基于大數(shù)據(jù)的工程建設(shè)與管理

1、華中科技大學土木工程與力學學院丁烈云2015年01月內(nèi)容摘要工作展望背景立項背景大數(shù)據(jù)時代帶來的變革思維、商業(yè)和管理變革大數(shù)據(jù)時代BIG DATA思維變革商業(yè)變革管理變革立項背景大數(shù)據(jù)帶來的思維變革世界杯上的神奇小紙條l 小紙條上記錄荷蘭隊每位球員罰點球的習慣l 世界杯半決賽最終阿根廷4:2戰(zhàn)勝荷蘭他在看什么？立項背景大數(shù)據(jù)帶來的商業(yè)變革美劇紙牌屋l Netflix利用大數(shù)據(jù)分析用戶收視習慣，根據(jù)用戶喜好的精準分析進行創(chuàng)作；l Netflix一季度新增超300萬流媒體用戶，第一季財報公布后股價狂飆26%。立項背景大數(shù)據(jù)帶來的商業(yè)變革淘寶“雙十一”購物節(jié)l 利用大數(shù)據(jù)分析消費者行為，實現(xiàn)精準營銷

2、；l 顛覆傳統(tǒng)的商業(yè)模式，2014 年“雙十一”單日成交額達 571.12億元 。立項背景大數(shù)據(jù)帶來的管理變革公共衛(wèi)生管理l 利用大數(shù)據(jù)分析03- 08年季節(jié)性流感傳播時期數(shù)據(jù)l 成功預測2009冬季流感的傳播美國大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略發(fā)布后，12個聯(lián)邦部門啟動開展了82個大數(shù)據(jù)相關(guān)項目，涵蓋了國防、國土安全、國家安全、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、食品藥物、航空航天、人文社會科學、地質(zhì)勘查等眾多領(lǐng)域。各國政府大數(shù)據(jù)研究框架立項背景l(fā)根據(jù)Gartner公司的調(diào)查結(jié)果，目前全球64%的企業(yè)已經(jīng)開始向大數(shù)據(jù)項目注資，或者打算在2015年6月之前將計劃付諸實踐各國大數(shù)據(jù)技術(shù)能力儲備政策比較國家國家基礎(chǔ)研究基礎(chǔ)研究關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

3、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng)人才培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)扶持產(chǎn)業(yè)扶持資金保障資金保障美國美國l l l 英國英國l l l 法國法國 l l l 澳大利亞澳大利亞l 中國中國l l l l 注釋：明確；有但較為模糊；未明確。立項背景立項背景15000135001200090007500600045003000 15000105002000城市市政公用設(shè)施建設(shè)固定資產(chǎn)投資完成額（億）20042007200920102011201216500背 景地鐵工程建設(shè)規(guī)模全國固定資產(chǎn)投資40多萬億， 目前地鐵投資超過1.5萬億50004500400030002500200015001000 500035002006我國地鐵建設(shè)（

4、公里）里程數(shù)的增長率200720082010201520202050背 景工程數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)量龐大050010001500質(zhì)量管理 安全管理 進度管理數(shù)量級（GB）平臺存儲的武漢市三大類項目管理數(shù)據(jù)0102030405060質(zhì)量管理安全管理進度管理數(shù)量級（PB）全國三大類項目管理數(shù)據(jù)武漢市全國質(zhì)量管理安全管理進度管理以華科地鐵工程項目管理平臺上存儲100個工點三大類管理數(shù)據(jù)而言，平均達到1個TB，全國每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量平均下來更是達到了50PB左右，未來的數(shù)據(jù)級將更加龐大背 景工程數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特點類型復雜工程數(shù)據(jù)類型復雜，從管理職能、表現(xiàn)形式、文件格式和信息內(nèi)容等多個維度可以進行劃

5、分按照管理職能分類按照表現(xiàn)形式分類按照文件格式分類按照信息內(nèi)容分類其它合同管理信息管理安全管理進度管理質(zhì)量管理影音類圖片類文本類其它AVIJPGDXFDOCTXT其它管理類經(jīng)濟類其它技術(shù)類背 景地鐵工程數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)快、分析決策時效高工程數(shù)據(jù)分析決策時效高：以地鐵施工中地表沉降為例，數(shù)據(jù)需要及時分析，并融合其他數(shù)據(jù)支持施工決策。地鐵工程數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)潛在價值大工程項目管理大數(shù)據(jù)的核心價值就是能從海量的類型復雜的工程數(shù)據(jù)中迅速找出數(shù)據(jù)價值VelocityVarietyVolumeValue巨大的數(shù)據(jù)價值背 景從小樣本數(shù)據(jù)分析到全樣本數(shù)據(jù)分析地鐵工程安全風險預警以前監(jiān)測預警

