随着现代信息技术的不断发展,互联网+、大数据、人工智能等多项技术在每个行业已经获得广泛应用,但我国建筑业在大数据、信息化的应用水平上还处于萌芽阶段,亟需朝着信息化、智能化的方向转型升级。建筑工程造价管理是建设工程的重要组成部分,工程造价计价过程中涉及到大量的数据计算工作,在全面造价管理的要求下造价人员需要进行工程造价全过程要素成本叠加和动态分析,工作人员的工作难度增加。随着云技术、大数据及智能算法的逐步应用,采用人工智能方式管理工程造价信息将得到进一步发展。由此可见,人工智能工程造价信息管理平台的开发既有客观需求,也具备技术基础。本文以人工智能技术为背景,基于工程造价信息数据库和BIM的全过程造价管理,以实现工程造价信息管理的智能性、共享性、开放性以及全过程性为目的,构建人工智能工程造价信息管理平台,分析平台各模块的功能,为平台开发者提供参考依据。

我国各地区的工程造价信息管理标准不统一,工程造价管理部门之间缺少有效的协调和沟通,各企业和工程造价管理部门之间信息交流少,渠道单一;同时工程造价信息化标准建设缓慢,工程指标信息发布滞后,且时间不稳定,从而导致工程造价信息缺乏时效性和约束力,无法提高造价控制的能力。

目前不同工程造价信息系统之间无法相互兼容和进行数据交换,系统之间没有形成特定的接口协议,造成数据共享和交换率低下;工程造价各个阶段对造价数据的要求不同也导致不同阶段编制的数据相对孤立,没有形成有效的数据关联;同时各企业之间不愿意共享彼此所积累的造价信息,导致这些信息不能经过充分分析和深入挖掘。

我国目前已经统一了工程清单计价规范,但是由于各地区经济发展不平衡,各地方的费用定额计算方法和程序等不尽相同,造成不同地区之间的造价依据差异很大;并且我国没有建立可以跨区域查询的造价信息管理系统,不同省市建筑要素价格的差异无法及时获知,往往造成工程造价的应用限制在某一地域内而不能达到区域经济效益的最优化。

传统工程造价主要依靠造价人员、造价软件以及本区域价格等信息完成,在计算过程中不能实现动态更新和实时对比,不能准确提供决策依据。采用工程造价信息智能化管理后可在建立的数据库基础上,形成估算、概算、预算、结算以及决算等多层次信息处理系统,通过大数据和智能算法的应用提升工程造价管理的智能化,如表1和图1所示。

人工智能工程造价信息管理平台构建的总体思路是:根据工程造价信息管理平台建设需求,以工程造价信息数据库和BIM为基础,通过大数据整合及人工智能计算技术,构建工程造价信息管理平台的基本模块和主要系统,以充分实现信息采集、智能开项、智能组价、智能决策与监管等功能,服务于工程造价智能化的建设发展。具体来说该平台由五大系统、11个模块组成。

造价数据采集与形成系统包括要素价格收集与形成、工程信息收集与形成、行业动态收集与形成3个模块,该系统主要用于工程造价相关信息的采集与智能化形成。系统首先需要建立统一标准,允许不同类型的数据信息按照标准格式导入并生成数据库,其涉及到的数据库主要有要素价格数据库、计价依据数据库、已完成工程造价信息库、国家政策法规信息库、工程造价企业与执业人员信息库等。数据采集主要通过制定统一的数据交换格式标准,建立不同外部业务软件系统数据映射,将数据转化为统一的格式后导入系统数据库。

该模块主要对人工、材料及机械等价格信息进行分类采集,通过对不同要素制定特定编码,简化要素名称形成代码实现快速智能查询与分析,如表2混凝土/砂浆信息采集示例。信息收集时供应商将需要发布的要素价格、发布地区等信息提交给管理员审核,如果需要修改则发回供应商整改后审核再入库。供应商类别包含生产厂商、分厂商、代理商等,厂商必须完成资格认证后才具有操作权限。数据库支持要素信息查询、供应商查询、报表统计和电子期刊生成等查询统计功能。

该模块收集整理已完成工程造价信息,主要包括建设工程项目概况、建设工程特征及技术经济指标等三个方面。具体包括工程建设全过程中收集的项目资源信息,环境信息,新技术、新设备、新工艺等能力方面信息,政策、法律、法规等信息,项目设计信息,文件资料信息,人员设备信息、原材料供应保管记录信息、监理资料、竣工验收资料等内容。通过政府、行业协会及市场多渠道进行发布和收集,各完成单位信息收集,同时各方享有共享查询功能。

该模块收集行业动态、造价企业与人员变动、竞争咨询等方面信息,系统建立实时监测与搜集功能,通过共享、订阅、推送、过滤等手段,将经过整合的行业信息导入系统形成数据库,并对原文链接进行保存分类,然后通过web端、移动端进行发布推送。该模块规避了诸如走访行业协会,网络整理,参考期刊以及和媒体监测公司合作等会产生重复信息和高昂费用的方式,可以快速有效地获取到精准的工程造价咨询信息。

该系统由人工智能数据库模块和智能列项模块组成,可实现造价信息数据的提取、整理、分析、复用、共享与计算,为工程量清单项目的编制等提供依据。系统通过汇集编制工程量清单的数据,把清单列项工作从抽象思考变为一个按设计图纸回答问题的过程,编制人员只要根据平台应答流程选择回答完所有问题,清单项目就已经基本产生。

