基于大数据的重大工程智能群体决策支持系统研究
徐 婧， 刘伊生， 李欣桐
（北京交通大学，北京 100044）
摘 要： 随着工程建设行业的规模化及国际化发展趋势，重大工程逐渐成为国家发展的重要标志.重大工程的复杂性往往导致决策不确定性并引发管理中的诸多难题.为高效解决重大工程决策主体多元化所带来的信息不对称、决策方案冲突等问题，将智能决策方法融入重大工程群体决策过程中，构建了基于大数据的重大工程智能群体决策支持系统（BD-IGDSS），并通过将BD-IGDSS应用于中泰铁路工程及港珠澳大桥工程，分析该系统在重大工程决策管理中的优势.
关键词： 智能群体决策；决策支持系统；重大工程；大数据
随着“一带一路”建设取得重大发展，工程领域国际化趋势凸显，各国共商共建共享局面逐渐形成，近五年来已开通中欧班列65条，中孟友谊七桥、中缅天然气管道等项目已竣工，中白工业园、中老铁路、中缅铁路等多项工程仍在建，国内重大工程建设也成为工程领域关注的焦点，如三峡工程、南水北调工程、港珠澳大桥工程等.由于重大工程的复杂性及多主体等特点，开展重大工程决策的相关理论与方法研究已成为我国工程管理领域的热点及难点问题[1]，同时，大数据技术逐渐应用于工程前期决策、设计、建造、运维各个阶段.本文将智能决策与群体决策结合，在此基础上应用大数据技术对重大工程决策展开新研究.
智能群体决策是指在工程项目前期决策阶段，应用大数据、云计算、互联网等信息技术进行辅助决策，不同决策参与者基于个体偏好和规则判断提出自己的决策方案，通过对多方案协同整合最终形成一致性或妥协性的方案排序.智能群体决策支持系统是在决策支持系统的基础上集成人工智能的专家系统而形成的[2].郭建锋等应用集成数据挖掘技术与工程决策支持技术构建了智能工程决策平台辅助解决工程决策问题[3].陈连武提出了面向工程领域的群体决策支持系统，并研究其系统结构、决策方法、决策过程等[4].吴强围绕如何智能化解决群体决策中决策问题求解、冲突消解和群体专家决策条件下的组合规则性能等问题展开研究[5].曾赛星总结现有重大工程研究领域及相关国际热点问题，如重大工程决策治理、智慧现场、社会责任及可持续发展等[6].已有研究多数将智能决策与群体决策分开，且未能清晰阐述智能决策与群体决策方法应用于工程项目决策的具体流程及应用效果，现有关于重大工程决策的文献有限，缺乏深入系统的理论研究，智能群体决策如何应用于重大工程项目更有待进一步探究.
1 重大工程智能群体决策特征分析
1.1 重大工程智能群体决策特点
1）决策主体多元性.在“一带一路”倡议下跨国、跨省工程逐渐增多，各地区政治、经济、文化、法律相差甚远，不同决策主体管理习惯及经验有异、对其他地区政策规定等不熟悉且可收集数据资源有限，决策主体多元性导致决策结果的多样化.
2）决策影响因素复杂性.重大工程一般投资规模大，复杂性高，建筑体量巨大且建设周期较长，多为大型公共工程.因此较传统工程决策阶段需考虑工程的融资风险、环境生态、地域文化等更多因素，且各因素对工程建设均具有很大影响.因此，在项目决策期应充分研究、推测并分析决策方案的实施结果.
3）决策过程高效性.智能群体决策既能实时共享各决策主体的观点及历史工程数据库资源又能利用从海量数据中挖掘的知识对新问题做系统的决策分析，简化了各主体间意见协同、决策资源信息搜集等过程，各子系统间关联紧密、充分配合，智能且高效地对工程决策问题推理分析并得出方案.
数据采集阶段，数据的种类不仅包括与工程建设相关的数据，如建设规模、费用预算、进度计划、施工环境、人材机安排等，在“一带一路”倡议下，跨国工程行业逐渐涌起，数据还应包括一带一路沿线国家的政治、经济、文化、制度、环境、生态等.由于项目的一次性特征，重大工程的数量无法为项目决策提供海量数据，因此将数据采集过程中不限制工程规模，根据数据来源的工程项目实例在系统中按其规模对数据做相应的换算处理.数据采集的方式很多，包括智能传感、RFID、工程相关存档文案、音频录像、GIS、激光扫描等.多方式多渠道采集有助于为推理系统和决策主体传输更全面的工程数据，为工程项目决策提供更有力的支撑.将采集的数据通过辨识、清洗、降噪等过程，将无价值数据进行初步筛除，并存储过滤后的数据以供进一步挖掘分析及知识提取.
