李博　董振平　于军琪　赵安军

摘要：本文对大数据技术在工业建筑结构耐久性数据管理系统中的应用进行研究。通过对工业建筑结构耐久性的大数据种类进行分析总结，完成了工业建筑结构耐久性大数据模型的搭建与分析；通过对大数据分析工具Tableau进行学习，深入阐述了Tableau数据分析软件在工业建筑结构耐久性无线监测系统中的应用优势，对于后期工业建筑结构耐久性数据的处理及工业建筑服役状态的整体评估具有重要的意义。

关键词：工业建筑；结构耐久性；数据分析；大数据

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0106-02

随着物联网技术的不断发展，大数据时代也随之到来，大数据处理已经成为当今各个行业领域数据处理的热点研究课题。大数据技术是一种新的技术和数据构架，以低成本、高速采集、处理和分析技术，从各种大规模的数据中提取价值，大数据技术已经被应用于建筑结构的监测数据存储，并在很大程度上提升建筑结构监测系统的整体性能[1][2]。因此，将大数据技术应用于工业建筑结构耐久性监测系统，对于结构耐久性数据管理性能的提升具有很大的帮助。

1 工业建筑结构耐久性大数据种类

不同于大规模数据，大数据具有自身鲜明的4V特征[3]：Volume（规模性）、Variety（多样性）、Velocity（高效性）和Value（价值性）。与大数据的特征类似，工业建筑结构耐久性数据也具有多样性、规模大、辨别难度高等特点。工业建筑结构耐久性数据主要包括：

（1）工业建筑结构的荷载以及工业厂房环境参数等数据；

（2）工业建筑结构内部应力的动静态响应数据；

（3）钢筋混凝土与钢结构表面形态数据；

（4）结构耐久性无线监测信号状态监测数据。

采用大数据技术对工业建筑结构耐久性数据进行存储管理，能够实现结构耐久性数据的高效存储及筛选优化，并且使得系统管理员能够对工业建筑结构耐久性数据进行实时、数字化及可视化管理。大数据应用于工业建筑结构耐久性数据的价值体系如图1所示。

在工业建筑结构耐久性无线监测系统中，大数据技术将应用于结构耐久性数据的采集、管理、分析以及后期的综合评估等各个阶段。将使得工业建筑结构耐久性无线监测系统的高效性、稳定性及可靠性等性能得以很大提升。

2 工业建筑结构耐久性大数据模型

工业建筑结构耐久性数据复杂多样，需要高性能的无线监测系统去完成结构耐久性数据的采集、筛选及存储管理等工作，应用大数据技术的工业建筑结构耐久性无线监测系统需要多服务器的协同工作。大数据技术在工业建筑结构耐久性无线监测系统中应用的模型如图2所示。

大数据应用模型中各阶段的主要工作如下：

（1）工业建筑结构耐久性数据采集、传输和存储阶段，主要依靠结构耐久性无线监测网络以及监测节点去完成主要的监测工作。此阶段工作的好坏主要取决于无线监测网络的稳定性及可靠性。

（2）结构耐久性数据筛选及预处理阶段，对无线监测网络采集的数据质量进行分类。数据质量是指能够一致地满足用户需求的程度，它是区分数据好坏的重要依据[3]。在此阶段主要是对结构耐久性数据进行清洗，保证结构耐久性数据的完整性、正确性及有效性等。

（3）数据整合与特征提取阶段的主要工作是将工业建筑结构耐久性无线监测节点采集的数据进行特征提取，将有关系的结构耐久性数据进行整合，为后期的结构耐久性状态评估做准备。

（4）采集的结构耐久性数据往往含有大量的噪声，在结构耐久性数据挖掘与知识发现阶段，主要工作是把含有噪声的结构耐久性数据转换为可用的数据信息。

（5）在结构耐久性数据可视化与应用阶段，将传统的结构耐久性数据转化为简明的图形化数据，使得工业建筑结构耐久性数据更加直观的展示。

（6）结构耐久性数据智能评估与实时交互阶段，主要工作是从工业建筑结构耐久性数据库中提取结构耐久性数据进行分析，采用智能算法进行建模预测，对工业建筑结构耐久性状态进行评估。

