建筑施工領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)研究及應(yīng)用

2018-08-01 18:07:46趙磊

中國信息化 2018年7期

趙磊

一、建筑施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀與前瞻

建筑業(yè)是數(shù)據(jù)量最大、業(yè)務(wù)規(guī)模最大的大數(shù)據(jù)行業(yè)，但同樣是當(dāng)前數(shù)據(jù)管理最落后的行業(yè)?？陀^地說，建筑業(yè)信息化、大數(shù)據(jù)始終難發(fā)展起來，與這一行業(yè)的本質(zhì)也有較大關(guān)系。建筑業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性，導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)充分應(yīng)用、大數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)力的技術(shù)難度十分巨大。我國建筑行業(yè)已經(jīng)針對施工建造行為、物項實現(xiàn)了集成管理，并積累了海量數(shù)據(jù)。目前很多企業(yè)開展了大數(shù)據(jù)咨詢項目，旨在根據(jù)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀制定出切實可行的大數(shù)據(jù)平臺方案，將新時代的科技成果與企業(yè)的業(yè)務(wù)相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和分析利用，充分發(fā)揮出建筑數(shù)據(jù)的價值。

（一）技術(shù)標(biāo)準的制定與優(yōu)化的現(xiàn)狀

通過長期的建設(shè)實踐，我國建筑施工行業(yè)正在建立健全標(biāo)準體系。

然而，在大數(shù)據(jù)時代下，行業(yè)標(biāo)準體系、企業(yè)標(biāo)準體系建設(shè)仍然有很大的改進空間。一方面源于對該項工作的認識程度所限，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)定額測定方法費力、耗時。基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場測定、工作視頻等，結(jié)合大數(shù)據(jù)的理念，針對特定群體、特定組織文化，有可能實現(xiàn)工效的真實反映乃至于實時反映。

（二）現(xiàn)場施工的技術(shù)服務(wù)保障中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用前瞻

相比于國外先進的建筑業(yè)企業(yè)，我國最優(yōu)秀的技術(shù)力量、最富經(jīng)驗的技術(shù)人才大部分沉淀在項目上，圖紙及規(guī)格書以外的廣義數(shù)據(jù)、處理質(zhì)量事故的經(jīng)驗數(shù)據(jù)也都分散于項目之中，并隨著項目任務(wù)的結(jié)束而逐漸消散。

建造施工必須采用精細化管理方式，專業(yè)分工程度非常高，這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)為數(shù)據(jù)的積累提供了天然的基礎(chǔ)。通過分析這些數(shù)據(jù)，我們可以找到質(zhì)量缺陷的共模因素，通過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計分析我們也可以找出影響質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。甚至可以通過移動終端的APP應(yīng)用，即時指導(dǎo)現(xiàn)場的施工作業(yè)。

在高質(zhì)量的完成工作任務(wù)，需要進一步挖潛大數(shù)據(jù)資源，發(fā)現(xiàn)并盤活信息資產(chǎn)，重新定義并持續(xù)打造企業(yè)的核心競爭力。

（三）安全文化行為大數(shù)據(jù)應(yīng)用前瞻

我國建筑施工行業(yè)擁有幾十萬人的從業(yè)大軍。這些從業(yè)人員每人每天都與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生關(guān)系，在互聯(lián)網(wǎng)上存儲了大量的公開信息。此外，通過一定途徑可以掌握從業(yè)人員的教育背景、成長環(huán)境、心理素質(zhì)、駕駛習(xí)慣、規(guī)則的遵守情況、無人監(jiān)督下的公德行為、即時通訊工具的信息統(tǒng)計等等廣義數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過計算機完成定量轉(zhuǎn)化，并結(jié)合有關(guān)案例進行相關(guān)性分析后，有可能揭示質(zhì)量事故偶然性與必然性之間的聯(lián)系，可以用于實時評價個體的行為趨勢，進而做出預(yù)測和判斷。

未來，有必要建立企業(yè)核心競爭力的直觀化、可視化評價體系，便于自我評價和改進，進而提高客戶的滿意度，最終提升客戶的忠誠度。

二、建筑施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)特點

客觀地說，建筑施工領(lǐng)域信息化發(fā)展緩慢，與行業(yè)的本質(zhì)有較大關(guān)系。建筑施工領(lǐng)域生產(chǎn)的特殊性與復(fù)雜性，導(dǎo)致其進行信息化改造的技術(shù)、制度難度十分巨大。其數(shù)據(jù)存在以下特點：

首先，數(shù)據(jù)維度比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，簡單來看，既有建筑類數(shù)據(jù)，如建筑造價類數(shù)據(jù)、建筑結(jié)構(gòu)類數(shù)據(jù)、建筑施工工藝類數(shù)據(jù)、建筑材料類數(shù)據(jù)，也有管理類數(shù)據(jù)，并且不同數(shù)據(jù)的形態(tài)也不盡相同。

