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1“大數(shù)據(jù)”及其應用現(xiàn)狀概述

伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展與應用，互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)量也呈幾何數(shù)量級產(chǎn)生、增長;當前互聯(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)存儲已由最初Bite、KB、MB發(fā)展到今天GB、TB甚至是PB、EB、ZB級，用一個字來衡量就是“大”，我們已經(jīng)進入到了一個“大數(shù)據(jù)”時代。互聯(lián)網(wǎng)中的“大數(shù)據(jù)”紛亂而復雜，具體表現(xiàn)為五個特點，分別是數(shù)據(jù)體量大的特點、數(shù)據(jù)生產(chǎn)快的特點、數(shù)據(jù)種類多的特點、數(shù)據(jù)價值密度低的特點和數(shù)據(jù)價值量大的特點。“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)逐漸在體現(xiàn)出其巨大的價值;美國麥肯錫咨詢公司認為“數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到各個行業(yè)、領域，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”;美國著名學者維克托•邁爾－舍恩伯格，也是《大數(shù)據(jù)時代》的作者，其在書中詳細解析了“大數(shù)據(jù)”，通過大量應用實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)生了新的價值，使數(shù)據(jù)成為一種新的、有價值的資源;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)計分析方法是基于“抽樣”的，而大數(shù)據(jù)時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)科學研究的“因果”思維方式，而轉向“相關”，將關注的重點轉向“事實”而不是背后的“原因”，了解當前正在發(fā)生什么，以便采取措施及時應對。目前，世界各國已經(jīng)認識到大數(shù)據(jù)及其潛在的價值，紛紛制訂計劃、項目來開發(fā)與應用大數(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，為美國未來的科學與經(jīng)濟發(fā)展提供新的動力。我國也專門制定了“中國大數(shù)據(jù)科學與工程研究計劃”，專門設立了大數(shù)據(jù)科學研究項目專項資金，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)中所蘊藏的巨大價值。

2橋梁工程“大數(shù)據(jù)”應用的必要性及其現(xiàn)實意義

2．1橋梁工程中“大數(shù)據(jù)”應用的必要性

橋梁工程中的數(shù)據(jù)分類，按著收集時間的不同可以為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)兩種。所謂靜態(tài)數(shù)據(jù)，是指與橋梁相關的傳統(tǒng)信息資料庫和借助于科學實驗產(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，按著相關要求一般會被保留十年到二十年時間，不同國家、地區(qū)的政府、相關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，如設計與建成時間、橋梁系統(tǒng)的功能和具體建設與運營部門等數(shù)據(jù)、信息;除了地方政府、相關橋梁管理部門以外，各級科研單位也在設計、完善相關橋梁統(tǒng)計分析系統(tǒng)，系統(tǒng)中包括與橋梁相關的橋型、跨徑、材料和建成時間等信息，以及橋梁病害、橋梁運營狀況評定等內(nèi)容。對于橋梁科學試驗數(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的模型試驗、振動臺試驗、風動實驗和橋梁荷載試驗等產(chǎn)生的實驗結果、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。所謂動態(tài)數(shù)據(jù)，主要是指對橋梁施工過程的監(jiān)控、成橋運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時監(jiān)測傳感器，如風速儀、溫度計、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、應變計和GPS等;上述安裝的各類傳感器，再配以相關采集系統(tǒng)就可以獲得與橋梁相關的實時、動態(tài)數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)、信息再輔以相關軟件分析和處理，就能及時了解橋梁的健康狀況，對橋梁的整體健康狀態(tài)做出評估和預測。無論是長期保存的靜態(tài)數(shù)據(jù)，還是實時產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)，隨著時間的增長，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)分析結果，將大數(shù)據(jù)思維方式應用其中是必要的也是可行的。

2．2橋梁工程中應用“大數(shù)據(jù)”的現(xiàn)實意義

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、國家相關部門橋梁信息的普查與管理提供有價值的參考。與橋梁有關的科研數(shù)據(jù)的開放與利用，則可以加速學術界中各學者之間的交流、創(chuàng)新，為取得更為豐富的研究成果奠定基礎。而橋梁動態(tài)數(shù)據(jù)的可利用價值更大，由于包括了橋梁施工過程中重要的監(jiān)控數(shù)據(jù)，使我們可以充分利用大數(shù)據(jù)思維方式和技術挖掘其蘊含的價值，為日后橋梁工程建設中提高施工質(zhì)量、優(yōu)化施工進度、提前預防、預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)濟損失等提供有價值的指導建議。對于成橋運營階段實時狀況的監(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)思維方式與技術的支持下，使我們準確預測橋梁可能發(fā)生的問題及預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)應用預期存在的問題及有效對策

大數(shù)據(jù)是一個新興事物，更是一種全新的思維方式，其在傳統(tǒng)橋梁工程中的應用必然會產(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)也會隨著有價值數(shù)據(jù)的增多而增多，我們俗稱的“噪音”干擾;因此，在對橋梁工程相關數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)利用時，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智能分析軟件，借助于“云分析”等管理技術、方法來提高數(shù)據(jù)處理與利用效率。

3．2信息數(shù)據(jù)庫重復建設問題

在“大數(shù)據(jù)”背景下，地方府部門、相關科研單位定會興建與完善自己的橋梁信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，這就會造成重復建設的資源浪費問題。對于這一可預見的問題，最有效的解決途徑莫過于在大數(shù)據(jù)廣泛應用之前就提醒地方政府、科研單位等要加強合作，在地方“云計算中心”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、應用的初始階段，大數(shù)據(jù)在橋梁工程中的價值還未真正顯現(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、相關部門政策上的支持和加大與橋梁工程有關的大數(shù)據(jù)應用基礎設施的建設投入力度。同時，也要在大數(shù)據(jù)應用成熟之前，就探索建立相關法律、法規(guī)、標準，旨在規(guī)范與保護“大數(shù)據(jù)”的應用。

作者：馬依努爾·麥麥提依明 單位：新疆交通職業(yè)技術學院