基于Lasso回归的某住宅工程造价风险评价

(整期优先)网络出版时间:2024-04-25
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基于Lasso回归的某住宅工程造价风险评价

苏承伟

(中铁广州工程局集团桥梁工程有限公司 广东广州 510813)

摘要:本研究旨在构建一个基于Lasso回归的某住宅工程造价风险评价模型。通过进行Lasso回归分析,发现投融资风险控制方案和工程质量验收风险控制方案在降低工程造价风险方面起到了正向影响,而合同风险控制方案、施工方案选择风险控制方案、施工质量风险控制方案和施工进度风险控制方案中的各项举措则起到了负向影响。这表明,在实际操作中,这些控制措施的执行力度和效果存在差异,导致了风险控制效果的不一致。结果不仅证明了风险评价体系的合理性,还验证了Lasso回归方法在处理高维数据和强相关变量方面的适用性。研究结果为项目管理者提供了有力的决策支持,有助于工程项目识别和控制关键风险因素,从而降低工程造价风险。

关键词:Lasso回归;工程造价风险;评价模型;关键因素识别

0 引言

建筑行业作为国民经济的重要支柱,其工程造价的合理性与风险控制显得尤为重要[1]。工程造价风险评价作为建筑项目管理的关键环节,对于确保项目顺利进行、降低成本和提高投资效益具有重要意义[2]。工程造价风险评价涉及到诸多不确定性因素[3]。传统的工程造价风险评价方法主要依赖于专家经验和历史数据,存在主观性强、准确性不高等问题。

学者们从不同角度对灌区水资源的优化方案进行了深入研究和探索。李娜娜[4] 利用模糊综合评价法得出L商业住宅小区建筑工程造价风险综合评价风险等级处于较低风险和中等风险之间。刘玉杰[5] 运用层次分析法-加权平均算子的模糊综合评价法模型对其进行评估。结果表明该建筑安装工程造价风险趋近于“较低”,工程可以实施。赵悦言[6] 运用检查表法和德尔菲法对ZH建设项目的工程造价风险进行识别,形成风险清单,共计识别出风险因子并建立风险评价标准,借助帕累托法对各风险因子进行评级与定性并对ZH项目工程造价风险的综合等级进行分析。

探讨基于Lasso回归的某住宅工程造价风险评价方法,验证其在具体住宅项目工程造价风险评估中的应用价值。通过构建合理的评价指标体系,运用Lasso回归对某住宅工程造价风险进行评价,以期为建筑企业提供有益的决策依据。

1 工程概况

拟建龙泉天境小区工程位于芜湖市江北集中区,东至规划西湾 N2 路,西至在建雍宁路南至规划站北路,北至现状米芾路地块。 本工程总用地面积68789.6m2,总建筑面积178023.722m2,其中地上总建筑面积191606.43m2,地下车库面积44297.98m2;框架剪力墙结构,桩基础;共23栋高层(11F-18F)搭配1栋商业用房(1F),1栋物业用房(2F),4栋变电所(1F)。工程项目位于芜湖市江北集中区,东至规划西湾N2路,西至在建雍宁路,南至规划站北路,北至现状米芾路,南侧存在一处水塘,目前场地基本为农田及荒地,整体上较为平整,一般实测孔口高程在4.40~5.70m。

2 数据来源

通过对相关领域的文献进行梳理,并参考建筑行业的标准规范,初步确定了住宅工程造价风险的评价一级指标。这些指标包括招投标阶段风险、施工阶段风险、竣工阶段风险,涵盖了影响工程造价的关键因素。为进一步优化评价指标,对项目管理人员和工程专家进行访谈。访谈内容重点关注实际工作中遇到的风险问题,以及他们认为对工程造价影响较大的因素,最后形成该住宅项目工程造价风险综合评价指标体系具体如表1所示:

表1 龙泉天境小区住宅项目工程造价风险综合评价指标体系

准则层

一级指标

二级指标

指标代号

住宅项目工程造价风险综合评价Z

招投标阶段风险X1

投融资方案合理性

Z11

合同风险

Z12

招投标过程风险

Z13

施工阶段风险X2

施工方案选择风险

Z21

施工质量风险

Z22

施工进度风险

Z23

竣工阶段风险X3

竣工结算风险

Z31

工程质量验收风险

Z32

在数据收集方面,从住宅项目中各栋楼的施工组织设计和标书中提取了造价信息。这些信息包括建筑材料成本、劳动力成本、设备租赁费用、管理费用等,为评价工程造价风险提供了基础数据。经过数据整理,共形成了169份调查报告。在剔除数据不全或存在明显错误的无效报告后,最终确定了163份可用报告作为本研究的数据样本。

3 模型配置

3. 1 模型计算

本研究采用Lasso回归方法构建住宅工程造价风险评价模型。Lasso回归是一种基于惩罚性线性回归的方法,通过在损失函数中添加L1范数惩罚项,实现对变量的稀疏选择。以下是基于Lasso回归的多元线性回归计算步骤:

  1. 数据标准化处理:为了消除不同量纲和数据大小对模型的影响,对数据进行标准化处理:

其中,Z(x)表示标准化后样本数据,n为样本个数,xi表示第i个样本值,表示所有样本均值。

  1. 构建回归模型,记录回归寻参过程:构建Lasso回归模型的目标函数,即在最小化残差平方和的基础上,添加L1范数惩罚项。目标函数可表示为:

其中,β表示回归系数,λ表示惩罚项系数,||β||_1表示β的L1范数。

采用坐标下降法、最小角回归法或循环坐标下降法等算法求解目标函数,记录回归系数β的寻参过程。

  1. 分析回归模型的拟合精度:通过计算决定系数R²、均方误差MSE等指标来评估模型的拟合精度。决定系数R²表示模型对因变量的解释程度,其计算公式为:

其中,SS_res为残差平方和,SS_tot为总平方和。

均方误差MSE表示模型预测值与实际值之间的平均误差,其计算公式为:

其中,Yi为实际值,Yi^为模型预测值。

  1. 评价回归的显著性:通过分析回归系数的显著性来评价模型中各个自变量对因变量的影响程度。计算每个回归系数的t值和对应的p值,判断其是否显著。t值的计算公式为:

其中,β_j为第j个回归系数,SE(β_j)为第j个回归系数的标准误差。

根据t值和自由度df=m-n-1(其中n为特征数量),查找t分布表得到对应的p值。若p值小于显著性水平(如0.05),则认为该回归系数显著。

通过以上步骤,构建一个基于Lasso回归的多元线性回归模型,实现对住宅工程造价风险的准确预测。

3. 2 评价区间设定

为了全面评估住宅工程造价风险,选取二级指标进行分析,数据如表2所示:

表2 各指标描述性统计

风险指标

样本数

平均值

中位数

标准差

最小值

最大值

缺失值

投融资方案合理性

163

3.25

3.00

0.75

1.00

5.00

0

合同风险

163

2.89

3.00

0.87

1.00

5.00

0

招投标过程风险

163

3.07

3.00

0.89

1.00

5.00

0

施工方案选择风险

163

2.98

3.00

0.85

1.00

5.00

0

施工质量风险

163

3.15

3.00

0.92

1.00

5.00

0

施工进度风险

163

3.02

3.00

0.81

1.00

5.00

0

竣工结算风险

163

2.85

3.00

0.76

1.00

5.00

0

4 数据分析

4. 1 参数分析

为优化模型参数,进行交叉检验,以获得超参数与均方误差(MSE)的关系。如图1所示,其中均方误差随着超参数的增加先减少后增加。随着超参数的增加,均方误差首先显著下降,表明模型的预测能力得到增强。然而,当超参数继续增加时,均方误差并未继续下降,反而开始增加。表明虽然增加超参数可能减少模型的预测误差,但同时也将引入更多的无关变量,从而降低了模型的解释能力。

