专用于土壤修复工程的工程造价概算方法及装置

1.本发明属于计算机软件技术领域，特别涉及一种专用于土壤修复工程的工程造价概 算方法及装置。

背景技术：

2.工程造价又称工程概预算，是对工程项目所需全部建设费用计算成果的统称。在工 程初步设计阶段进行的计价过程又称为工程造价概算，总概算要考虑从筹建开始到竣工 验收交付使用前所需的一切费用，上述费用一般包括人工费、材料费、机械(购置、租 用、损耗)费、间接费(管理费)、税金、利润等项目。编制工程造价最基本的过程一般 有两个：工程量计算和工程计价。目前，业界较优的做法是运用bim技术经碰撞检测计 算出工程量，然后套用概预算定额单价或单位估价表(基价)确定出直接工程费，再加 上间接费、利润、税金等得出最终的工程预算造价。工程定额计价标准有国家和地方发 布的各种指导性计价规范可供参考，这些政府权威机构发布的规范通常在5

?

10年的范围 内均是行业执行标准，因此定额计价模式的优点在于可以做到量价合一，计算简捷，是 目前业界最常用的一种工程造价计算方法(相关的技术可以参阅cn202110155029、 cn202010919317等专利)。

3.然而，优点之外，采用工程造价定额计价模式依然存在有明显缺点：工程的项目种 类繁多，不同工程在人工、材料、机械、管理等项目上的成本比重极为不一致，而指导 性计价规范通常是将全国或地区的平均价格定为指导价格，并不能及时反映价格市场的 波动；对于部分项目例如建筑安装工程造价来说，材料费的占比可以达到成本的70％， 受材料价格市场的影响很大，对于计算这类工程造价的软件用户来说，定额计算模式所 得结果非常不合理，期望使用市场计价模式。

技术实现要素：

4.本技术的内容是提供一种专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其目的是克服 目前工程造价软件通常只采用定额计价模式、不能满足用户需要的弊端，通过采集土壤 修复工程领域的历史工程造价样本，经训练获得二分决策树模型，基于输入自动为用户 提供适合项目的工程计价模式，以使得工程造价概算更加精确。本发明的另一个目的是 提供一种专用于土壤修复工程的工程造价概算装置，除了具有上述技术效果，还可以在 系统中方便所属领域的技术人员基于自身情况自由选择采用定额计价模式还是市场计价 模式进行工程造价概算。

5.为实现上述目的，本发明提供一种专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特 征在于：

6.采集土壤修复工程领域的历史工程造价样本，获得各工程样本中是采用定额计价模 式还是市场计价模式；

7.通过训练获得二分决策树模型，所述决策树由根节点、内节点、叶节点组成，根节 点所在的位置为第0层，然后依次向下为第1层、第2层

……

第n层；

节点组成，根节点所在的位置为第0层，然后依次向下为第1层、第2层

……

第n层；

27.判定模块，用于使用该二分决策树模型，基于用户输入的土壤修复工程相关的数据 自动判定当前用户的工程项目应当采用定额计价模式还是市场计价模式；所述用户输入 的数据包括土壤修复工程的项目类别；

28.其中，所述训练模块进行模型训练的步骤为：

29.s1：对每个节点的是市场计价模式的正确结果和错误结果进行总数统计，在根节点 中记录相应的数据；

30.s2：根据对市场计价模式的预测精度确定第1层进行分裂的项目特征，选择分裂后 可以提高模型预测精度的项目特征作为内节点，对决策树进行分裂；对于多个可以满足 分裂树要求的项目特征，则计算预测精度上升的幅度，幅度最大的被选作用于分裂的项 目特征；

31.s3：在决策树第1层的内节点下属的各特征值中标注其下所涵盖的正确结果和错误 结果的总数数据；

32.s4：以预测结果作为叶节点，分裂后检查每个特征值对应的分支，如果某个分支中 只包含一种叶节点，即只包含“接受市场计价模式”或“不接受市场计价模式”的叶节 点，则停止分裂，否则继续分裂；

33.s5：从剩余项目特征中依据s2中的方法找出进行第2层分裂的项目特征，依次检查 是否满足s4的停止分裂条件，直至所有的项目特征均被用完，或者决策树的层数已经达 到预先设定的最大层级。

