建设项目监管机理及方法:基于计算机视觉技术的研究/项目管理前沿系列

本书是项目管理前沿系列之一，针对在实际工程中的各种因素给监管问题带来的复杂性，提出了基于计算机视觉技术的建设项目监管技术方法及实务框架。

为了应对我国建设行业在高速发展过程中存在的一系列新问题，加强某些权利主体对建设项目的有效监管是很有必要的。针对在实际工程中的各种因素给监管问题带来的复杂性，本书首先基于演化博弈理论分析了对建设项目监管问题的理论解答，然后在此基础之上提出了基于计算机视觉技术的建设项目监管技术方法及实务框架。本书希望通过建立从经济管理理论到实务技术方法的统一框架来解决建设项目监管中的复杂问题。 本书适合管理科学与工程专业、计算机视觉技术相关专业的研究生，以及相关领域的研究人员阅读使用。

许儒航，男，汉族，博士，1988年8月9日出于四川省成都市。现任华北电力大学经济与管理学院讲师，长期致力于政府投资项目监管、基于计算机视觉技术的监管工作的研究。主要研究方向包括：工程项目管理、政府投资项目监管、能源项目管理等。

目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 研究背景和意义 1 1.1.1 研究背景 1 1.1.2 研究意义 4 1.2 国内外研究现状 6 1.2.1 国外研究现状 6 1.2.2 国内研究现状 8 1.3 相关理论综述 13 1.3.1 委托代理理论 13 1.3.2 演化博弈理论 16 1.3.3 过程控制理论 18 1.4 研究内容、方案及创新点 20 1.4.1 研究内容 20 1.4.2 研究方案 23 1.4.3 主要创新点 24 第2章 建设项目目标监管问题研究 28 2.1 工程目标视角下的基本问题 28 2.1.1 目标属性视角下的问题表现 29 2.1.2 行为与外部环境视角下的问题表现 36 2.2 委托代理博弈视角下的监管机理 41 2.2.1 委托代理基本监管模型 41 2.2.2 委托代理监管机理及其不足 45 2.3 演化博弈视角下的监管机理 47 2.3.1 演化博弈视角下的监管过程和机会主义行为 47 2.3.2 建设项目监管问题的演化博弈模型 49 2.4 基于过程监管的必要性与可行性 56 2.4.1 监管理论与过程的必然契合性 56 2.4.2 基于过程-信息理论的监管思路 59 2.5 本章小结 65 第3章 建设项目目标实时监管机理研究 66 3.1 基于随机过程的演化博弈 66 3.1.1 基本随机过程模型 66 3.1.2 基于Markov随机过程的演化博弈模型 70 3.2 监管者-代理人演化博弈仿真 74 3.2.1 监管者-代理人双群体演化博弈模型 74 3.2.2 监管者-代理人双群体演化博弈仿真 77 3.2.3 模型内生因素的影响 80 3.3 监管框架的影响 91 3.3.1 信息监管成本的影响 91 3.3.2 过程信息点分布的影响 97 3.3.3 技术框架的建立 99 3.4 本章小结 101 第4章 基于高分辨率遥感图像的监管对象识别原理 102 4.1 图像分析对于工程监管的可行性 102 4.1.1 数字图像的获取方式和存储方式 102 4.1.2 数字图像识别对于建立高监中概率框架的意义 105 4.2 频域纹理（Texture）识别方法 109 4.2.1 纹理识别原理 109 4.2.2 纹理的频域本质 114 4.2.3 工程地物的纹理属性识别及实例 117 4.3 区域增长（Region Growing）识别方法 125 4.3.1 区域增长地物识别方法与其不足 125 4.3.2 工程地物color image segmentation实例 129 4.4 特征识别（Feature Detection）法 131 4.4.1 工程地物图像的小波特征 131 4.4.2 工程地物图像的可用特征 136 4.4.3 特征学习方法 140 4.5 本章小结 141 第5章 基于工程表观视觉过程特征的监管对象识别方法 143 5.1 基于轮廓特征的施工区域对象识别 143 5.1.1 基于特征的识别机训练方法 143 5.1.2 工程地物特征框架的建立 145 5.1.3 施工区对象识别实例 160 5.2 基于纹理特征的目标内部性质识别 163 5.2.1 建筑施工纹理 163 5.2.2 辅助区域纹理 171 5.3 基于阴影特征的目标高度性质识别 175 5.3.1 基于阴影的建筑物高度识别 175 5.3.2 基于边缘检测与梯度阈值的阴影识别 178 5.4 本章小结 182 第6章 基于工程逻辑的建设项目实时监管模型 183 6.1 表观进度目标表征框架 183 6.1.1 工程进度计划到表观计划的映射 183 6.1.2 遥感图像与表观计划的像素点对准 189 6.1.3 表观进度表征框架 193 6.2 表观安全环境目标表征框架 195 6.2.1 表观安全表征 195 6.2.2 表观环境表征 198 6.3 间接表观表征框架 203 6.3.1 结合表观信息的费用目标表征 203 6.3.2 结合表观信息的质量目标表征 205 6.4 本章小结 207 第7章 建设项目监管信息系统框架设计 209 7.1 系统基本用例 209 7.1.1 政府投资大型公共设施集群项目监管场景 209 7.1.2 政府投资项目群监管场景 214 7.2 系统基本工作流 217 7.2.1 政府投资大型项目监管场景 217 7.2.2 政府投资项目群监管场景 219 7.3 本章小结 221 第8章 结论与展望 222 8.1 本书主要结论 222 8.2 本书的不足与展望 225 参考文献 227

