Word版本，下載可自由編輯大數(shù)據(jù)在公路工程質(zhì)量監(jiān)控的應(yīng)用大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生為馬路工程質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)。馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)具有典型的“４Ｖ”特征。為深化分析大數(shù)據(jù)在馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用，從馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、處理流程與關(guān)鍵技術(shù)等方面舉行論述。分析了馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、計(jì)算過程以及數(shù)據(jù)可視化處理的流程，提出了馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)所面臨的問題與挑戰(zhàn)。

近年來，隨著交通建設(shè)的快速進(jìn)展，截止２０１５年我國(guó)馬路總里程將達(dá)到４５０萬公里，其中高速馬路通車總里程達(dá)到１０．８萬公里，全國(guó)高速馬路路網(wǎng)已基本形成規(guī)模，增進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，社會(huì)效益較好。在交通部發(fā)布的《國(guó)家馬路網(wǎng)規(guī)劃》進(jìn)展規(guī)劃中，全國(guó)高速馬路通車?yán)锍填A(yù)計(jì)達(dá)到４０萬公里，我國(guó)將基本實(shí)現(xiàn)省際多路連通、地市高速通達(dá)、縣縣國(guó)道籠罩的目標(biāo)。

從上述規(guī)劃來看，僅高速馬路的建設(shè)缺口就近３０萬公里，其建設(shè)任務(wù)較重，另一方面，在工程建設(shè)過程中的質(zhì)量監(jiān)控也提出了新課題。以西部地區(qū)為例，交通運(yùn)送部質(zhì)量監(jiān)督局已在２０１２年３月啟動(dòng)了西部項(xiàng)目“馬路工程質(zhì)量平安過程控制智能化與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)討論”的討論工作，項(xiàng)目要求采納信息化技術(shù)手段，融入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)時(shí)信息傳輸技術(shù)，人工智能化技術(shù)到工程監(jiān)督中，對(duì)重點(diǎn)工程、重點(diǎn)部位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量平安監(jiān)管的實(shí)時(shí)化、智能化、遠(yuǎn)程化，彌補(bǔ)人為管理的漏洞和缺失，提升質(zhì)量監(jiān)控和監(jiān)管效能，以保障馬路工程的建設(shè)質(zhì)量。馬路工程建設(shè)的才智化監(jiān)管，需要對(duì)在其在建設(shè)過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)舉行透徹分析，服務(wù)于管理者和決策者，便于準(zhǔn)時(shí)排查和訂正在工程施工過程中潛在平安隱患，為生命和財(cái)產(chǎn)提供平安保障。

１馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)來源及其特點(diǎn)

就大數(shù)據(jù)而言，是一個(gè)抽象含糊的概念，大部分人也只是從數(shù)據(jù)量的大小和規(guī)模去感知，像ＴＢ、ＰＢ、ＺＢ、ＹＢ這樣的數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)單位被理解為大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的區(qū)分，很明顯這僅僅是海量數(shù)據(jù)，在ＩＴ界被公認(rèn)的具有Ｖｏｌｕｍｅ、Ｖａｒｉｅｔｙ、Ｖｅｌｏｃｉｔｙ和Ｖａｌｕｅ特征的數(shù)據(jù)，才干被稱為大數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)稱大數(shù)據(jù)４“Ｖ”特征［３］。

１．１馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中大數(shù)據(jù)的來源

馬路工程建設(shè)在開頭施工到驗(yàn)收竣工，要產(chǎn)生大量的、類型各異的數(shù)據(jù)，其主要有以下幾種來源：

施工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：道路在施工前需要對(duì)工程中的各種使用材料在該項(xiàng)目環(huán)境條件下做試驗(yàn)，以得出在該環(huán)境條件和地理區(qū)域條件下相應(yīng)材料的使用混合比及用量等。如：筑路用土，砂石材抖、石灰和水泥，一般水泥混凝土，穩(wěn)定土和建造砂漿，瀝青材料，瀝青混合料等相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)來保障施工質(zhì)量，確保規(guī)范施工。

施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)：在工程項(xiàng)目施工階段，人員行為規(guī)范、施工操作規(guī)范、壓力傳感數(shù)據(jù)，施工環(huán)境溫度等產(chǎn)生的文字、圖片、聲音和視頻數(shù)據(jù)。

施工應(yīng)急數(shù)據(jù)：在施工過程中會(huì)有各種突發(fā)大事，如何科學(xué)地把突發(fā)大事帶來的危害降到最低，最大程度削減人員和財(cái)產(chǎn)損失，是工程應(yīng)急處理的難題。在施工過程中，通過各種傳感器對(duì)突發(fā)大事舉行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，將對(duì)應(yīng)急處置起到關(guān)鍵性的作用，而該過程中將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。

工程竣工檢測(cè)數(shù)據(jù)：在工程項(xiàng)目施工驗(yàn)收階段，需對(duì)路基、路面、交安設(shè)施、機(jī)電系統(tǒng)等舉行標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，推斷各項(xiàng)功能是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。如路基壓實(shí)度，路面承載能力、應(yīng)力數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)標(biāo)線厚度、反光標(biāo)志系數(shù)等相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)。按照《馬路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》ＪＴＧＦ８０－１－２０１２和ＪＴ－ＧＦ８０－２－２００４相關(guān)要求，需產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。隨著交通建設(shè)的迅速進(jìn)展，工程質(zhì)量監(jiān)控面臨新的挑戰(zhàn)，沿用以往“人工＋紙筆”的管理方式，基本不能實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的科學(xué)化管理，按照工程質(zhì)量“終身制”的相關(guān)要求，在工程設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，擔(dān)當(dāng)相應(yīng)的質(zhì)量終身責(zé)任，如沿用以往的管理方式也不便于責(zé)任的追溯。