34.进一步地，还包括预处理模块，用于在上述步骤s1之前，执行对数值型数据进行预 处理的步骤s0；所述步骤s0具体为对数值型数据进行分组，包括：

35.s0.1：将当前项目特征按照数值大小进行一维顺序排列，然后在数值的上方或下方对 应位置标注是否接受市场计价模式的结果；

36.s0.2：对每两个相邻的点，计算出它们的算数平均值；

37.s0.3：计算每个算数平均值的结果预测精度，找到比根节点预测精度高且预测精度最 大的，将其对应的算数平均值当作是最终的分组界限值；

38.s0.4：基于所述分组界限值将数值型数据进行分组。

39.进一步地，所述装置包括选择模块，用于使用户自主选择使用定额计价模式或市场 计价模式进行造价概算。

40.进一步地，工程计价包括人工、材料、机械三个方面，用户可以针对上述三个方面 分别自主选择使用定额计价模式或市场计价模式。

41.进一步地，使用定额计价模式时，人工费、材料费、机械费、管理费、利润不可以 编辑单价，但是通过调整系数可以调整人工消耗量、材料消耗量、机械消耗量。

42.本发明提供的一种专用于土壤修复工程的工程造价概算方法及装置，具有以下优点：

43.(1)在进行工程造价概算时，基于用户输入的数据自动判断适合使用定额计价模式 还是市场计价模式，为用户提供最合适的计价模式，不需要用户花精力去查询历史记录 清单；

44.(2)判定采用二分决策树，依据预测精度上升的幅度最大的原则来选择进行分裂

树 的项目特征，使得决策树进行最快速的分裂；

45.(3)对于数值型数据，事先进行数据处理，依据预测精度最高的原则确定分组界限 值，算法简明、节省了计算机算力；

46.(4)软件系统中除了可以系统判定使用定额计价模式还是市场计价模式，还提供选 择项，使得用户可以自由选择使用何种模式；还可以按照人工、材料、机械三个方面分 别调整计价模式，最大化的满足用户的不同需求。

附图说明

47.图1是本发明所用造价计算装置装载的软件的主界面。

48.图2是本发明所用造价计算装置装载的软件关于土壤修复工程的具体分类。

49.图3是本发明所用造价计算装置装载的软件的工程数据输入界面。

50.图4是本发明所用造价计算装置装载的软件的某工程项目的结果报表。

具体实施方式

51.以下具体实施例将对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

52.实施例一：目前的工程造价软件，多是只能选择定额计价模式，而且其使用的定额 计价项目往往仅限于国家和地方发布的各种指导性计价规范所列举的项目。即使在个别 工程造价概算软件中为用户提供选项，令用户可以自由选择定额计价模式或者市场计价 模式，用户也不清楚当前工程概算中应该选择定额计价模式还是市场计价模式。因此， 合格的软件应当可以基于数据库分析建模，自动分情况向用户推荐采用何种模式进行造 价计算。

53.基于此目的，本发明提供的一种土壤修复工程造价概算方法、装置、计算机系统及 存储介质，基于所涉及的具体项目内容，将土壤修复工程整体上分为七大项目类别：污 染土石方工程、监测注入井工程、防渗覆盖工程、土壤修复工程

?

细分、二次污染防治工 程、设备安装工程、系统调试工程。这其中的“土壤修复工程

?

细分”是次级概念，具体 包括土壤预处理、土壤淋洗、药剂运输、固化稳定化修复、土方入窑、污染土外运、热 脱附修复、植被修复、种植管理、废料处理、土方降含水量等具体处理步骤。申请人进 行了市场调研，在软件中导入了相关的数据库中的历史工程造价样本，得到土壤修复工 程七大项目类别下不同工程项目是接受定额计价模式还是市场计价模式的一手材料。由 于造价受到价格波动、工期长短、各级政策等诸多因素的影响，为了简便讨论，仅列出 工程项目类别、工期(工期长短影响人工费、机械使用费和管理费)、材料费上涨率这几 种统计中影响决策较大的几个因素，列表1所示(注：表1中的“土壤修复工程”实际 指的是“土壤修复工程

?

细分”)：

54.表1

结果，因此软件中主要采用二分树来进行是否采用市场计价模式的自动判定。通过训练 获得二分决策树模型，所述决策树由根节点、内节点、叶节点组成，根节点所在的位置 为第0层，然后依次向下为第1层、第2层

……

第n层；

58.使用该二分决策树模型自动判定当前用户的工程项目应当采用定额计价模式还是市 场计价模式；具体的判定方法步骤如下：

59.s1：对每个节点的是市场计价模式的正确结果和错误结果进行总数统计，在根节点 中记录相应的数据。在类别栏中有22个“接受”、18个“不接受”，因此在根节点记录为 (22,18)。

