陈龙珠-岩土工程如何面对大数据时代的变革？22.ppt

第12届全国土力学及岩土工程大会院士专家高峰论坛发言岩土工程如何面对大数据时代的变革？ 陈龙珠 船建学院安全与防灾工程研究所 2015-7-20 上海 工程科技问题 大数据特征 大数据技术概述 大数据技术相关的既有方法 数据挖掘 GIS技术 BIM技术 大数据技术研发应用要素与难点 致谢：本文件编制得到上海交大土木系史健勇副教授的热心帮助， 并引用了网上的相关资料。 交流提纲 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)要求： 能承受正常施工和使用时可能出现的各种作用； 在正常使用时具有良好的工作性能； 在正常维护条件下具有足够的耐久性； 发生偶然作用时，结构仍能保持必要的整体稳定性。 土木工程质量要素 美观性 经济性 安全性 功能性 耐久性 工程建设质量要素 工程设计是一种反分析：在预期作用和限定反应条件下，求系统。 工程固有的不确定性 土压力 传感器数据： 各地各种传感器、视频等不断采集、传输和储备的数据 网络流数据： 公共网站点击、写作及其时间等信息数据，内部网络信息则更多的是与专业和管理相关的信息 移动设备数据： 移动电话、PDA、导航设备等产生的位置及其变动、用户行为等信息数据 射频标签数据： RFID嵌入实物产品的无线跟踪信息数据 增大信息量：大数据的主要来源 2008年《Nature》出版大数据专辑 2009年联合国出版《大数据促发展：挑战与机遇》 2011年《Science》出版数据处理专辑 2012年美国政府推出《大数据开发与创新计划》 2012年中国科技部发布十二五国家科技计划信息领域对大数据技术给予高度重视 2012年中国计算机学会、中国通信学会等分别成立了大数据专家委员会 各行业领域逐渐尝试大数据技术的应用机遇 大数据技术发展概况 IBM定义大数据的3 个特征： 数量、种类和速度 IDC定义大数据的四大特征(4V)： 海量的数据规模(Volume) 多样的数据类型(Variety) 快速的数据流转和动态的数据体系(Velocity) 巨大的数据价值(Value) Mckinsey定义： 量极大，无法用常规数据软件进行获取、存储、 管理和分析的数据集 大数据的定义 1P=106G 1Z=1012G 传统方法： 数据种类、样本数都很有限 抽样分析,易错 大数据时代： 数据种类尤其是样本数巨多 全样本分析,全面 比大更重要的是数据多样性，有时小数据如一条微博即可产生颠覆性的结果 企业和工程管理： 基于大数据分析得出的个人和群体行为规律，与以往抽样分析的结果，或有重大差异 大数据的本质特征 大数据的价值 大量的不相关信息(多角度反映事物特性) 深度复杂分析（机器学习、人工智能等） 对未来趋势和模式的可预测分析(数学、力学模型) 数据价值密度较低（绝大部分数据无应用价值） 大数据技术将信息变成资源 类比：大数据 ≈ 石油资源 研究大数据→查找有用的信息在何处 ≈ 找油田 收集满足特定需求的信息 ≈ 开采 将信息按需求进行处理 ≈ 提炼→燃油、聚乙烯等 将信息与需求结合发挥作用→大数据应用系统 ≈ 燃油→汽车油箱→动力、原料→产品→效用 关键：从大数据中挖掘与预期目标相关的有用信息 示例1：北航机场高填方密度监测系统 实时监测哪些信息便于评估填土密度？ 示例2：桩基检测新方法-旁孔透射波法 长33m管桩静载试验异常检测 常规低应变反射波法难以作为 弹性波动理论方法 全国房地产投资及占GDP比例 上海市二手房指数月度数据分析： 后续行业投资风险？ 后续岩土工程业务领域变化？ 后续岩土工程学生就业领域？ 示例3：行业趋势评估-房屋交易数据分析 数学统计方法 2012年中开始的上升大致到2016初期满 2014年9月跌破预警线EWI引发上海市出台护市政策 示例4：金融市场-上证指数数据技术分析 市场量价数据及相关性分析： 何时点 开始风险释放？ 何时点 进入机会时期？ 国家金融政策趋势？ 数学统计方法 与大数据应用相关-BIM技术 政策推进： 2011年住建部《2011年~2015年建筑业信息化发展纲要》 2014年住建部《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》 2014年上海市《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》 三维设计可视化，方便多方沟通 便于有限元、 CFD等数值模拟计算 多专业协同保空间协调防冲突 灵活的设计变更 可在设计阶段便捷考虑经济性 建筑性能分析 日照分析、能耗模拟、声学计算、视线模拟、碰撞检查?? 　 日照模拟 自然通风系统模拟 热能环境模拟 受风作用的流体力学模拟 与大数据应用相关-BIM技术 除建模进行结构计算分析外：