當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代，通過云計(jì)算對(duì)工程施工中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)舉行分析，用數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目中全過程跟蹤管理和全方面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)工程實(shí)體和質(zhì)量行為的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)管巡查和預(yù)警，將有助于提升工程質(zhì)量，保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)平安。

１．２馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)規(guī)模在工程質(zhì)量監(jiān)控中，以施工人員行為監(jiān)控為例，一個(gè)質(zhì)量監(jiān)督點(diǎn)采納７２０Ｐ高清視頻圖像采集設(shè)備，每小時(shí)圖像采集數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮處理后可達(dá)到３ＧＢ左右的大小，全天候采集一個(gè)月，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為２．１６Ｔ［５］。在工程施工過程中隧道掘進(jìn)、路基路面、橋梁結(jié)構(gòu)、材料攪拌、設(shè)備操作等等都需要對(duì)施工人員行為和過程舉行視頻監(jiān)控，按上述計(jì)算，每月產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能至少為ＰＢ級(jí)以上，根據(jù)交通部發(fā)布的《國(guó)家馬路網(wǎng)規(guī)劃》進(jìn)展規(guī)劃，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)就將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)類型在馬路工程施工過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型種類繁多，除工程質(zhì)量視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)外，有影響工程施工質(zhì)量的環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，施工材料檢測(cè)數(shù)據(jù)，工程質(zhì)量實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，潛在地質(zhì)災(zāi)難等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型多樣。

數(shù)據(jù)價(jià)值密度對(duì)于在馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)本身而言，數(shù)據(jù)量大，但其價(jià)值密度較小。如施工人員操作不符合規(guī)范，通常狀況下就惟獨(dú)幾秒或幾分鐘，在ＰＢ級(jí)以上的數(shù)據(jù)量里，其占有些價(jià)值密度較低。

高速性在馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中，除對(duì)工程質(zhì)量本身監(jiān)督外，還應(yīng)對(duì)工程質(zhì)量舉行把控和預(yù)警。如：路面未達(dá)到養(yǎng)護(hù)期要求而強(qiáng)行舉行下一周期施工，此時(shí)系統(tǒng)就應(yīng)迅速地對(duì)大數(shù)據(jù)舉行分析，并準(zhǔn)時(shí)發(fā)出預(yù)警提醒。

２大數(shù)據(jù)的處理

隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代的進(jìn)展，人們對(duì)各行各業(yè)中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)舉行分析，給眾多決策者提供了有力的決策支持。如：沃爾瑪超市利用大數(shù)據(jù)分析在超市行業(yè)中曾經(jīng)取得的輝煌成就；阿里巴巴利用大數(shù)據(jù)分析在電子商務(wù)行業(yè)取得的突破；滴滴打車或Ｕｂｅｒ利用大數(shù)據(jù)分析在出租車行業(yè)中取得的地位等等；均是基于大數(shù)據(jù)分析或處理而取得的勝利案例。然而在馬路工程施工質(zhì)量監(jiān)控方面，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還較薄弱，利用對(duì)馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)舉行分析，對(duì)不合格或不符合規(guī)范的工程質(zhì)量準(zhǔn)時(shí)的啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，將削減國(guó)家的財(cái)產(chǎn)損失，保障交通參加者的生命平安，為馬路工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

２．１云計(jì)算

馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)中，核心是對(duì)于數(shù)據(jù)的分析和處理?！霸朴?jì)算”是大數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，為數(shù)據(jù)分析提供技術(shù)保障。云計(jì)算通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和虛擬技術(shù)把計(jì)算機(jī)各種軟、硬件資源融為一體，形成大規(guī)模的分享資源池，為用戶提供ＩａａＳ，ＰａａＳ，ＳａａＳ。云計(jì)算是典型的分布式模型，為馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)并行處理提供平臺(tái)。Ｇｏｏｇｌｅ、ＩＢＭ、阿里云等知名公司大數(shù)據(jù)分析處理和應(yīng)用都是基于云計(jì)算為基礎(chǔ)，最典型的應(yīng)用就是分布式文件系統(tǒng)、批處理技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等。

２．２大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)在ＰＥ級(jí)以上，怎樣降低存儲(chǔ)成本、提升數(shù)據(jù)并發(fā)吞吐量是大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的關(guān)鍵。分布式文件系統(tǒng)，是大數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)中的一種關(guān)鍵技術(shù)，Ｇｏｏｇｌｅ公司研發(fā)的ＧＦＳ分布式文件系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)中的典型應(yīng)用。其與后來研發(fā)的ＭａｐＲｅ－ｄｕｃｅ、ＢｉｇＴａｂｌｅ技術(shù)構(gòu)成了Ｇｏｏｇｌｅ搜尋引擎大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的三大核心技術(shù)。馬路工程質(zhì)量監(jiān)控中產(chǎn)生的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)架構(gòu)分為存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層、拜訪層。存儲(chǔ)層主要完成數(shù)據(jù)接入與信息集成、存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)設(shè)備。

基礎(chǔ)管理層主要包括集群數(shù)據(jù)、并行數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)盒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；應(yīng)用層接口主要完成任務(wù)管理、調(diào)度與監(jiān)控；拜訪層主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)和工程檔案系統(tǒng)等，如圖１所示。馬路工程質(zhì)量監(jiān)控大數(shù)據(jù)與其它類型的大數(shù)據(jù)有所不同，有些數(shù)據(jù)需要急時(shí)處理，響應(yīng)急時(shí)的特點(diǎn)，以便于做出急時(shí)的應(yīng)急響影決策，否則會(huì)造