60.s2：根据对市场计价模式的预测精度确定第1层进行分裂的项目特征，选择分裂后 可以提高模型预测精度的项目特征作为内节点，对决策树进行分裂；对于多个可以满足 分裂树要求的项目特征，则计算预测精度上升的幅度，幅度最大的被选作用于分裂的项 目特征。预测精度指的是错误预测结果的数量和总数量之比，对应于本发明的表1时， 根节点的“接受”数量(22)大于“不接受”数量(18)，基于多数优先的原则，预测结 果是“接受”市场计价模式的几率即为预测精度，结果预测精度为55％(22/40＝55％)。 而经“项目类别”特征分裂后，“设备安装工程”、“工期”、“材料费涨幅”项下分有9/0、 9/4、4/14个“接受/不接受”，因此预测结果是“接受”、“接受”、“不接受”是正确预测。 在决策树的某个节点上，计算分裂前和分裂后的精度，如果前者比后者高，则不分裂该 树；相反，如果分裂前比分裂后低，表明进行了能提升模型精确度的再分类，则应该分 裂该树。据此，统计“项目类别”、“工期”、“材料费涨幅”三者分别作为第1层项目特 征时前后对市场计价模式的预测精度。根据规则，可知“项目类别”特征下分裂后“设 备安装工程”、“工期”、“材料费涨幅”项下分有9个“接受”、9个“接受”、14个“不 接受”，共有32个预测正确，因此模型预测精度为80％(32/40＝80％)。对比分裂前的预 测精度是55％，可知精度上升幅度为25％。经计算，25％是三者中最大的(“工期”上升 20％，“材料费涨幅”上升7.5％)，应当根据该项目进行分裂。该点计算结果也表明土壤 修复工程当中，“项目类别”是影响用户是否愿意使用市场计价模式最关键的因素。

61.s3：在决策树第1层的内节点下属的各特征值中标注其下所涵盖的正确结果和错误结果的总数数据。据此，将“项目类别”下属的“设备安装工程”、“污染土石方工程”、

?“

土壤修复工程”三个特征值下分别标注(9,0)、(9,4)、(4,14)。

62.s4：以预测结果作为叶节点，分裂后检查每个特征值对应的分支，如果某个分支中 只包含一种叶节点，则停止分裂，否则继续分裂。对于本案，叶节点为“接受”和“不 接受”两种，在仅依据“项目类别”下面的三个特征值分裂一次后，只有“设备安装工 程”的叶节点同属一类“接受”，另外两个特征值则都具有“接受”和“不接受”，应当 继续进行分裂。

63.s5：从剩余项目特征中依据s2中的方法找出进行第2层分裂的项目特征，依次检查 是否满足s4的停止分裂条件，直至所有的项目特征均被用完，或者决策树的层数已经达 到设定层级。据此，因此在第2层中以“工期”项目特征进行分裂，第3层中以“材料 费涨幅”进行分裂，得到最终的决策树。上述表1只是为了便于说明算法，将项目特征 限定为三个，实际软件中影响造价的因素多达几十项(例如可以将工期影响的人工费、 机械费、管理费都进行单列)，决策树如果依据全部项目特征进行分裂，将导致树的分支 过多，影响计算机的运算速度，造成过拟合，使得模型的通用性变差。每次分裂都让各 个特征值下的样本数量

大幅减少，从而使得剩余的项目特征对精度的影响逐渐减小，当 决策树的层级已经达到六层之上时，后续参数的影响程度不到1％，再进行分裂的意义不 大。此外，须知软件应以方便用户使用为宜，不可能让用户按照列表将几十项内容全部 输入才得出是使用定额计价模式还是市场计价模式的结论，应当至少在用户输入几项重 要的内容时就可以得出。平衡各种因素，本发明将决策树分裂的层级限制为六层。

64.实施例二：实际上，表1的数据是处理过的数据，原始的数据当中诸如“材料费涨 幅”是一个确定的数值而不是像表1中的“高”、“低”这样的表观值，实际的数值如下 表2所示。

65.表2

66.67.[0068][0069]

倘若将基于上述数值对决策树进行分裂，则特征值过多，影响计算效率，而且模型 的复用性很低。因此，应当对上述数值型数据进行分组，为了让各分支下的数据量不至 于过低，考虑分为2

?

3组较为适宜。因此，在上述步骤s1之前，还有对数值型数据进行 预处理的步骤s0。以分两组为例，具体的分组方法为：

[0070]

s0.1：将所有项目特征“材料费涨幅”按照数值大小进行一维顺序排列，然后在数值 的上方或下方对应位置标注是否接受市场计价模式的结果。

[0071]

s0.2：对每两个相邻的点，计算出它们的算数平均值。由于上表中有40个数值，因 此可以得到39个算数平均值。

[0072]

s0.3：计算每个算数平均值的结果预测精度，找到比根节点预测精度高且预测精度最 大的，将其对应的算数平均值当作是最终的分组界限值。经计算可知24.5％和27％的算 数平均值25.75％(为了记录简便可以记为25％)可以获得最大的预测精度，其预测精度 为60％(比根节点的55％高)。

[0073]

s0.4：基于所述分组界限值将数值型数据依据分组界限值分为2

?