其次，行業(yè)鏈條多，參建方多，數(shù)據(jù)資源分散在不同單位手中，數(shù)據(jù)資源的整合存在一定困難。例如，管理類數(shù)據(jù)包括人力資源數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)等等，由于關(guān)注點及顆粒度的不同，以月報等類型分散在從總部到各成員單位以及項目部的各個層面。而對于業(yè)務(wù)類數(shù)據(jù)來說，主要的設(shè)計數(shù)據(jù)都存在于業(yè)主或設(shè)計單位，大量的甲供物資采購信息及供應(yīng)商信息也都在業(yè)主手中。

再次，隨著建筑信息化建設(shè)的升級，其施工管理系統(tǒng)歷經(jīng)了幾代發(fā)展，各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)繼承性較差。另外，還有大量的技術(shù)性文件以CAD、紙質(zhì)文檔等方式分散于各單位。

最后，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，“十三五”期間，移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)逐步應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域，由此帶來了數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長，也為建筑施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)的管理帶來新的考驗。

三、建筑施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)初步質(zhì)量分析

本文對信息系統(tǒng)涉及的施工項目管理數(shù)據(jù)進行質(zhì)量分析，為建筑施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計提供參考，同時為集團數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準的進一步完善提供依據(jù)。

（一）數(shù)據(jù)質(zhì)量概念

數(shù)據(jù)質(zhì)量是保證數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，它的評估標(biāo)準主要包括四個方面：完整性、一致性、準確性、及時性。評估數(shù)據(jù)是否達到預(yù)期設(shè)定的質(zhì)量要求，就可以通過這四個方面來進行判斷。

1. 完整性

完整性指的是數(shù)據(jù)信息是否存在缺失的狀況，數(shù)據(jù)缺失的情況可能是整個數(shù)據(jù)記錄缺失，也可能是數(shù)據(jù)中某個字段信息的記錄缺失。

2. 一致性

一致性是指數(shù)據(jù)是否遵循了統(tǒng)一的規(guī)范，數(shù)據(jù)集合是否保持了統(tǒng)一的格式。數(shù)據(jù)質(zhì)量的一致性主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范和數(shù)據(jù)是否符合邏輯。邏輯指的是，多項數(shù)據(jù)間存在著固定的邏輯關(guān)系。

3. 準確性

準確性是指數(shù)據(jù)記錄的信息是否存在異?；蝈e誤。和一致性不一樣，存在準確性問題的數(shù)據(jù)不僅僅只是規(guī)則上的不一致。最為常見的數(shù)據(jù)準確性錯誤就如亂碼。其次，異常的大或者小的數(shù)據(jù)也是不符合條件的數(shù)據(jù)。

4. 及時性

及時性是指數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到可以查看的時間間隔，也叫數(shù)據(jù)的延時時長。及時性對于數(shù)據(jù)分析本身要求并不高，但如果數(shù)據(jù)分析周期加上數(shù)據(jù)建立的時間過長，就可能導(dǎo)致分析得出的結(jié)論失去了借鑒意義。

（二）分析方法介紹

本文使用RapidMinerStudio免費版進行建筑施工數(shù)據(jù)質(zhì)量的分析。

1. 分析工具使用方法

下圖為RapidMiner的主界面。

下圖為RapidMiner的數(shù)據(jù)加載界面，本課題將通過系統(tǒng)組裝之后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為CVS文件，通過本地文件加載的方式導(dǎo)入到RapidMiner中。

數(shù)據(jù)加載完成之后，通過拖動的方式，將需要分析的數(shù)據(jù)源置入流程中，并選擇符合要求的處理算子，本課題選擇filter算子，將算子也拖入流程中，如下圖所示。

選擇算子之后，需要對算子的參數(shù)進行設(shè)置，filter算子可以過濾出符合字段要求的數(shù)據(jù)。

算子參數(shù)設(shè)置完畢之后，點擊菜單欄的運行按鈕，下圖為運行結(jié)果。

運算結(jié)果也可以通過可視化的方式進行展示，如圖6所示。

2. 分析過程與結(jié)果

1）數(shù)據(jù)來源

對目前建筑施工管理系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)進行質(zhì)量分析，本次分析選取其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行分析，如下表所示。

（三）數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

基于數(shù)據(jù)質(zhì)量的定義，利用分析軟件及人工檢查的方式做以下項目的檢測：

空值：數(shù)據(jù)值域為空的數(shù)據(jù)

唯一性：數(shù)據(jù)本應(yīng)唯一，但卻重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)

1. was拆分數(shù)據(jù)分析

根據(jù)上述指標(biāo)項定義，was拆分數(shù)據(jù)存在如下問題：

存在某些指標(biāo)項實際錄入時漏錄或不錄的數(shù)據(jù)；

存在全部為空的字段；

存在重復(fù)記錄。