前言 我国的建设行业发展呈现增长态势。“十一五”期间，建设行业增加值年均增长20.6%，超过“十一五”规划的发展目标。建设行业在高速发展的过程中，也面临着一系列的问题，这要求政府加强对建设行业的监管。对建设行业进行监管的一个核心点是对建设项目的监管，因为建设项目是构成建设行业的实体，是各参与方的一个重要交互点。在国民经济中，政府主导的固定资产投资起着重要的支撑作用。对政府投资建设项目的监管，又对国民经济的良性发展具有重要意义。中国政府先后在2009年和2011年分别出台了《工程建设领域突出问题专项治理工作实施方案》和《工程建设领域项目信息公开和诚信体系建设工作实施意见》，对建设项目全过程中的具体问题进行较为系统的规定和建议。其主要内容包括：从项目前期的决策、土地征收、城乡规划、招标投标，到项目执行期间的工程进度、资金使用、施工质量、安全文明、环境保护等方面的具体监管措施；建立项目后评价体系、信息公开体系、信用体系、责任追究的建议。但是目前对这些问题的监管尚没有针对基本主体，即建设项目的成系统的理论和技术框架。 为了研究并提取出监管的基本问题，本书首先通过文献综述了在各种建设项目目标的视角下各方学者对“监管”问题的理解和分析，同时也在行为与外部环境的视角下研究了与“监管”相关的衍生问题：监管与寻租问题、代建制问题、“项目群”带来的复杂性问题。本书指出了“过程”和“信息”对于监管的重要性。本书采用监管者-代理人的双群体演化博弈模型作为对“过程”因素的模拟，得出了优化监管博弈均衡的两种重要因素——监中概率和监管成本，对监管博弈均衡的影响。本书指出，可以基于计算机图像的特征识别技术和对工程场地的高分辨率遥感图像，建立一种新的具有高监中概率和低监管成本的监管技术框架。本书还指出应该根据特征系列框架建立相应的特征识别机，同时提出了综合轮廓特征、纹理特征和高度特征的建设项目对象识别方法，进而提出了基于工程进度实时监管模型的对工程费用目标和工程质量目标进行监管分析的方法。本书提出的监管框架与传统的向建设施工场地派出稽查人员，或者是审计人员的工程监管方式相比，其监管的实时性更强，监管的成本更低，监管的效率更高。可见本书提出的工程监管技术框架是工程监管从粗放监管到高效集约化监管的重要进步。 本书第2章在综述前人研究成果的基础之上，研究了建设项目目标监管的基本问题；第3章以创新的过程视角结合随机过程与演化博弈理论研究了对建设项目进行过程监管的机理；第4章探讨了以高分辨率遥感图像和计算机视觉技术作为基本监管技术在本书基本研究问题上的适应性；第5章提出了基于工程表观视觉过程特征的建设项目监管对象识别方法；第6章提出了基于工程逻辑的建设项目实时监管模型；第7章从实践的角度提出了基于本书理论和技术的建设项目监管信息系统基本框架。 本书是基于博弈论、信息论、工程项目管理理论、建筑工程施工技术以及计算机视觉技术的交叉学科研究成果。本书适合管理科学与工程专业、视觉技术相关专业的研究生，以及相关领域的研究人员阅读使用。由于时间紧促，书中难免疏漏之处，恳请读者提出宝贵意见和建议。