項目管理 ?風(fēng)險分析 ?BP ?神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ?模型

中圖分類號：F282 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0062-02

1 工程項目中的風(fēng)險

風(fēng)險在任何工程項目中都存在，按照風(fēng)險種類分類有自然風(fēng)險、政治風(fēng)險、經(jīng)濟風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、責(zé)任風(fēng)險和決策風(fēng)險等。工程項目實施過程中，可能遇到暴雨、洪水、泥石流、不良的地質(zhì)條件等自然風(fēng)險;工程所在國政局動蕩等政治風(fēng)險;通貨膨脹、資金籌措困難等經(jīng)濟風(fēng)險;設(shè)計不完善、施工工藝很落后等技術(shù)風(fēng)險;合約方違約等責(zé)任風(fēng)險;信息失真和經(jīng)驗缺失等帶來的決策風(fēng)險。諸如此類風(fēng)險都會造成工程項目的不確定性，如工期延長、成本超支、工程質(zhì)量未達(dá)要求等，導(dǎo)致工程項目無法正常交付使用。

2 傳統(tǒng)風(fēng)險分析的方法

傳統(tǒng)的風(fēng)險分析方法可分為定性和定量兩種。

2.1 定性風(fēng)險分析方法

定性風(fēng)險分析的方法一般是憑經(jīng)驗界定風(fēng)險源，如列舉法、專家經(jīng)驗法（Delphi法）及決策樹方法等。以專家經(jīng)驗法為例，風(fēng)險分析的過程為專家憑借在工程項目中的大量經(jīng)驗識別出工程項目可能存在的風(fēng)險源，并給出對每一類風(fēng)險源的綜合印象，判明各種風(fēng)險源可能對工程項目造成的破壞，是一種定性對風(fēng)險的嚴(yán)重程度進行分析的方法。

2.2 定量風(fēng)險分析方法

傳統(tǒng)的定量的風(fēng)險分析方法是在定性分析的基礎(chǔ)上進行數(shù)學(xué)處理而實現(xiàn)的。如PRA（概率風(fēng)險評估），DPRA（動態(tài)風(fēng)險概率評估）及仿真通用軟件VERT（風(fēng)險評審技術(shù)）等。在定性分析的基礎(chǔ)上，定量風(fēng)險分析對工程項目中各個風(fēng)險源發(fā)生的概率，給出各個風(fēng)險源的風(fēng)險量化指標(biāo)，通過進行數(shù)學(xué)處理，得到工程項目中各類風(fēng)險的量化值。

3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究始于20世紀(jì)40年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是指模擬人類神經(jīng)細(xì)胞群學(xué)習(xí)特性的結(jié)構(gòu)和功能而構(gòu)成的一種信息處理系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)，由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型適用于復(fù)雜環(huán)境，可實現(xiàn)多目標(biāo)控制要求，并具有以任意精度逼近任意非線性連續(xù)數(shù)的特性，已應(yīng)用于許多復(fù)雜控制系統(tǒng)的領(lǐng)域。

3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1986年D.E.Runelhart和J.L.McCelland及其研究小組提出PDP（Parallel Dis2t ributed Processing）網(wǎng)絡(luò)思想，他們還提出了一種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法——BP算法（誤差反向傳播算法），至今在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，影響最大、使用最廣泛的一類就是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。BP網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上分為輸入層、隱層和輸出層，是典型的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，層與層之間多采用全互連方式，同一層單元之間不存在相互連接。3層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。

除輸入層單元外，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的其他基本處理單元均為非線性輸入輸出關(guān)系，層與層之間的的連接權(quán)值也是可以調(diào)節(jié)的，一般選用以下函數(shù)計算公式。

4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險分析模型

在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，我們建立模型對工程項目中的風(fēng)險進行分析，可分為3個階段：風(fēng)險辨識、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理和風(fēng)險評估。

4.1 風(fēng)險辨識

辨識工程項目所面臨的風(fēng)險為工程項目風(fēng)險分析的第一階段，我們將工程項目所面臨的風(fēng)險進行分類，分為6種：自然風(fēng)險、政治風(fēng)險、經(jīng)濟風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、責(zé)任風(fēng)險和決策風(fēng)險，也可根據(jù)具體工程項目實際情況確定風(fēng)險分類;然后，根據(jù)已做出的工程項目風(fēng)險分類，列出每一類風(fēng)險可能會造成工程項目的無法正常完成的不確定因素。

4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理

根據(jù)風(fēng)險辨識得到的工程項目風(fēng)險因素清單，我們首先要對各種風(fēng)險因素的歷史數(shù)據(jù)進行格式化處理，以便完成輸入層信息的輸入。還需提供歷史的項目風(fēng)險系數(shù)，然后進行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中連接權(quán)值的訓(xùn)練，得到輸入層、隱層及輸出層的之間權(quán)值。完成訓(xùn)練后，在具體的某一工程項目中，即可根據(jù)現(xiàn)有的專家風(fēng)險評估數(shù)據(jù)作為輸入，得到風(fēng)險評價系數(shù)。

項目風(fēng)險系數(shù)是一種評價項目的風(fēng)險程度的指標(biāo)，工期、費用和效益投入比是用于評價工程項目的3個客觀指標(biāo)，工程項目的風(fēng)險系數(shù)可以用下式表述。

式中：r為風(fēng)險系數(shù);

、分別為實際工期和計劃工期;

、分別為實際費用和計劃費用;

、分別為實際效能和預(yù)計效能;

分別是時間、費用和效能的加權(quán)系數(shù)，結(jié)合工程項目對各種資源的要求確定3個指標(biāo)的值，且滿足=1的條件。

4.3 風(fēng)險評估

風(fēng)險評價系數(shù)的取值越小，說明風(fēng)險越小，取值越大，說明風(fēng)險越大，風(fēng)險狀況的分區(qū)需要根據(jù)工程項目的具體情況進行劃分。以下列出了5個區(qū)間的劃分方法。

（1）r<0.2，工程項目的風(fēng)險很低，即使損失發(fā)生，對工期、費用和效益投入比的影響很小;

（2）0.2r<0.4，工程項目的風(fēng)險較低，如果損失發(fā)生，對工期、費用和效益投入比有一定的影響;

（3）0.4r<0.6，工程項目的風(fēng)險處于中等水平，如果損失發(fā)生，有出現(xiàn)重大損失的可能;

（4）0.6r<0.8，工程項目的風(fēng)險較大，必須采取避險措施，杜絕損失發(fā)生;

（5）0.8r<1，工程項目的風(fēng)險極大，建議重新進行對該工程項目決策論證。

5 結(jié)語

將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用于工程項目風(fēng)險分析之中，在大量的歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對風(fēng)險進行定量分析，大大提高了對風(fēng)險評價系數(shù)預(yù)測的準(zhǔn)確性，為工程項目的投資決策提供可信度較高的風(fēng)險評價方案，特別適用于有著豐富的同類項目實施經(jīng)驗和資料的企業(yè)。

參考文獻

[1] 成虎.工程項目管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[2] 雷勝強.國際工程風(fēng)險管理與保險[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996.

[3] 聞新.Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[4] 焦李成.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1991.

[5] 陳理榮.數(shù)學(xué)建模導(dǎo)論[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，1998.

[6] 胡守仁，余少波，戴葵.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論[M].長沙：國防科技大學(xué)出版社，1992.