6、工作僅依靠單一的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行判斷，脫離工程實際準確的安全風險預警必須依靠全樣本數(shù)據(jù)，包括地質(zhì)信息、環(huán)境信息、進度信息、工程巡視信息、監(jiān)測信息等，輔助科學決策地質(zhì)信息環(huán)境信息進度信息工程巡視信息監(jiān)測信息工程案例信息氣象信息監(jiān)測項目支護結(jié)構(gòu)類型、巖土類型工程監(jiān)測等級一級累計值（mm）變化速率（mm/d）絕對值相對基坑深度(H)值地表沉降堅硬中硬土20300.15%0.2%24中軟軟弱土20400.2%0.3%24背 景從尋找因果關(guān)系到相關(guān)關(guān)系地鐵線路客流量預測周邊用地容積率流動人口分布出行時段交通方式選擇周邊基礎(chǔ)設(shè)施出行成本客流量預測周邊小區(qū)常住人口和就業(yè)崗位.數(shù)據(jù)支持的互適應(yīng)分析是關(guān)鍵背 景內(nèi)容

7、摘要展望工作背景與武漢市建委合作 ：“基于大數(shù)據(jù)的建筑電子政務(wù)研究與應(yīng)用”政府監(jiān)管數(shù)據(jù)主體建設(shè)工程交易中心城市建設(shè) 檔案館 城建安全生產(chǎn) 管理站 市政工程質(zhì)量 監(jiān)督站 建設(shè)工程造價管理站 建設(shè)工程設(shè)計審查辦建設(shè)市場 管理站建設(shè)工程招投標辦建委行業(yè)治理合作與武漢市建委建管辦合作 ：“基于大數(shù)據(jù)的建筑行業(yè)誠信評價管理體系設(shè)計與信息平臺開發(fā)” 與武漢地鐵集團有限公司合作 ：“面向全壽命期的武漢地鐵集團大數(shù)據(jù)中心構(gòu)建技術(shù)”武漢地鐵工程建設(shè)科學管理合作隱蔽工程電子旁站誠信評價體系土建造型優(yōu)化與概算地鐵工程設(shè)計與施工決策支持施工技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)備造型優(yōu)化與概算.地鐵運營線路巡檢軌道參數(shù)超限分析線路質(zhì)量狀況預

8、測地鐵施工安全管理地鐵施工安全風險管理行業(yè)治理工程管理建筑工程政府監(jiān)管地鐵施工行為安全管理工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)基于大數(shù)據(jù)的工程建設(shè)行業(yè)監(jiān)管工程質(zhì)量監(jiān)管誠信評價體系基于大數(shù)據(jù)的工程建設(shè)行業(yè)監(jiān)管主要內(nèi)容工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)參建主體工程建設(shè)行業(yè)監(jiān)管誠信評價體系建設(shè)單位勘察單位設(shè)計單位施工單位監(jiān)理單位檢測單位圖審系統(tǒng)市場管理系統(tǒng)質(zhì)監(jiān)平臺安全系統(tǒng)誠信平臺數(shù)據(jù)資格行為審查質(zhì)量檢查安全檢查圖紙審查評價對象招投標辦交易中心平臺城建檔案館系統(tǒng)誠信建檔招投標備案建委數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)土木學院已完成武漢建委數(shù)據(jù)中心負面清單凝練業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集體系工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)工程行業(yè)監(jiān)管誠信評價工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)工程行業(yè)監(jiān)管質(zhì)量監(jiān)管武漢

9、建委數(shù)據(jù)中心質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)重點質(zhì)量監(jiān)控部位重點監(jiān)控點電子旁站一鍵歸檔挖掘分析指導采集隱蔽工程電子旁站誠信評價體系土建造型優(yōu)化與概算地鐵工程設(shè)計與施工決策支持施工技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)備造型優(yōu)化與概算.地鐵運營線路巡檢軌道參數(shù)超限分析線路質(zhì)量狀況預測地鐵施工安全管理地鐵施工安全風險管理行業(yè)治理工程管理建筑工程政府監(jiān)管地鐵施工行為安全管理 工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)土建工程設(shè)計選型與概算施工技術(shù)方案優(yōu)化管理系統(tǒng)設(shè)備接口優(yōu)化管理地鐵工程設(shè)計與施工決策支持主要內(nèi)容 工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù) 設(shè)計階段施工階段土建選型優(yōu)化與概算分析施工技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)備選型優(yōu)化與概算分析 語義分析技術(shù)、圖紙自動識別、模糊算法、時間序列算法、匹配推

