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        大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用

        2019-09-10 07:22:44周揚(yáng)
        名城繪 2019年7期
        關(guān)鍵詞:信息管理土木工程大數(shù)據(jù)

        周揚(yáng)

        摘要:隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)信息量日漸龐大、復(fù)雜,大數(shù)據(jù)技術(shù)在一定程度上可以高效地處理龐大的數(shù)據(jù)的信息,深入挖掘其潛在價值?,F(xiàn)如今,大數(shù)據(jù)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),尤其針對數(shù)據(jù)量巨大的土木工程行業(yè)的應(yīng)用及其有效,發(fā)展前景良好。本文先簡單介紹了大數(shù)據(jù)及其技術(shù)概念,在針對土木工程,分析大數(shù)據(jù)技術(shù)具體的兩方面應(yīng)用,最后提出未來的發(fā)展前景、道路。

        關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);土木工程;信息管理

        1大數(shù)據(jù)的概念

        不同的機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊對于大數(shù)據(jù)的概念的解釋不同,對于“大數(shù)據(jù)”(Bigdata)研究機(jī)構(gòu)Garter給出了這樣的定義?!按髷?shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。麥肯錫全球研究所給出的定義是:一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合,具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。

        大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息,而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換而言之,如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè),那么這種產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)盈利的關(guān)鍵,在于提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”,通過“加工”實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。從技術(shù)上看,大數(shù)據(jù)與云計算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺的計算機(jī)進(jìn)行處理,必須采用分布式結(jié)構(gòu)。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。但它必須依托云計算的分布式云計算、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、數(shù)據(jù)化管理。隨著云時代的來臨,大數(shù)據(jù)也吸引了越來越多的關(guān)注。分析師團(tuán)隊認(rèn)為,大數(shù)據(jù)(Bigdata)通常用來形容一個公司創(chuàng)造的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在下載到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫用于分析時會花費(fèi)過多時間和金錢。大數(shù)據(jù)分析常和云計算聯(lián)系到一起,因為實時的大型數(shù)據(jù)集分析需要像MapReduce一樣的框架來向數(shù)十、數(shù)百或甚至數(shù)千的電腦分配工作。大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù),以有效地處理大量的容忍經(jīng)過時間內(nèi)的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù),包括大規(guī)模并行處理(MPP)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)??傮w來說,大數(shù)據(jù)是一個先進(jìn)的技術(shù),在信息的處理上有著很強(qiáng)的能力。

        2針對土木工程來分析大數(shù)據(jù)技術(shù)在其中的應(yīng)用

        2.1檢測建筑破壞結(jié)果

        通常,我們在震后地區(qū)會發(fā)現(xiàn)無人機(jī)的“小身影”,這是專家再利用無人機(jī)圖像檢測建筑破壞的結(jié)果。較短時間內(nèi),無人機(jī)就可以獲得成千上萬張圖像,圖像處理的高效、快速對于建筑破壞后的救援、評估工作影響較大。就有專家提出可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)處理無人機(jī)拍攝的圖片,盡可能快得獲得檢測建筑破壞的結(jié)果。這個處理環(huán)節(jié)其實就是利用建筑破壞前的數(shù)據(jù)信息,通過坐標(biāo)、海拔、區(qū)域范圍來模擬出震前建筑模型,利用無人機(jī)震后拍攝的圖像,提取連測點、校正相機(jī)清晰度,進(jìn)行密集匹配還原工作,從而模擬出震后建筑模型。再對震前建筑模型跟震后建筑模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,找出差異點,這樣的話,就能得到三維的建筑破壞結(jié)果,在一定程度上有助于災(zāi)后重建工作的高效進(jìn)行。另一方面,大數(shù)據(jù)技術(shù)檢測建筑破壞的速度整整比傳統(tǒng)的計算機(jī)處理分析快了十倍不止,發(fā)揮其效率高、速度快的特性。

        2.2減少能源的消耗

        在施工過程中,照明燈的使用、起重設(shè)備、辦公設(shè)備等的使用都會加大在能源方面的消耗,以及電力、水力等各方面的消耗,而且如果是人力的方式進(jìn)行統(tǒng)計和計算難度是非常之大的。通過大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計算和處理可以減少能源的消耗。通過傳感器將各種電氣設(shè)備與計算機(jī)相連接,大數(shù)據(jù)可以計算出相應(yīng)的能源消耗。這樣就知道了能源消耗點所在,并進(jìn)行節(jié)制。

        2.3減少人力消耗

        本身由認(rèn)為的數(shù)字計算的工作交給了大數(shù)據(jù),交給了計算機(jī)。一臺計算機(jī)的大數(shù)據(jù)技術(shù)可以抵消幾十人甚至幾百人的工作,這樣就大大減少了人力的消耗,需要的人才少了,相應(yīng)的財力的支出就變少了。并且人為的計算是有可能出現(xiàn)錯誤的,但是計算機(jī)是不會出現(xiàn)錯誤的,這樣就會減少誤差和錯誤的出現(xiàn)。

        3土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用趨勢

        土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用目前還處于起步階段??紤]到土木工程涉及到海量數(shù)據(jù),特別是,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,可在土木工程的具體對象中可以布置更多的傳感器,以便更方便地采集數(shù)據(jù),再通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析,即可更好地把握土木工程的相關(guān)規(guī)律。利用這些規(guī)律就可以更好地進(jìn)行土木工程的建造、維護(hù)等各方面的工作,讓大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中發(fā)揮作用。土木工程是一個很大的領(lǐng)域,對任何研究者來說,全部把握該領(lǐng)域幾乎不可能。為了把握土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)可能的應(yīng)用點有必要借助現(xiàn)有文獻(xiàn),特別是關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的、議論性的文獻(xiàn)。因為,這些文獻(xiàn)描述土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,往往揭示了土木工程中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛在應(yīng)用點,反映了作者對大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用趨勢的預(yù)測。為此,筆者分析了議論土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的可能性或提出土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)但沒有實際應(yīng)用的文獻(xiàn),對其中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用點進(jìn)行歸納。從中可以看出,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用點主要在土木工程運(yùn)維階段,具體應(yīng)用對象包括建筑、道路、橋梁等。其中,運(yùn)維階段相比于設(shè)計階段和施工階段,其數(shù)據(jù)采集更方便且數(shù)據(jù)量大,涉及的決策也多,具有運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的天然優(yōu)勢。由此可見,在土木工程的運(yùn)維階段,大數(shù)據(jù)技術(shù)具有最廣闊的應(yīng)用前景,而在其他階段,也具有很大的應(yīng)用潛力。

        4結(jié)束語

        當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中主要應(yīng)用于輔助建筑能耗分析和建筑破壞檢測等方面,應(yīng)用特征表現(xiàn)為: 數(shù)據(jù)源主要是傳感器和圖像設(shè)備獲得的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量相對較少,較少使用真正的大數(shù)據(jù)分析方法。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及其在土木工程中的應(yīng)用,土木工程大數(shù)據(jù)將迅速發(fā)展,大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用方興未艾。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張凱源.大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2018,29.12.65.

        [2]白安黔.大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用分析.中外企業(yè)家,2018.16.78.

        [3]黃國豪.淺談大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用.江西建材2016.18.80-83.

        (作者單位:中國航空技術(shù)國際工程有限公司)

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