（7）结构耐久性数据智能管理主要是将工业建筑结构耐久性状态评估的数据信息发送到大数据云服务器进行存储管理，便于定期对工业建筑结构耐久性状态进行查询，了解工业建筑的服役状态，为工业建筑结构的维护加固提供重要的参考依据。

大数据的应用将贯穿于工业建筑结构耐久性无线监测系统的各个阶段，保证结构耐久性数据的实时性、精确性、可视化及适用性等特性，为工业建筑后期结构耐久性状态评估及运营维护提供了重要的技术支撑。

3 工业建筑结构耐久性大数据分析平台

工业建筑结构耐久性无线监测系统采集的数据主要包括工业建筑服役的环境参数、工业建筑结构应力以及位移等结构耐久性信息。许多大量的工业建筑结构耐久性数据分散于不同的数据源中，有的存储在结构耐久性数据库服务器中，有的可能存储在其他文本文件中，需要一种智能化的数据分析管理工具来解决此类问题。

将Tableau数据分析软件应用于工业建筑结构耐久性数据的分析，可以实现结构耐久性数据的可视化。数据可视化让枯燥的数据以简单友好的图表形式展现出来，是一种最为直观有效的分析方式[4]。运用Tableau可视化的功能对工业建筑结构耐久性数据进行处理，从而更好地完成对结构耐久性数据的分析工作。将Tableau智能分析平台应用于工业建筑结构耐久性数据分析的优势有以下几方面：

（1）具有实时性且高效率。通过分析平台自身的内存数据引擎，不但可以直接查询外部的工业建筑结构耐久性数据，而且可以动态地从结构耐久性数据库中提取数据，实时更新连接的结构耐久性数据，从而提高了针对工业建筑结构耐久性数据的访问和查询的效率。

（2）多种数据源连接。工业建筑结构耐久性数据类型复杂多样，往往存在于不同类型的数据库或者文件中。Tableau不仅可以与存储工业建筑结构耐久性数据的Excel、Access以及文本文件等数据源连接，而且能够对SQL、Oracle等数据库中的结构耐久性數据进行访问、筛选及处理等操作。

（3）实现数据融合。在调用工业建筑结构耐久性数据库以及数据文件时，Tableau可以创建多种链接，将存储于多个文件中的结构耐久性数据进行融合，方便对于工业建筑结构耐久性进行全面分析评估。

（4）云端数据连接。Tableau可以实现与工业建筑结构耐久性的Web数据源以及主流的云端数据服务器（如MySQL、Cloudera Hadoop、Oracle等）进行连接。在完成对结构耐久性云端数据的分析处理后，将筛选处理后的结构耐久性信息返回存储到云端服务器，便于后期对工业建筑结构耐久性状态的分析提供重要的参考数据。

采用Tableau大数据分析工具对工业建筑结构耐久性数据进行智能化分析，将对工业建筑结构耐久性的整体分析评价提供很大的帮助。

4 结语

大数据技术逐步被应用于各行各业，将大数据技术应用于工业建筑结构耐久性监测系统具有很大优势，借助于数据可视化可以实现工业建筑结构耐久性数据的图形化，能够将结构耐久性数据清晰有效地展示给管理用户，并使得工业建筑结构耐久性无线监测系统的整体性能得以很大的提升。

参考文献

[1]张付各，孙运良，孙宗军，等.大数据时代下的桥梁检测方法[J].山西建筑， 2016（33）：159-161.

[2]吴杰，衣枚玉，张金辉，等.大数据下的结构性态监测信息管理系统设计与应用[J].湖南大学学报（自科版），2016，43（9）：76-81.

[3]樊重俊，刘臣，霍良安.大数据分析与应用[M].立信会计出版社，2016.

[4]刘红阁，王淑娟，温融冰.人人都是数据分析师[M].人民邮电出版社，2015.