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基于大数据的工程造价动态预测与成本管控研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2024-08-03 浏览次数:

一、选题背景与研究意义

(一)选题背景

随着我国经济的快速发展,建筑行业作为国民经济的重要支柱产业,规模不断扩大。工程造价管理作为建筑项目管理的核心内容之一,直接关系到项目的经济效益和社会效益。传统的工程造价管理模式主要依赖于人工经验和静态数据,难以适应项目建设过程中的动态变化,导致工程造价超预算、成本失控等问题时有发生。

与此同时,信息技术的飞速发展使得大数据时代悄然来临。大数据具有海量性、多样性、高速性和价值密度低等特点,能够为工程造价管理提供丰富的数据资源和强大的分析工具。通过对工程造价相关的海量数据进行挖掘和分析,可以实现对工程造价的动态预测和成本的有效管控。

(二)研究意义

1. 理论意义:本研究将大数据技术引入工程造价管理领域,丰富和完善了工程造价管理的理论体系。通过构建基于大数据的工程造价动态预测模型和成本管控体系,为工程造价管理提供了新的理论方法和技术手段。

2. 实践意义:本研究成果有助于提高工程造价管理的效率和准确性,实现工程造价的动态预测和成本的有效管控。通过实时掌握工程造价的变化情况,及时调整成本控制策略,避免工程造价超预算,提高项目的经济效益和社会效益。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

国外在工程造价管理领域的研究起步较早,已经取得了较为丰硕的成果。一些发达国家如美国、英国、日本等,在工程造价管理中广泛应用信息技术,建立了完善的工程造价数据库和管理信息系统。例如,美国的RSMeans公司建立了庞大的工程造价数据库,为工程造价的估算和控制提供了有力的支持。

在大数据技术应用方面,国外学者也进行了一些有益的探索。例如,一些学者利用大数据分析技术对建筑市场价格波动进行预测,为工程造价的动态调整提供了参考。此外,国外还在工程成本管理中引入了精益建造、供应链管理等理念,提高了工程成本管理的效率和效益。

(二)国内研究现状

近年来,国内在工程造价管理领域的研究也取得了一定的进展。一些学者开始关注大数据技术在工程造价管理中的应用,提出了一些基于大数据的工程造价管理方法和模型。例如,一些学者利用数据挖掘技术对工程造价数据进行分析,建立了工程造价估算模型和成本预测模型。

然而,与国外相比,国内在大数据技术应用于工程造价管理方面还存在一定的差距。主要表现在大数据基础设施建设不完善、数据共享机制不健全、数据分析技术应用水平较低等方面。因此,加强大数据技术在工程造价管理中的应用研究具有重要的现实意义。

三、研究目标与研究内容

(一)研究目标

研究围绕工程造价全生命周期管理,形成贯穿"数据治理-模型构建-体系创新-应用验证"的完整技术路径,具体研究目标体系包含四个维度:

1. 多源数据治理系统构建

建立涵盖工程造价全要素的数据采集标准体系,攻克多源异构数据整合难题。研发智能数据清洗引擎,构建跨项目、跨区域、跨类型的工程造价数据仓库,实现材料价格波动、人工成本变化、施工工艺参数等150类核心数据字段的标准化存储与关联分析。

2. 动态预测模型创新开发

融合时间序列分析与深度学习技术,构建考虑市场环境动态演变的工程造价预测方法论体系。开发具备自适应能力的预测模型簇,实现不同工程类型、不同阶段、不同颗粒度的造价预测需求响应,预测准确率较传统方法提升显著。

3. 智能管控平台设计实施

创建基于数字孪生的成本动态监控系统,搭建"预测-监控-预警-优化"的闭环管控机制。设计成本偏差智能诊断模块,建立涵盖200个关键控制点的成本风险量化评估体系,形成工程成本动态优化解决方案库。

4. 理论方法实证验证

选取房屋建筑、市政工程、交通基础设施等典型项目开展实证研究,构建"模型精度-决策支持-经济效益"三维度验证体系,形成可复制的应用推广范式。通过实践验证推动理论成果转化为行业标准规范。

(二)研究内容  

研究内容覆盖工程造价管理的全流程再造,形成大核心技术模块:

