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1“大數(shù)據(jù)”及其應(yīng)用現(xiàn)狀概述

伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)量也呈幾何數(shù)量級(jí)產(chǎn)生、增長;當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)每分鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比二十年前所有互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)還要多。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已由最初Bite、KB、MB發(fā)展到今天GB、TB甚至是PB、EB、ZB級(jí)，用一個(gè)字來衡量就是“大”，我們已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。互聯(lián)網(wǎng)中的“大數(shù)據(jù)”紛亂而復(fù)雜，具體表現(xiàn)為五個(gè)特點(diǎn)，分別是數(shù)據(jù)體量大的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)生產(chǎn)快的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)種類多的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)價(jià)值密度低的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)價(jià)值量大的特點(diǎn)。“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)逐漸在體現(xiàn)出其巨大的價(jià)值;美國麥肯錫咨詢公司認(rèn)為“數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到各個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域，已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)因素或者要素之一，下一波互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展浪潮必定是對海量數(shù)據(jù)的挖掘與再利用”;美國著名學(xué)者維克托•邁爾－舍恩伯格，也是《大數(shù)據(jù)時(shí)代》的作者，其在書中詳細(xì)解析了“大數(shù)據(jù)”，通過大量應(yīng)用實(shí)例來說明未來的石油、金礦必然存在于“大數(shù)據(jù)”之中。大數(shù)據(jù)的價(jià)值，一方面在于其經(jīng)過對海量數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生了新的價(jià)值，使數(shù)據(jù)成為一種新的、有價(jià)值的資源;另一方面大數(shù)據(jù)也改變了人們傳統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的方法，傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法是基于“抽樣”的，而大數(shù)據(jù)時(shí)代樣本不再是總體的一部分，而是“樣本=總體”，我們可以通過對近似“總體”數(shù)據(jù)的分析來發(fā)現(xiàn)“抽樣”狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)不了的問題或者規(guī)律，其也逐漸改變了傳統(tǒng)科學(xué)研究的“因果”思維方式，而轉(zhuǎn)向“相關(guān)”，將關(guān)注的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向“事實(shí)”而不是背后的“原因”，了解當(dāng)前正在發(fā)生什么，以便采取措施及時(shí)應(yīng)對。目前，世界各國已經(jīng)認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)及其潛在的價(jià)值，紛紛制訂計(jì)劃、項(xiàng)目來開發(fā)與應(yīng)用大數(shù)據(jù)資源。如2012年，美國就正式公布了“大數(shù)據(jù)研發(fā)計(jì)劃”，旨在提高人們分析與處理海量數(shù)據(jù)、信息的能力，旨在改變?nèi)藗儼l(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題等觀察與理解世界的方式、方法，為美國未來的科學(xué)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的動(dòng)力。我國也專門制定了“中國大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程研究計(jì)劃”，專門設(shè)立了大數(shù)據(jù)科學(xué)研究項(xiàng)目專項(xiàng)資金，旨在開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)資源，深度挖掘與利用海量數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)藏的巨大價(jià)值。

2橋梁工程“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用的必要性及其現(xiàn)實(shí)意義

2．1橋梁工程中“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用的必要性

橋梁工程中的數(shù)據(jù)分類，按著收集時(shí)間的不同可以為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩種。所謂靜態(tài)數(shù)據(jù)，是指與橋梁相關(guān)的傳統(tǒng)信息資料庫和借助于科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。橋梁傳統(tǒng)信息資料庫是典型的靜態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)、資源不是定期更新的，按著相關(guān)要求一般會(huì)被保留十年到二十年時(shí)間，不同國家、地區(qū)的政府、相關(guān)橋梁管理部門都建立有地區(qū)所有橋梁工程的資料庫，保存地區(qū)所有橋梁工程的基本信息，如設(shè)計(jì)與建成時(shí)間、橋梁系統(tǒng)的功能和具體建設(shè)與運(yùn)營部門等數(shù)據(jù)、信息;除了地方政府、相關(guān)橋梁管理部門以外，各級(jí)科研單位也在設(shè)計(jì)、完善相關(guān)橋梁統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，系統(tǒng)中包括與橋梁相關(guān)的橋型、跨徑、材料和建成時(shí)間等信息，以及橋梁病害、橋梁運(yùn)營狀況評定等內(nèi)容。對于橋梁科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其主要是指存在于各大高校、科研單位、科研中心的與橋梁有關(guān)的模型試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和橋梁荷載試驗(yàn)等產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)據(jù)等;這些數(shù)據(jù)也被分門別類的保存起來，但這類數(shù)據(jù)一般不對外開放。所謂動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，主要是指對橋梁施工過程的監(jiān)控、成橋運(yùn)營階段橋梁健康狀況的監(jiān)測等獲得的數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)來自于安裝在橋梁之上的實(shí)時(shí)監(jiān)測傳感器，如風(fēng)速儀、溫度計(jì)、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、應(yīng)變計(jì)和GPS等;上述安裝的各類傳感器，再配以相關(guān)采集系統(tǒng)就可以獲得與橋梁相關(guān)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)、信息再輔以相關(guān)軟件分析和處理，就能及時(shí)了解橋梁的健康狀況，對橋梁的整體健康狀態(tài)做出評估和預(yù)測。無論是長期保存的靜態(tài)數(shù)據(jù)，還是實(shí)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，隨著時(shí)間的增長，這些保存與收集的數(shù)據(jù)無疑是“海量”的，為了獲得更好的橋梁狀態(tài)分析結(jié)果，將大數(shù)據(jù)思維方式應(yīng)用其中是必要的也是可行的。

