SỬ DỤNG NEURAL NETWORK DỰ TRÙ CHI PHÍ XÂY DỰNG ĐƯỜNG CAO TỐC

SỬ DỤNG NEURAL NETWORK DỰ TRÙ CHI PHÍ XÂY DỰNG ĐƯỜNG CAO TỐC NHÓM 1 Nguyễn Đăng Phi Vũ Lâm Quốc Việt Nguyễn Hữu Thái Hòa Đinh Mạnh Cường Tóm tắt Mục đích nghiên cứu phát triển phương pháp đánh giá chi phí xây dựng đường cao tốc Mơ hình ANN phát triển mà liên hệ tất chi phí xây dựng đường cao tốc, mô tả thời điểm chi phí xây dựng đường cao tốc, chi phí vật tư, nhân cơng thiết bị, đặc tính hợp đồng mơi trường Kết mơ hình tái tạo xu hướng chi phí xây dựng đường cao tốc Louisiana cách xác Các chi phí xây dựng đầu vào tương lai đánh giá với chi phi nhân công, thiết bị vật tư Các đặc tính hợp đồng tương lai môi trường mà tương tự với khứ Giới thiệu Để có kế hoạch xác cần có điều kiện: thứ xác kế hoạch tài trợ Thứ chi phí dự án phải đánh giá Thứ gia tăng chi phí từ chi phí phải dự đoán Do hồi quy tuyến tính phân tích yếu tố có mối quan hệ tuyến tính nên khơng phải ln ln thích hợp Trong mơ hình neural network phân tích dạng hàm phức tạp dễ nhập liệu mơ hình hồi quy Giới thiệu Elhag Boussebaine (1998) xác định thay đổi thiết kế Olsen Epps (1981) đánh giá thay đổi giá thầu Keohn et al (1979) xác định lãi xuất, giá đất… Bằng cách kết hợp NNs fuzzy Elhag Boussebaine (1998a) đánh giá chi phí xây dựng thời gian dự án dự án đơn lẻ Vì mơ hình NNs sử dụng để đánh giá chi phí, thời gian nhân tố khác dự án đơn lẻ Giới thiệu STT Taùc giả Các nhân tố ảnh hưởng Năm - Nhân công Thiết bị Vật tư Sự tăng giá lạm phát Gía trị hợp đồng 1986 - Sự thay đổi giá thầu qua 1981 năm Lãi suất Gía đất Sự điều chỉnh phủ 1979 Koehn et al - Vị trí Thời gian hợp đồng Quy mô lọai dự án 1998 Hegazy & Ayed - Sự thay đổi thiết kế Thời hạn hòan thành Thông tin dự án 1998a Elhag & Boussebaine - Herbsman Olsen & Epps Đo lường tổng chi phí xây dựng Chi phí xây dựng đo lường tổng chi phí xây dựng đường cao tốc Chúng biên sọan giá trung bình năm item hợp đồng xây dựng Chỉ số thông dụng sử dụng ngành cao tốc FHWA CBPI Nó định giá item đại diện cơng trình: bê tơng asphalt, cấu trúc bê tơng, hố đào, đường đắp, bê tông xi măng bề mặt cấu trúc thép Chỉ số định nghĩa sau: FHWA CBPIn = 100 Đo lường tổng chi phí xây dựng Trong Pi,n: Gía trung bình item đại diện i năm n Pi,b: giá trung bình item đại diện năm gốc (1987) Qi,b: số lượng item đại diện I năm gốc (1987) Chỉ số FHWA CBPI sử dụng giá số lượng khứ để theo dõi thay đổi chi phí đường cao tốc khứ Cấu trúc mơ hình Phân tích dự án đường cao tốc từ năm 1981 đến 1997 LDTD thực sáu hạng xây dựng sử dụng FHWA CBPI chiếm ưu chi phí xây dựng đường cao tốc Louisiana Và nghiên cứu dựa liệu khứ từ năm 1981-1997 Để hiệu chỉnh cơng thức tính tổng chi phí FHWA CBPI, số xây dựng (LHCI) Cấu trúc mơ hình Chỉ số nghiên cứu đo lường cho chi phí xây dựng đường cao tốc khứ tương lai Chỉ số đặt tên Louisiana Highway Construction Index (LHCI) định nghĩa sau  LHCI = n 100 Trong LHCIn: Louisiana Highway Construction Index năm n Pi,n: giá trung bình item chi trả đại diện thứ i năm n Cấu trúc mơ hình Pi,1987: giá trung bình item đại diện thứ i năm gốc 1987 Qi: tổng số lượng item đại diện thứ i khoảng thời gian 1981-1997 Khi LHCI sử dụng mơ hình dự đốn, giá item đại diện phải dự báo Để làm việc này, chương trình thiết lập để đánh giá giá item Từ phân tích hợp đồng đường cao tốc DODT từ năm 1981 đến 1997 yếu tố sau sử dụng để mơ hình giá item: PHÁT TRIỂN SUBMODELS - Dùng Matlab ước tính mơ hình mạng Neuron Giảm thiểu sai số cách điều chỉnh trọng số liên kết mạng theo trình lặp điR2 lặp lại sau 5000 lần RMSE xấp xỉ 0.01 -Các biện pháp thống kê dùng để đo hiệu suất mơ hình bao gồm hệ số xác định R2 , sai số phần trăm tuyệt đối trung bình MAPE sai số bình phương trung bình gốc RMSE -Hệ số xác định dùng để đo lường giá trị đầu tốt PHÁT TRIỂN SUBMODELS -Kết việc ước lượng mạng nơron năm submodels liệt kê bảng - Như