10、理算法武漢建委數(shù)據(jù)中心武漢地鐵數(shù)據(jù)中心湖北省造價站數(shù)據(jù)中心決策支持大數(shù)據(jù)處理算法大數(shù)據(jù)來源已建立已建立長期合作長期合作關(guān)系關(guān)系隱蔽工程電子旁站誠信評價體系土建造型優(yōu)化與概算地鐵工程設(shè)計與施工決策支持施工技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)備造型優(yōu)化與概算.地鐵運營線路巡檢軌道參數(shù)超限分析線路質(zhì)量狀況預測地鐵施工安全管理地鐵施工安全風險管理行業(yè)治理工程管理建筑工程政府監(jiān)管地鐵施工行為安全管理 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)地鐵施工安全管理多維數(shù)據(jù)的時空關(guān)系結(jié)構(gòu)地鐵施工安全數(shù)據(jù)庫l 近500萬條施工監(jiān)測數(shù)據(jù)l 約8萬張施工現(xiàn)場照片l 1700余例施工事故案例l 196個項目工程數(shù)據(jù)l 35本工程技術(shù)規(guī)范 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)

11、地鐵施工安全管理支持現(xiàn)場決策地鐵車站安全風險時空演化預警地鐵隧道安全風險時空演化預警01010202 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)l 系統(tǒng)梳理地鐵安全施工規(guī)范和操作規(guī)程l 采用圖形化的表達方式l 截止2014年12月31日，累計培訓5000多人次地鐵施工行為安全管理武漢地鐵“每天十分鐘”行為安全培訓工作隱蔽工程電子旁站誠信評價體系土建造型優(yōu)化與概算地鐵工程設(shè)計與施工決策支持施工技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)備造型優(yōu)化與概算.地鐵運營線路巡檢軌道參數(shù)超限分析線路質(zhì)量狀況預測地鐵施工安全管理地鐵施工安全風險管理行業(yè)治理工程管理建筑工程政府監(jiān)管地鐵施工行為安全管理 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)地鐵運營線路巡檢-現(xiàn)狀地鐵設(shè)備組成

12、：供電設(shè)備、線路設(shè)備、機電設(shè)備等。地鐵大客流車輛頻次加大軌道設(shè)備磨損加大軌道故障頻率增加運營事故頻發(fā)運營基礎(chǔ)設(shè)備關(guān)鍵點：線路設(shè)備養(yǎng)護、維修 地鐵運營事故頻發(fā)。 北京地鐵：今年39起故障， 平均每周至少發(fā)生一起故障。人設(shè)備管理環(huán)境地鐵運營事故 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)地鐵運營線路巡檢-海量數(shù)據(jù)地鐵運營數(shù)據(jù)指揮調(diào)度中心監(jiān)控數(shù)據(jù)機電設(shè)備運作數(shù)據(jù)線路檢測數(shù)據(jù)其它數(shù)據(jù)地鐵線路檢測中將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)：軌檢車一條記錄/0.25m450萬數(shù)據(jù)量5360萬數(shù)據(jù)量1.6億數(shù)據(jù)量有效管理海量檢測數(shù)據(jù)，分析和預測軌道狀態(tài)，優(yōu)化線路維修計劃。79.85km2次/月1年3年 地鐵工程大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)地鐵運營線路巡檢-數(shù)據(jù)采集軌

13、道檢測數(shù)據(jù)測點信息數(shù)據(jù)線路軌道維修超限級別、次數(shù)圖表顯示項目名稱項目名稱一級超限標準一級超限標準二級超限標準二級超限標準三級超限標準三級超限標準驗收超限標準驗收超限標準軌距+6/-2+8/-4+9/-4+3/-2水平46102三角坑46102高低46102軌向46102正矢4672武漢地鐵軌道檢測超限標準軌道參數(shù)超限分析標示位置軌距水平三角坑右高低右軌向右正矢左高低左軌向左正矢公里 米峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m峰值mm延長m27547.3800 -3.3 1.527531.7550 -3.1 127524.8800 -7.3 5.527464.3800 -7.7 5.2527446.6900 -4.1 427400.8800 -3.1 2.5327398.7550 -43.8827366.3800 -51.3827336.1300 -7.3 4.2527319.7550 軌距重點維修地段內(nèi)容摘要展望工作背景工程計價體系計價方法與模型基于大數(shù)據(jù)的地鐵工程計價體系和控制研究適