大数据技术在土木工程中的应用分析

李 健

（太原学院建筑与环境工程系 山西 太原 033032）

1 引言

目前，随着互联网的飞速发展，大量的信息通过开放数据传输，传统信息处理方式已不再适用于现代社会的发展，许多企业实施了信息管理模式，通过信息管理系统对大量数据进行处理，“工业3.0”逐渐演变为“工业4.0”，通过利用大数据及大数据技术提供的便捷性实现企业数据信息化，加快产业变革的步伐。土木工程涉及的数据极为广泛与复杂，利用信息时代衍生出的大数据可以使土木工程的设计、施工与决策更加科学化、合理化与人性化。因此，在土木工程的发展中，需要不断加深大数据技术的应用，利用大数据技术提升土木工程的整体信息处理效率。

2 大数据及大数据技术概述

大数据也被称之为海量数据集，指的是利用常规软件工具无法在一定时间内完成对数据集合的捕捉与处理，需要利用新的处理模式完成对数据信息的处理。大数据是一种在数据获取、收集、存储、管理、处理、分析方面都远超传统数据软件的数据集合，具有数据规模大、数据类型多、价值密度地、数据流转速度快四个基本特征。大数据是通过数据捕捉、观察、跟踪的方式探索事物的内在联系，整体使用趋向于预测与分析，根据观察到的数据判断某个事物在下个阶段可能发生的状态与行为，从数据中挖掘出其潜在价值，并让其价值得到充分的发挥。

大数据技术是大数据的衍生物，即对大量数据进行处理与分析，将其转化为有价值意义的一种工程技术。大数据技术的意义不在于掌握大规模的数据信息，而在于对大量数据进行专业化处理，提高对数据的“加工能力”，挖掘出有价值意义的数据信息，从而实现数据的增值。大数据技术使用过程主要包含数据的产生、捕获、存储、分析四个流程，通过在每个环节中结合适当的相关技术，可以最大程度地发挥出大数据技术的优势与作用。土木工程领域涉及的知识广泛且繁杂，数据规模庞大，利用大数据技术可以对其大规模数据进行快速高效的处理分析，使其价值最大化。

3 大数据技术在土木工程中的具体应用

3.1 设计与施工环节

土木工程的前期设计对整个项目工程的后期施工与建筑整体有着极大的影响。大数据技术在土木工程设计环节中的应用将有助于设计出更有保障、更优质的设计方案，使设计者了解规模、功能、成本等各种信息。在此基础上，还可以利用大数据技术对于土木工程相类似或相关的数据信息进行收集与综合处理，找出可以作为优化设计的参考数据。此外，工程项目应避免设计变更，以确保设计方案的总体可行性，从而避免因设计变更导致土木工程成本的增加[1]。

在土木工程的设计与施工过程中需要注意许多细节，若控制不当极易引发诸多问题，影响建筑物的正常功能与性能。在设计与施工环节中利用大数据技术，对土木工程的问题信息进行实时收集，分类后并查明原因，及时作出调整，有效避免施工问题的发生，提高施工质量与施工作业的可信度，这将有助于在施工现场根据实际情况，采取针对性地预防措施，确保土木工程的顺利进行。

3.2 对建筑破坏结果进行检测

在发生地震、洪水等自然灾害后，经常会在现场发现无人机，专家们通过对利用无人机监测到的图像对建筑物的损坏情况进行统计与分析，作为灾害探测技术，无人机可以在发生灾害后最短时间内快速采集到大量的现场图像数据，通过提取图像的三维信息恢复震前建筑物的数字模型，通过对图像进行处理后对建筑物破坏后的结构进行评价与损伤评估。在这之后，利用大数据并行计算技术，加快对无人机检测的图像信息处理速度，以此在最短时间内获得结果定损与人员搜救[2]。利用大数据技术对建筑物进行损伤监测的速度高出计算机处理速度的10倍以上，因此，将大数据技术应用于土木工程建设中，可以在发生灾害后加快对建筑损伤的检测与人员搜救的速度，有效提高灾后所有工作的质量、速度与效率。

3.3 辅助建筑能耗的分析

建筑能耗总量在全国能源消耗中的占比居高不下，一直是相关工作者的关注重点，主要是建筑占用所造成的能源消耗问题，会对建筑的内部结构产生严重的影响。在建筑能耗数据处理软件的应用中，相关专家提出了挖掘土木工程相关数据的价值，明确了建筑占用数据，并利用这些数据辅助分析建筑能耗[3]。利用安装的传感器获取一系列相关数据信息，然后利于大数据技术，对建筑占用数据进行归纳、分类与综合，得出相应的建筑能耗占用时间表，将其划分为不同的工作模式，以适应建筑的不同需求。为了对建筑能耗进行分析，可以在基于大数据技术的数据软件中输入不同的工作模式，对建筑的设计和能耗进行分析研究，从而提出有效的建筑节能方案，选择最科学合理的设计方案。

4 结语

综上所述，大数据技术在土木工程中不仅涉及到项目的前期设计与施工阶段，对建筑后期的破坏程度检测、建筑能耗分析也发挥着重要的作用。大数据技术在数据处理上的便捷与快速，符合现代土木工程前期建设与后期维护的发展特点，目前已成为土木工程中不可缺少的应用技术。随着大数据技术的发展与革新，加深大数据技术的应用，相信可以更好地提升土木工程前期的设计、施工效率与建筑的整体安全性。