1. 工程造价大数据治理体系构建

多源数据采集技术:开发基于物联网的施工现场数据自动采集终端,构建包含招投标文件、材料采购订单、进度报量单等结构化与非结构化数据的数据立方体  

智能清洗融合技术:设计基于模糊匹配的数据关联算法,攻克BIM模型数据与历史工程数据的映射难题,建立数据质量评价指数(DQI)控制标准

知识图谱构建技术:运用自然语言处理技术提取造价特征要素,构建包含3000+实体节点的工程造价领域知识图谱,实现定额标准、市场价格、技术参数的多维关联

2. 动态预测模型开发与优化

市场敏感度分析模块:建立钢材、水泥等主要建材的供需关系模型,研发反映大宗商品期货价格波动的传导机制分析算法  

混合预测模型构建:创新集成LSTM神经网络与ARIMA模型的组合预测框架,设计考虑工程特征嵌入的注意力机制,构建项目定制化预测方案  

动态修正机制设计:开发基于实时数据的模型参数在线更新系统,建立预测误差反馈调节机制,实现施工图变更、设计调整等突发事件的快速响应

3. 智能成本管控系统创新

数字孪生监控平台:搭建融合BIM与GIS技术的三维可视化管控界面,实现工程量清单、资金流的实时映射与偏差预警  

成本风险智能诊断:应用卷积神经网络识别异常成本数据模式,开发涵盖35种典型成本超支场景的智能识别库  

动态优化决策系统:构建多目标优化模型库,设计考虑工期-质量-成本平衡的粒子群优化算法,生成最优资源调配方案  

四、研究方法与技术路线

(一)研究方法

1. 文献研究法:通过查阅国内外相关文献,了解大数据技术在工程造价管理中的应用现状和发展趋势,为本研究提供理论支持。

2. 数据分析法:运用数据挖掘、机器学习等数据分析技术,对工程造价数据进行分析和处理,构建工程造价动态预测模型和成本管控体系。

3. 案例分析法:选取实际工程项目作为案例,运用构建的模型和体系进行工程造价动态预测和成本管控,验证模型和体系的有效性和实用性。

4. 专家咨询法:邀请工程造价管理领域的专家对研究方案和成果进行咨询和评估,确保研究的科学性和合理性。

(二)技术路线

本研究的技术路线如下:

1. 数据收集与整理:收集工程造价相关的大数据,包括历史工程造价数据、市场价格数据、工程进度数据等,并对数据进行清洗、转换和存储,建立工程造价数据库。

2. 模型构建:运用大数据分析技术,如数据挖掘、机器学习等,对工程造价数据进行分析和建模,构建工程造价动态预测模型和成本管控体系。

3. 模型验证与优化:选取实际工程项目作为案例,运用构建的模型和体系进行工程造价动态预测和成本管控,对模型和体系进行验证和优化。

4. 成果应用与推广:将研究成果应用于实际工程项目中,为工程造价管理提供决策支持,并在实践中不断完善和推广。

五、研究计划与预期成果

(一)研究计划

本研究计划分为四个阶段,具体安排如下:

1. 第一阶段(第1 - 2个月):文献研究与资料收集

2. 第二阶段(第3 - 6个月):模型构建与算法研究

3. 第三阶段(第7 - 9个月):案例分析与验证

4. 第四阶段(第10 - 11个月):成果总结与论文撰写

(二)预期成果

1. 学术论文:在国内外相关学术期刊上发表2 - 3篇学术论文,阐述基于大数据的工程造价动态预测与成本管控的理论和方法。

2. 研究报告:撰写《基于大数据的工程造价动态预测与成本管控研究报告》,总结研究成果和实践经验,为工程造价管理提供决策支持。

3. 软件系统:开发基于大数据的工程造价动态预测与成本管控软件系统,实现工程造价的动态预测和成本的有效管控。

六、研究的创新点与不足之处

(一)创新点

1. 引入大数据技术:将大数据技术引入工程造价管理领域,为工程造价管理提供了新的技术手段和方法。通过对工程造价相关的海量数据进行挖掘和分析,可以实现对工程造价的动态预测和成本的有效管控。

2. 构建动态预测模型:构建基于大数据的工程造价动态预测模型,能够实时掌握工程造价的变化情况,提高工程造价预测的准确性和可靠性。

3. 建立成本管控体系:建立基于大数据的成本管控体系,实现对工程成本的实时监控和动态调整,为工程造价管理提供了全面的决策支持。

(二)不足之处

1. 数据质量问题:大数据的质量直接影响到分析结果的准确性和可靠性。由于工程造价数据来源广泛、格式多样,数据质量可能存在一定的问题,需要进一步加强数据清洗和预处理工作。

2. 模型适应性问题:构建的工程造价动态预测模型和成本管控体系可能存在一定的局限性,需要在不同的工程项目中进行验证和优化,以提高模型和体系的适应性和通用性。

3. 技术应用水平问题:大数据技术在工程造价管理中的应用还处于起步阶段,相关技术人员的专业水平和应用能力有待提高。需要加强对大数据技术的培训和推广,提高工程造价管理领域的信息化水平。

七、结语

本研究旨在将大数据技术应用于工程造价管理领域,构建基于大数据的工程造价动态预测模型和成本管控体系,实现对工程造价的动态预测和成本的有效管控。通过本研究,有望为工程造价管理提供新的理论方法和技术手段,提高工程造价管理的效率和准确性,为建筑行业的可持续发展做出贡献。同时,本研究也存在一些不足之处,需要在今后的研究中不断改进和完善。