数据库是基于云端内存的缓存服务,其采用人工智能并行算法(Rapids ParalleR)可以分析处理海量数据,并支持将分布式数据从单机扩展到集群。人工智能数据库对导入的数据进行标准化整理,兼容国内主流计价文件格式,支持全过程工程计价文件、合同、图纸等文件的导入;另外系统还可以通过云+网(物联网)+端(智能终端)等信息技术对数据进行积累与维护,基于云端数据进行数据复用、批注、共享,并支持web端和移动端多入口接入。

智能列项模块利用智能数据接口导入BIM设计模型,快速承接项目模型的几何和空间物理属性与计算关系,加载计算规则,实现快速构建工程量;然后通过数字化和图形处理技术进行智能清单列项,提取BIM算量模型中的构件信息,智能匹配数据库与BIM模型构件清单项,赋以构件项目编码确定、项目名称拟定、计量单位选择、工程量计算和项目特征描述,实现智能化和标准化的清单编制,为造价数据提供数字化基础,见图2。

该系统主要由BIM组成,贯穿决策、设计、招标、投标、施工、结算几大阶段。通过结合人工智能数据库,把不同阶段的BIM模型与工程计价依据和工程造价大数据集成,进行智能算量组价,如图3所示。组价时在人工智能数据库中找到与工程量清单描述匹配的信息,选择需要组价的单位工程和组价依据等,设置组价方式,智能读取数据库信息,一键匹配市场最优报价信息,快速选材定价,并快速定位到主界面的当前清单项内容,进行组价调整,也可选择其他行业数据,完成分析计算。例如在精装贴面施工功能上,平台可以自定义块料大小和排布方向,快速、准确支持添加各类装饰材质贴图,并错开距离来自动排布块料贴面。

该系统由技术经济分析模块和智能决策模块组成。系统对数据库中存储的完整造价要素信息进行模型化和指标化处理,对估算、概算、预算、结算以及决算等过程进行技术经济指标分析、优选和决策。

该模块以平台数据库为基础,以资金运动为主线,以概算为总目标,建立了不同时间节点上技术经济水平的数据关联,从而实现全过程、实时、动态对比分析和预警,形象反映工程造价的真实状态,实现工程造价由事后分析向事中或事前控制、由被动三超(结算超预算、预算超概算、概算超估算)到主动管控的转变,解决工程造价过程控制的及时性、准确性和有效性问题。

该模块可以生成项目各项经济控制指标,工程造价人员基于对业主需求、建设标准、建筑特征的准确理解,运用云端与建筑构件建立关联的工程造价指标库,一方面可以快速完成设计方案的工程预算,在满足工程项目功能要求的前提下,使工程所需的全寿命周期成本最小;另一方面,此模块会对报价进行中标可能性分析和投标文件修改,经过简单调整后即可形成最终投标价格。

该系统由造价数据监督管理模块、造价咨询企业诚信模块、造价从业人员诚信模块组成。该功能是对造价数据本身、数据工作流程以及项目实施程序进行监督和管理,建立建筑造价行业诚信数据库,违法违规企业和人员黑名单数据库。

该模块覆盖概算管理功能、计划管理功能、统计管理功能、招投标采购管理、合同结算管理、变更索赔管理、物资核销管理等功能。这些功能可以使业主投资目标得到控制,设计思想得以实现,施工信息得以管理,材料设备人员及监管信息得以跟踪。同时平台的实时监控与预警程序可以实现对项目质量、成本、进度等数据实时监控,以达到帮助用户实现智能维护项目数据的目的。

该模块主要是收集造价咨询企业的公司规模、公司法人、组织结构、公司资质等级以及公司的从业人员信息。比如公司是否存在借用他人资质去承揽业务,是否存在超越资质承揽业务的情况,在招投标过程中,是否参与了围标、串标,将标底或投标报价等实质性信息透漏或出卖,一旦存在上述问题,立即将该公司相关情况记入黑名单数据库,为招投标委托方提供一定的参考。

该模块主要收集造价人员的学历、资历、继续教育情况、相关从业经历等情况,是否存在资质证书挂靠、人证不一等情况,在工程造价编制过程中是否与委托方联手有意提高或降低标价,以达到低价中标的目的,损害招标方的利益等现象。一旦出现这些问题,也将被记入到造价人员黑名单数据库中,为造价公司招聘提供一定的参考。

人工智能工程造价信息管理平台以人工智能数据库、BIM、大数据库等模型为基础,集成工程造价各要素信息,实现数据智能采集、清单智能列项、智能组价、智能决策及监管,有效提升造价工作效率及成果质量。

人工智能工程造价信息管理平台通过统一相关数据标准,进行大数据集成,然后基于云端数据共享,建立工程造价各阶段和所有参与方集成的、共享的和开放式的全生命周期工程造价信息管理系统。

人工智能工程造价信息管理平台以BIM模型为基础,可对项目过程中的决策、设计、招投标、施工以及运营管理等不同阶段的综合成本、质量、工期、安全等要素进行智能分析,打通全过程工程造价管理,实现数据采集形式、智能处理列项、全过程管理计算、技术经济分析、智能决策与监管、咨询与反馈各参与方实时协同工作。

人工智能工程造价信息管理平台构建需要融合信息技术、工程管理、数学建模等各方面知识。该平台的构建建立在人工智能基础上,以建筑工程造价信息为研究对象,实时收集监测工程造价信息,并开展智能处理与计算,经济评价与监管,实现项目各参与方共赢。在信息化变革的发展趋势下,通过人工智能技术,促使造价各要素数据产生新的生产力,推动对工程造价信息管理技术与模式不断革新,实现跨越式发展。