2．2橋梁工程中應(yīng)用“大數(shù)據(jù)”的現(xiàn)實(shí)意義

借助于大數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)信息資料庫中數(shù)據(jù)的分析，可以使我們更好的、全面的了解地區(qū)橋梁基本信息，從而為全國其他地區(qū)的橋梁統(tǒng)計(jì)、國家相關(guān)部門橋梁信息的普查與管理提供有價(jià)值的參考。與橋梁有關(guān)的科研數(shù)據(jù)的開放與利用，則可以加速學(xué)術(shù)界中各學(xué)者之間的交流、創(chuàng)新，為取得更為豐富的研究成果奠定基礎(chǔ)。而橋梁動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的可利用價(jià)值更大，由于包括了橋梁施工過程中重要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，使我們可以充分利用大數(shù)據(jù)思維方式和技術(shù)挖掘其蘊(yùn)含的價(jià)值，為日后橋梁工程建設(shè)中提高施工質(zhì)量、優(yōu)化施工進(jìn)度、提前預(yù)防、預(yù)測和解決施工過程中遇到的問題，以及減少不必要的質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失等提供有價(jià)值的指導(dǎo)建議。對于成橋運(yùn)營階段實(shí)時(shí)狀況的監(jiān)測數(shù)據(jù)，是橋梁健康狀況重要的評估依據(jù)，在大數(shù)據(jù)思維方式與技術(shù)的支持下，使我們準(zhǔn)確預(yù)測橋梁可能發(fā)生的問題及預(yù)先采措施防止問題發(fā)生成為可能，其也必然是大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下橋梁工程監(jiān)測的發(fā)展方向。

3橋梁工程中大數(shù)據(jù)應(yīng)用預(yù)期存在的問題及有效對策

大數(shù)據(jù)是一個(gè)新興事物，更是一種全新的思維方式，其在傳統(tǒng)橋梁工程中的應(yīng)用必然會(huì)產(chǎn)生一系列新的問題，但這是不可避免的，而需要我們做的就是找出有效的應(yīng)用策略。

3．1數(shù)據(jù)的去冗、去噪問題

隨著數(shù)據(jù)量的增長，冗余數(shù)據(jù)也會(huì)隨著有價(jià)值數(shù)據(jù)的增多而增多，我們俗稱的“噪音”干擾;因此，在對橋梁工程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)利用時(shí)，首先就是要去冗、去噪。面對橋梁上各類傳感器收集的海量數(shù)據(jù)，有效的去冗、去噪方法就是編譯相關(guān)智能分析軟件，借助于“云分析”等管理技術(shù)、方法來提高數(shù)據(jù)處理與利用效率。

3．2信息數(shù)據(jù)庫重復(fù)建設(shè)問題

在“大數(shù)據(jù)”背景下，地方府部門、相關(guān)科研單位定會(huì)興建與完善自己的橋梁信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，這就會(huì)造成重復(fù)建設(shè)的資源浪費(fèi)問題。對于這一可預(yù)見的問題，最有效的解決途徑莫過于在大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用之前就提醒地方政府、科研單位等要加強(qiáng)合作，在地方“云計(jì)算中心”的支持下建立專門的“橋梁工程大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)彼此數(shù)據(jù)的開放和共享。

3．3國家政策、資金支持問題

在我國大數(shù)據(jù)研究、應(yīng)用的初始階段，大數(shù)據(jù)在橋梁工程中的價(jià)值還未真正顯現(xiàn)，還需要收集更多的數(shù)據(jù)用于分析和利用，這就需要國家要給予地方政府、相關(guān)部門政策上的支持和加大與橋梁工程有關(guān)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入力度。同時(shí)，也要在大數(shù)據(jù)應(yīng)用成熟之前，就探索建立相關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，旨在規(guī)范與保護(hù)“大數(shù)據(jù)”的應(yīng)用。

作者：馬依努爾·麥麥提依明 單位：新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院