图1 回归分析参数筛选图

在图1中,两条虚线分别代表了均方误差的超参数值和标准误差内的超参数最大取值。选择第一条虚线作为因子筛分的依据,因为它对应于模型的最优超参数,同时确保了模型的预测误差最小。通过对超参数与均方误差的关系进行分析,得出结论,对于该住宅工程的造价风险评估,使用Lasso回归方法能够有效地筛选出对造价风险具有显著影响的关键因素。

4.2回归结果分析

通过对龙泉天境小区住宅项目工程造价风险控制的各项方案进行Lasso回归分析,以评估其对工程造价风险的影响。根据图2所示,该项目的投融资风险控制方案和工程质量验收风险控制方案起到了正向影响,而合同风险控制方案、施工方案选择风险控制方案、施工质量风险控制方案和施工进度风险控制方案中的各项举措起到了负向影响。

投融资风险控制方案的正向影响显著,这表明项目的投融资方案在合理性方面表现良好,有助于降低工程造价风险。具体而言,合理的投融资方案能够确保资金的稳定供应,避免因资金短缺而导致的工期延误和成本增加,从而对工程造价风险产生积极影响。另一方面,工程质量验收风险控制方案的正向影响则进一步凸显了项目在质量控制方面的严谨性。通过严格的工程质量验收流程,项目质量得到了有效保障,从而降低了工程造价风险。这表明,在工程质量验收过程中,严格的质量标准和验收流程对于保障工程质量、降低工程造价风险具有重要意义。

合同风险控制方案、施工方案选择风险控制方案、施工质量风险控制方案和施工进度风险控制方案中的各项举措并未产生预期的正向影响,反而起到了负向影响。这一结果暗示在实际操作中,这些控制措施并未得到有效执行,从而导致工程造价风险的增加。合同风险控制方案的负向影响源于合同条款的不明确性、合同履行的不规范性或合同纠纷的频繁发生导致工程造价的增加。施工方案选择风险控制方案的负向影响是因为施工方案的选定未能充分考虑实际情况,导致施工过程中的变更和调整频繁,从而增加工程造价。施工质量风险控制方案的负向影响是因为质量控制措施的不足,导致工程质量问题频发,需要额外投入进行修复,增加了工程造价。施工进度风险控制方案的负向影响可能是因为进度管理不到位,导致工期延误,从而增加了工程造价。

招标过程风险控制方案和竣工决算风险控制方案的成功表明,项目在招标和竣工决算过程中采取了有效的风险规避措施,但并未展现出亮点,因为这些控制措施是项目管理的常规操作,未能在实际应用中展现出独特的优势。

图2 龙泉天境小区住宅项目工程造价风险评价寻优历程

5 结论

本研究采用Lasso回归方法,对龙泉天境小区住宅项目工程造价风险进行全面评价。通过构建合理的评价指标体系,并结合项目实际数据,成功地建立工程造价风险评价模型。研究结果证明了风险评价体系的合理性并验证了回归模型的适用性:

(1)风险评价体系涵盖多个风险控制关键方面,能够全面反映工程造价风险的实际情况。

(2)Lasso回归方法在处理高维数据和强相关变量方面具有显著优势,能够有效地筛选出对工程造价风险具有显著影响的关键因素。

(3)实证分析与项目实际情况相符合,进一步证明了风险评价体系的合理性和回归模型的适用性。

参考文献

[1]李绪鹏. 基于熵权模糊综合法的建筑工程造价风险管理研究 [J]. 价值工程, 2023, 42 (34): 32-34.

[2]胡梦尧,卓平山,吴寒,等. 基于ISM的工程项目造价风险分析 [J]. 中国建筑金属结构, 2023, 22 (06): 17-20.

[3]李新宇. 南昌市某医院综合大楼建设项目造价风险评估与控制研究[D]. 江西财经大学, 2023.

[4]李娜娜. L商业住宅小区工程造价风险评价研究[D]. 安徽理工大学, 2023.

[5]刘玉杰. 基于层次分析-加权平均算子的建筑安装工程造价风险评价研究 [J]. 黑龙江科学, 2022, 13 (24): 77-79.

[6]赵悦言. ZH建设项目工程造价风险管理研究[D]. 大连理工大学, 2022.