số R2 biến thiên từ 0.64 “submodel” thép gia cường đến 0.82 PCC pavement -Sai số trung bình đo MAPE biến thiên từ 8.3% đến 34.1% với giá trị trung vị 10.2% -RMSE biểu thị cho % giá trị thật biến thiên từ 10.8% đến 29.1% với giá trị trung vị 16.5% PHÁT TRIỂN SUBMODELS - Xét mối liên hệ submodels ước tính giá hợp đồng cá nhân mơ hình khơng chứa yếu tố ảnh hưởng đến giá cả, kết coi đạt u cầu Ngồi ra, kết cịn tốt người sử dụng mơ hình hồi quy liệu PHÁT TRIỂN SUBMODELS Table Paired Samples Test of Observed and Estimated Pay Item Price   Paired difference       95% confidence interval   Pay item   Pair 1: Asphalt concrete   Mean Standard Standard deviation error mean of the difference   Lower t Upper -0.48 6.36 0.37 -1.2 0.24 -1.3 0.24 1.35 0.18 -0.11 0.59 1.35 Pair 1: PCC pavement -0.38 4.89 0.85 -2.12 1.35 -0.45 Pair 1: Reinforcement 0.016 0.13 0.01 -0.009 0.04 1.26 Pair 2: Embankment KIỂM TRA SUBMODEL -Các thông số thống kê cho liệu thử nghiệm giống việc huấn luyện liệu gồm: R2, MAPE, RMSE - Như số R2 biến thiên từ 0.45 “submodel” cấu trúc bê tông đến 0.74 bê tơng nhựa đường -Chỉ số MAPE tương đương 15%, ngoại trừ 33% đường đắp cao -RMSE từ 17.1% đến 31% với trung vị 18.8% - Kết cho thử nghiệm liệu liệt kê bảng KIỂM TRA SUBMODEL -Dùng t test để kiểm tra liệu có khác biệt đáng kể ước tính thực tế phải trả chi phí năm liệu thử nghiệm - Kết quả, thể bảng 2, cho biết khơng có đủ chứng để bác bỏ giả thuyết chi phí ước tính thực tế mức độ tin cậy 95% Thừa nhận mơ hình -Hiệu suất tổng thể mơ hình đánh giá cách quan sát toàn submodels để mô số LHCI khoảng thời gian 1984-1997 Để kiểm tra mơ hình với điều kiện bình thường, nghĩa giá trị đầu vào trung bình hàng năm sử dụng cho submodel -Các LHCI cho ước tính cách sử dụng giá trị hàng năm tổng hợp biến đầu vào thu từ liệu Các kết hiển thị Hình Với khoảng tin 95%, LHCI viết sau Thừa nhận mơ hình Thừa nhận mơ hình Gía trị quan sát a phương sai giá item năm sử dụng để đánh giá phương sai LHCI Như ta thấy, phần lớn giá trị đánh giá LHCI nằm khoảng tin 95% giá trị quan sát LHCI Kiểm định t-test khơng có khác biệt đáng kể giá trị quan sát đánh giá LHCI bảng Dự đốn Mơ hình không sử dụng để dự báo thay đổi chi phí xây dựng đường cao tốc tổng thể tương lai dựa dự đoán giá trị đầu vào đến mơ hình phụ riêng lẻ Dự báo chi phí nhân cơng, vật tư, thiết bị đạt từ Cục phân tích kinh tế DRI Các biến đầu vào khoản mục khối lượng, thời hạn hợp đồng, vị trí hợp đồng, quý hợp đồng cho phép, thay với giá trị trung bình quan sát từ năm 1993 đến 1997 Sử dụng giá trị này, mơ hình dự đốn chi phí xây dựng đường cao tốc tương lai tăng giai đoạn 1998-2015 hình Điều mơ tả mức tăng trưởng xấp xỉ 3.4% năm Giá trị cao nhiều so với tỷ lệ lạm phát chung 2.5% năm thấp chút so với mức quan sát giá trị LHCI khoảng từ năm 1992 đến 1997 xấp xỉ khoảng 3.7% năm 31 Kết luận Mơ hình mơ lại xác chi phí xây dựng tổng thể khứ sử dụng liệu phân tán hay liệu tập hợp Các chi phí xây dựng tổng thể dự đốn khác khơng đáng kể từ quan sát mức 95% Nói chung kết tốt đạt việc mơ lại chi phí xây dựng khứ Tại cấp độ hợp đồng cá nhân giá dự đoán suốt thời kỳ 1984-1997, mơ hình phụ chiếm từ 48% đến 74% biến đổi liệu, giá trị ước tính LHCI liệu giống chiếm 95% biến đổi giá trị LHCI quan sát ... tương lai Chỉ số đặt tên Louisiana Highway Construction Index (LHCI) định nghĩa sau  LHCI = n 100 Trong LHCIn: Louisiana Highway Construction Index năm n Pi,n: giá trung bình item chi trả đại... lọai dự án 1998 Hegazy & Ayed - Sự thay đổi thiết kế Thời hạn hòan thành Thông tin dự án 1998a Elhag & Boussebaine - Herbsman Olsen & Epps Đo lường tổng chi phí xây dựng Chi phí xây dựng đo... Boussebaine (1998) xác định thay đổi thiết kế Olsen Epps (1981) đánh giá thay đổi giá thầu Keohn et al (1979) xác định lãi xuất, giá đất… Bằng cách kết hợp NNs fuzzy Elhag Boussebaine (1998a)