1.2 决策主体
决策主体是指能够参与项目决策活动，并对决策结果产生影响的个人或组织.重大工程往往采用群体决策方式，决策主体主要包括政府部门、公众、专家、利益相关者，其中利益相关者包括项目投资方、地块内利益相关者、地块周边利益相关者及项目使用者[7].不同的决策动机产生不一致的决策意见，并对决策结果产生不同程度的影响，因此在群体决策中每个决策主体的决策权重不同[8].从已有项目经验来看，政府部门及项目投资方处于决策活动中的主导地位[9].政府注重工程所带来的经济、社会效益的综合发展，项目投资方的决策动机是增大投资回报率、使土地利用价值最大化.在项目技术方面的决策如规划方案、技术约束、法规约束等权重则倾向于专家团体.关于项目的社会效益，对于多决策主体参与的重大工程对地区文化生活的影响则更多关注公众的决策意见.因此，群体决策协同在多主体决策中极为重要[10].图1为重大工程群体决策协同机制的概念框架，通过信息集成加强决策中各主体间的配合而达到协同效应，各个主体的决策信息通过共享平台实现交流互动，有效避免了由于多政府监管带来政策、规定等信息盲区的困扰，提高信息的交流效率，减少各主体间信息不对称的程度[11].
3.1.2 港珠澳大桥工程 港珠澳大桥是一座中国境内连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，大桥采用了“桥、岛、隧”三位一体的建筑形式，工程规模大、技术新、经验少、专业种类多，作为目前全球最长的跨海大桥，其高技术要求及深远的社会影响为港珠澳大桥工程前期决策增加了难度.大桥的前期立项决策流程主要包括分析机遇与条件、识别工程建设需求、界定工程目标和范围、对工程可行性进行论证四个步骤进而做出项目决策.大桥为跨境公共工程，工程立项及投资主体为三地政府，而各地政府的行政审批规则与程序、决策目标及决策程序等均不同，因此大桥需采用多主体协同决策的方式[16].将BD-IGDSS应用于港珠澳大桥工程的构想见图3，数据采集阶段将大桥拆分为各分部分项工程以便有经验数据可供决策参考，如道桥工程、外海造岛、沉管对接工程等.通过对采集的工程数据进行挖掘分析提取可供大桥工程决策的知识，在决策推理系统中根据各决策主体输入的决策问题进行决策.
3.1.1 中泰铁路工程 中泰铁路工程是中国投资泰国铁路的合作项目，主要通过中泰两国政府直接合作，全线包括坎桂—曼谷、坎桂—玛塔普、呵叻—坎桂及呵叻—廊开共四条线路，横穿泰国的北、中、南部.由于中泰铁路发展的差异及国际政治文化环境的复杂性使得前期决策阶段双方信息资源不对称，造成该项目的启动阶段遇到了困难.将BD-IGDSS应用于中泰铁路前期决策，两国政府可获得更多辅助决策的数据资源，如各国贷款利率、国际政治环境、两国铁路技术发展现状、铁路工程规范等.多主体决策加强了政府在项目技术、施工建造等专业领域的决策思考，信息的实时共享也增强了对媒体舆论方面的监督，通过数据库充分搜集各国铁路工程相关数据并分析国际环境下经济文化等的差异，借助海量工程历史数据提取知识通过智能决策系统辅助决策，将政府主观判断与计算机的客观数据推理相结合，增强决策方案的全面性及说服力，可以避免许多争议发生，如泰国以中国贷款利率过高为由申请独立融资、中泰对项目公司股份结构争持不下、泰国认为中方投资估算较高获利过多等问题[15].
图1 重大工程群体决策协同机制概念框架图
Fig.1 Conceptual framework of collaborative mechanism for group decision making in megaprojects
1.3 决策过程
她带着四位少年走到驿外，榆树下月影如藻，积雪空明，抬头看去，空中流霜，明月繁星，群山四围，黄梁村传来第一阵喔喔鸡鸣。
2 基于大数据的重大工程智能群体决策支持系统
图2 基于大数据的重大工程智能群体决策支持系统
Fig.2 Big>参考文献：
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Intelligent Group Decision Support System for Megaprojects Based on Big Data
XU Jing， LIU Yisheng， LI Xintong
（Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China）
Abstract： With the trend of scale and internationalization of construction industry，the megaprojects gradually become an important symbol of national development.The complexity of megaprojects leads to many difficulties and uncertainties in decision-making management.In order to effectively solve the problems of information asymmetry and conflict of decision-making schemes caused by the diversification of megaproject decision-makers，this paper integrates the intelligent decision-making method into the group decision-making process of megaprojects，and constructs a big>Key words： intelligent group decision；decision support system；megaproject；big data
中图分类号： C 934
文献标识码： A
收稿日期： 2019-02-12
基金项目： 国家自然科学基金应急管理项目（71841022）
作者简介： 徐 婧（1996-），女，硕士研究生，主要从事重大工程、工程项目管理研究工作
通信作者： 刘伊生（1962-），男，教授，博士生导师，研究方向为工程项目管理、绿色建筑
文章编号： 1004-3918（2019）06-1014-06
（编辑 张继学）