3组。本实施例中， 基于分组界限值可以将数据分为25％以上(不包括本数)的(使用涨幅“高”代指)和 25％以下(包括本数)的(使用涨幅“低”代指)两大组。

[0074]

上述预处理步骤同样可以用于处理“工期”等其他数值型数据。工期在造价表单中 一般都写成“xx年xx月”或“xx日”，经过计算分组界限值，可以“3年”为界将工 期划分为“3年以下(不包括本数)”和“3年(包括本数)及以上”。

[0075]

经过上述步骤s0

?

s5，可以获得决策是否使用定额计价模式的判断模型，当用户输入 几项数据之后，即可自动判定应当采用定额计价模式还是市场计价模式，从而方便用户 进行土壤修复工程造价概算。

[0076]

实施例三：本发明在提供了一种土壤修复工程造价概算方法之外，还提供了本发明 还提供一种土壤修复工程造价概算装置，其设有各种模块以执行上述的土壤修复工程造 价概算方法的各步骤。此外，所述装置包括选择模块，用于使用户自主选择使用定额计 价模式或市场计价模式进行造价概算。

[0077]

具体的，本发明的装置所使用的软件系统界面如图1所示。在造价系统界面中，依 次输入“项目类别”、“工期”等数据后，系统自动判定是采用定额计价模式还是市场计 价模式。这其中，可以通过点选图2、图3中的具体项目类别进行输入。本发明的系统还 赋予用户自主选择权，除了系统自动判定，用户还可以自主选择依据定额计价模式还是 市场计价模式，如图3所示可以选择“标准定额”。系统内置有“定额人工、定额材料、 定额机械”、“市场人工、市场材料、市场机械”、“除税定额人工、除税定额材料、除税 定额机械”、“除税市场人

工、除税市场材料、除税市场机械”的选项，每项都有相应的 简码，用户也可输入简码更改相应地计价方式。使用定额计价模式时，人工费、材料费、 机械费、管理费、利润不可以编辑单价，但是可以通过调整系数来调整人工消耗量、材 料消耗量、机械消耗量。基于用户输入的数据可以计算出工程造价，最终得出如图4所 示的工程造价汇总表。系统中还提供查询功能，用户可以在定额库中按定额编号查找相 应定额标准。

[0078]

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限 制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简 化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。技术特征：

1.一种专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：采集土壤修复工程领域的历史工程造价样本，获得各工程样本中是采用定额计价模式还是市场计价模式；通过训练获得二分决策树模型，所述决策树由根节点、内节点、叶节点组成，根节点所在的位置为第0层，然后依次向下为第1层、第2层

……

第n层；使用该二分决策树模型，基于用户输入的土壤修复工程相关的数据自动判定当前用户的工程项目应当采用定额计价模式还是市场计价模式；所述用户输入的数据包括土壤修复工程的项目类别；其中，所述模型训练的步骤为：s1：对每个节点的是市场计价模式的正确结果和错误结果进行总数统计，在根节点中记录相应的数据；s2：根据对市场计价模式的预测精度确定第1层进行分裂的项目特征，选择分裂后可以提高模型预测精度的项目特征作为内节点，对决策树进行分裂；对于多个可以满足分裂树要求的项目特征，则计算预测精度上升的幅度，幅度最大的被选作用于分裂的项目特征；s3：在决策树第1层的内节点下属的各特征值中标注其下所涵盖的正确结果和错误结果的总数数据；s4：以预测结果作为叶节点，分裂后检查每个特征值对应的分支，如果某个分支中只包含一种叶节点，即只包含“接受市场计价模式”或“不接受市场计价模式”的叶节点，则停止分裂，否则继续分裂；s5：从剩余项目特征中依据s2中的方法找出进行第2层分裂的项目特征，依次检查是否满足s4的停止分裂条件，直至所有的项目特征均被用完，或者决策树的层数已经达到预先设定的最大层级。2.如权利要求1所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：所述土壤修复工程整体上分为七大项目类别：污染土石方工程、监测注入井工程、防渗覆盖工程、土壤修复工程

?

细分、二次污染防治工程、设备安装工程、系统调试工程。3.如权利要求2所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：所述土壤修复工程

?

