system: [SYSTEM]

user: 5. 算例分析 5.1. 换流站工程算例 本文梳理已建特高压工程历史数据。以换流站待建工程的造价组合预测为例说明该方案的有效性。 根据历史样本数据筛选得有效数据8组，取其中1组作为验证样本，其中7组作训练样本用来构建预测模型。得预测模型后根据以上五种预测方法，给定子模块关键影响因素，进行造价预测，得造价预测数据如下表1。表1中真实值表示验证样本对应子模块的真实造价值；R表示验证样本的造价预测值，P表示待预测工程的造价预测值。 由以上预测结果可见此五种方法各有其优势，尽管任意一种模型都不能普适所有的子模块，但各模型对大多数子模块都有较好的表现。MLR对换流变系统建筑费、阀厅设备安装费、配电装置建筑费和设备费等验证样本都有较好的表现，但对于配电装置安装费和设备费，依其构建的模型预测出待预测工程对应子模块的造价值为负值，因此尽管该预测方法对验证样本预测精确，按照准则(2)，其对这两个子模块的预测模型权重应为0。由于以上预测数据中，无论验证样本子模块造价预测值还是待预测工程子模块造价预测值都未超过众数的5倍或小于众数额1/5。继续考查ANN、SVM、GASVM、PSOSVM，其对大部分子模块的预测结果都较好，对部分子模块的预测结果较差，但也未违反准则(2)和准则(3)的约束，具有较好的表现，可直接将熵权法所得初步权重结果作为最终权重。根据表1由式(1)到(8)可计算各方法的模型权重如表2。 Table 1 Forecast cost of converter station project (unit: RMB 子模块 真实值 数据类型 MLR ANN SVM GASVM PSOSVM 换流变系统 建筑费 29，180，973 R 26，190，930 30，178，110 29，954，000 29，720，000 28，255，000 P 33，254，532 25，542，473 32，168，000 32，109，000 34，110，000 配电装置建筑费 38，540，222 R 38，647，503 39，418，180 35，857，000 35，964，000 50，301，000 P 29，391，897 67，077，103 45，444，000 35，964，000 46，973，000 主要生产建筑费用 158，085，575 R 158，520，724 154，335，099 167，780，000 153，540，000 153，830，000 P 206，008，382 163，549，927 174，280，000 153，540，000 153，580，000 辅助生产建筑费用 107，162，910 R 87，979，141 103，555，397 106，160，000 106，130，000 16，380，000 P 170，550，478 159，213，321 120，690，000 106，200，000 128，010，000 与站址有关的 单项工程 70，953，730 R 63，626，785 67，714，868 68，348，000 73，985，000 73，978，000 P 136，828，672 86，494，506 75，376，000 73，985，000 73，985，000 阀厅设备安装费 5，903，206 R 5，903，079 6，225，802 6，537，100 6，608，800 6，551，600 P 3，184，765 5，193，556 6，593，900 6，658，600 6，551，600 换流变系统安装费 12，544，653 R 12，542，707 11，507，900 11，634，000 11，772，000 11391000 P 10，874，284 12，181，846 11，826，000 11，548，000 11390000 配电装置安装费 34，530，675 R 34，528，147 32，044，319 20，241，000 28，459，000 26513000 P −1，779，614 30，704，902 23，913，000 27，938，000 25513000 其他主要生产工程 安装费 116，451，318 R 113，789，265 113，096，770 86，560，000 83，810，000 104120000 P 119，367，730 119，845，526 108，930，000 107，210，000 104120000 阀厅设备费 879，881，287 R 873，313，017 887，819，416 859，890，000 795，120，000 835220000 P 1，121，888，374 795，511，422 867，870，000 833，490，000 835220000 换流变系统设备费 1，546，917，328 R 1，529，755，924 1，563，355，008 1，435，700，000 1，426，700，000 1443500000 P 1，540，916，154 1，658，286，432 1，495，000，000 1，526，000，000 1489500000 配电装置设备费 1，044，343，490 R 1，044，400，542 954，962，157 1，036，600，000 1，035，100，000 1130900000 P −746，938，938 945，282，687 1，201，400，000 1，200，200，000 1192400000 其他主要生产工程 设备费 211，898，034 R 211，880，338 199，943，633 197，240，000 197，310，000 202330000 P 233，768，139 212，018，940 197，240，000 197，310，000 211910000 表1. 换流站工程造价预测数据(单位：元) Table 2 Weight of each forecasting model of converter station projec 子模块 真实值 数据类型 组合预测结果 MLR权重 ANN权重 SVM权重 GASVM权重 PSOSVM权重 换流变系统 建筑费 29，180，973 R 29，685，728.891 0.017 0.182 0.263 0.457 0.080 P 31，111，071.670 配电装置建筑费 38，540，222 R 38，629，730.145 0.875 0.074 0.023 0.024 0.004 P 32，773，776.142 主要生产建筑费 158，085，575 R 158，004，652.067 0.820 0.062 0.022 0.050 0.045 P 197，630，627.344 辅助生产建筑费 107，162，910 R 105，792，733.407 0.000 0.089 0.464 0.445 0.001 P 117，687，378.908 与站址有关的 单项工程 70，953，730 R 70，127，243.100 0.023 0.256 0.358 0.283 0.081 P 79，114，341.685 阀厅设备安装费 5，903，206 R 5，903，417.622 0.999 0.000 0.000 0.000 0.000 P 3，186，604.688 换流变系统 安装费 12，544，653 R 12，537，592.900 0.995 0.001 0.001 0.002 0.001 P 10，878，931.409 配电装置安装费 34，530，675 R 29，279，713.948 0.000 0.528 0.092 0.216 0.164 P 28，633，267.787 其他主要生产 工程安装费 116，451，318 R 111，040，769.182 0.371 0.513 0.035 0.032 0.049 P 118，107，560.522 阀厅设备费 879，881，287 R 875，501，403.867 0.313 0.494 0.141 0.027 0.026 P 909，785，541.133 换流变系统 设备费 1，546，917，328 R 1，538，523，676.095 0.263 0.614 0.051 0.047 0.025 P 1，608，572，040.382 配电装置设备费 1，044，343，490 R 1，036，610，949.435 0.000 0.043 0.497 0.416 0.044 P 1，189，515，667.595 其他主要生产 工程设备费 211，898，034 R 211，833，653.610 0.996 0.001 0.001 0.001 0.001 P 233，661，839.041 表2. 