细分包括土壤预处理、土壤淋洗、药剂运输、固化稳定化修复、土方入窑、污染土外运、热脱附修复、植被修复、种植管理、废料处理、土方降含水量这十一种具体处理步骤。4.如权利要求1所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：所述决策树分裂的层级限制为六层。5.如权利要求1所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：在上述步骤s1之前，还有对数值型数据进行预处理的步骤s0；所述步骤s0具体为对数值型数据进行分组，包括：s0.1：将当前项目特征按照数值大小进行一维顺序排列，然后在数值的上方或下方对应位置标注是否接受市场计价模式的结果；s0.2：对每两个相邻的点，计算出它们的算数平均值；s0.3：计算每个算数平均值的结果预测精度，找到比根节点预测精度高且预测精度最大的，将其对应的算数平均值当作是最终的分组界限值；

s0.4：基于所述分组界限值将数值型数据进行分组。6.如权利要求1所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算方法，其特征在于：所述数据型数据分为2

?

3组。7.一种专用于土壤修复工程的工程造价概算装置，其特征在于：包括：采集模块，用于采集土壤修复工程领域的历史工程造价样本，获得各工程样本中是采用定额计价模式还是市场计价模式；训练模块，用于通过训练获得二分决策树模型，所述决策树由根节点、内节点、叶节点组成，根节点所在的位置为第0层，然后依次向下为第1层、第2层

……

第n层；判定模块，用于使用该二分决策树模型，基于用户输入的土壤修复工程相关的数据自动判定当前用户的工程项目应当采用定额计价模式还是市场计价模式；所述用户输入的数据包括土壤修复工程的项目类别；其中，所述训练模块进行模型训练的步骤为：s1：对每个节点的是市场计价模式的正确结果和错误结果进行总数统计，在根节点中记录相应的数据；s2：根据对市场计价模式的预测精度确定第1层进行分裂的项目特征，选择分裂后可以提高模型预测精度的项目特征作为内节点，对决策树进行分裂；对于多个可以满足分裂树要求的项目特征，则计算预测精度上升的幅度，幅度最大的被选作用于分裂的项目特征；s3：在决策树第1层的内节点下属的各特征值中标注其下所涵盖的正确结果和错误结果的总数数据；s4：以预测结果作为叶节点，分裂后检查每个特征值对应的分支，如果某个分支中只包含一种叶节点，即只包含“接受市场计价模式”或“不接受市场计价模式”的叶节点，则停止分裂，否则继续分裂；s5：从剩余项目特征中依据s2中的方法找出进行第2层分裂的项目特征，依次检查是否满足s4的停止分裂条件，直至所有的项目特征均被用完，或者决策树的层数已经达到预先设定的最大层级。8.如权利要求7所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算装置，其特征在于：所述装置包括选择模块，用于使用户自主选择使用定额计价模式或市场计价模式进行造价概算。9.如权利要求8所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算装置，其特征在于：工程计价具体分为人工、材料、机械三个方面，用户可以针对上述三个方面分别自主选择使用定额计价模式或市场计价模式。10.如权利要求7或8所述的专用于土壤修复工程的工程造价概算装置，其特征在于：还包括预处理模块，用于在上述步骤s1之前，执行对数值型数据进行预处理的步骤s0；所述步骤s0具体为对数值型数据进行分组，包括：s0.1：将当前项目特征按照数值大小进行一维顺序排列，然后在数值的上方或下方对应位置标注是否接受市场计价模式的结果；s0.2：对每两个相邻的点，计算出它们的算数平均值；s0.3：计算每个算数平均值的结果预测精度，找到比根节点预测精度高且预测精度最大的，将其对应的算数平均值当作是最终的分组界限值；s0.4：基于所述分组界限值将数值型数据进行分组。

技术总结

本发明涉及一种专用于土壤修复工程的工程造价概算方法及装置，其使用二分决策树自动判定当前工程应当采用定额计价模式还是市场计价模式，在分裂决策树时，基于预测精度提升的幅度最大的原则来选择进行分裂树的项目特征，使得决策树进行最快速的分裂；同时对于数值型数据，事先进行数据处理，依据预测精度最大的原则确定分组界限值，算法简明、节省了计算机算力；对于没有指导性计价规范的土壤修复工程，进行相应地模型训练，使得当前工程能够匹配至合适的历史工程记录，提高工程造价概算的准确程度；同时，还给用户提供自主决定选用哪个计价模式的选项，并且还可以分人工、材料、机械三方面分别调整，方便用户使用。方便用户使用。方便用户使用。

技术研发人员：杨乔木 朱志华

受保护的技术使用者：华南理工大学

技术研发日：2021.07.01

技术公布日：2021/11/2