换流站工程各预测模型权重 根据以上权重结果，计算验证样本的造价组合预测值为4，223，471，264元，与验证样本造价真实值的绝对误差百分比为0.773。MLR、ANN、SVM、GASVM、PSOSVM五种预测模型的造价预测绝对误差分别1.300、2.167、4.555、6.394、4.067。可见本文提出的多种方法组合预测模型具有比任一单一模型更高的精度，可以作为一种特高压工程造价的通用预测方法。由以上权重结合待预测工程造价预测值得待预测工程的造价为4，527，736，511元，可用该数据指导实际的待建工程投资决策。 5.2. 直流线路工程算例 为进一步说明本文组合预测模型的有效性，选取特高压工程的直流线路工程进行验证。由于线路工程的特殊性，按费用划分层级后已无法细分，可将费用划分结果作为子模块。具体地，直流线路工程本体工程按费用划分的子模块为土石方工程、基础工程、杆塔工程、架线工程、附件工程。直流线路工程样本按包段选取和整理，大大扩充了历史样本数据。整理和筛选历史样本，得有价值数据44组，取其中4组作为验证样本。用以上五种方法构建预测模型，得预测结果如下表3。 表中R1、R2、R3和R4分别表示四个验证样本的造价预测值；P表示待预测工程的造价预测值；W表示各预测方法权重。为说明本文方法的准确性，计算各预测模型的绝对误差百分比如表4。 Table 3 Forecast cost of DC transmission line project and weight of each forecasting model (unit: RMB/km 真实值 数据类型 预测结果 MLR ANN SVM GASVM PSOSVM 土方工程 151，058 R1 141，116 109，248 162，929 94，480 125，700 157，830 104，035 R2 99，628 96，088 115，111 97，270 89，410 78，490 111，015 R3 99，483 91，674 101，207 102，400 107，100 85，860 126，600 R4 122，079 107，743 137，113 94，760 120，960 108，610 - P 109，686 98，587 105，921 98，640 122，760 112，120 模型权重 - W - 0.112 0.406 0.082 0.254 0.147 基础工程 408，556 R1 380，948 330，027 433，545 305，960 343，850 384，690 325，194 R2 361，968 390，053 354，270 298，750 381，250 365，950 475，878 R3 453，994 448，664 526，264 340，780 393，800 434，990 436，400 R4 409，340 397，878 410，972 430，440 422，900 401，170 - P 404，762 327，673 521，854 203，610 264，480 430，770 模型权重 - W - 0.145 0.334 0.084 0.134 0.303 杆塔工程 951，479 R1 975，856 946，803 978，328 943，700 986，100 1，058，600 1，229，584 R2 1，108，082 1，100，936 1，354，018 889，000 1，037，300 907，200 978，566 R3 984，501 959，220 1，158，544 784，000 868，400 1，001，300 1，206，300 R4 1，290，554 1，316，465 1，211，014 1，406，100 1，375，500 1，192，400 - P 1，040，340 919，382 1，394，276 734，500 813，100 1，190，800 模型权重 - W - 0.375 0.244 0.085 0.158 0.138 架线工程 813，531 R1 815，935 814，344 812，487 814，130 811，150 867，970 825，597 R2 822，786 824，589 815，049 817，960 818，050 868，100 760，316 R3 758，861 755，074 783，052 744，440 747，890 865，840 834，600 R4 861，573 868，214 743，861 878，880 878，300 867，770 - P 830，231 809，180 850，982 835，760 845，560 868，030 模型权重 - W - 0.404 0.091 0.223 0.234 0.048 附件工程 238，947 R1 245，866 231，826 273，496 252，970 248，910 252，970 268，932 R2 283，651 278，495.3 257，614.2 286，670 284，020 286，670 284，326 R3 303，188 303，491.6 256，909.5 302，280 304，500 302，280 381，700 R4 386，049 392，318.7 362，276.1 382，750 384，920 382，750 - P 403，802 401，516.8 11，996.96 412，250 390，970 412，250 模型权重 - W - 0.288 0.000 0.230 0.252 0.230 表3. 直流线路工程造价预测结果与各预测模型权重(单位：元/千米) Table 4 Forecast errors of DC transmission line projec 组合预测误差 MLR误差 ANN误差 SVM误差 GASVM误差 PSOSVM误差 0.150 5.123 3.792 5.942 1.867 6.182 2.805 2.295 5.184 13.209 5.205 8.968 0.386 1.991 8.271 12.881 7.219 3.071 2.813 3.250 4.031 6.944 6.598 1.102 表4. 直流线路工程预测误差 由表4对比组合预测模型与单一预测模型的验证样本直流线路工程总造价的误差，可见组合预测模型几乎比所有单一预测模型的预测误差更小，更逼近真实造价。最后得到待预测工程的造价预测值为2，788，821，可用此预测造价值指导实际的工程造价决策、管理与优化。