摘要
摘要：随着信息化时代的到来，大数据得到越来越多人的关注，并迅速的发展。而土木工程包括建筑、桥梁、道路等领域在设计和施工时会产生大量的数据。传统的数据分析和处理方法在面对海量数据时速度很慢，效率低下。因此大数据技术在土木工程中具有很大的应用潜力，能够有效地提高土木工程的质量水平。
关键词：大数据；土木工程；应用
引言：在土木工程建筑行业中，大数据技术能够在降低建筑能耗、检测建筑破坏状况和降低工程造价等方面得到很好的应用。大数据技术通过获取、存储和分析处理数据，挖掘出有价值的信息，为土木工程能够更好的运行和维护奠定了基础。基于此，本文将从四个方面探讨大数据技术在土木工程中的应用。
一、降低建筑能耗，建设绿色建筑
在土木工程运行过程中，会有巨大的能源消耗。例如电力、水能源等方面，能源消耗和建筑物的位置、光照、占地面积等因素有很大的联系。收集大量的能耗数据，分析整个建筑的能耗情况，使用传统的数据分析方法效率低下，难以满足要求。而通过大数据技术，能够在较短的时间内得出能源消耗模型，根据实际情况降低能耗，规划出能源节约的方案或对能源消耗异常的地方进行处理维修。还可以预测出未来的建筑能耗发展趋势，推动建筑节能工作，发展绿色建筑。
例如在某一办公楼里，建筑电力能耗包括空调，照明灯，热水供应等设备。通过能耗传感器对建筑内所有用电设备每隔一分钟进行耗电量数据的有效采集和集中处理，获得建筑各分类和总能耗统计数据，再用大数据处理技术对消耗模式进行分析比对，获得不同种类用电设备的电力消耗模式。如果在某一房间内的通风设备电量消耗异常，与历史数据不符合，可以判断设备存在故障，派技术人员对该房间内的通风设备进行检查维修，找出高耗能点，能够及时的处理问题，有效的节约能源，为进一步的节能改造提供准确的数据依据。另外，建筑制造能耗也可以通过大数据技术进行统计。比如建筑光照条件对办公楼、医院、学校等建筑能源使用的影响，在建筑能耗分析时利用统计的数据和相关的图表。设计师需要根据以往的数据库，提出合适的建筑设计方案，做出建筑节能规划，将建筑耗能降到最低，推动绿色建筑的发展。
二、对建筑破坏做监测和预警
在经历自然灾害后，建筑物会受到不同程度的损害。救援团队需要及时的了解建筑损害情况，以更好地开展救援工作。通过无人机对破坏后的建筑进行图像的捕捉拍摄合成，能够模拟出受破坏之后的建筑模型。但是无人机拍摄的速度非常快，在短时间内会传回大量的图像。必须及时对这些图像进行研究，传统的计算机处理分析方法速度太慢。因此可以使用大数据技术处理，提高检测的准确度，加快对破坏数据的分析，对该地区的地形、地质、水文等状况获得更全面更及时的信息。通过对比破坏前和破坏后的建筑模型，获得三维建筑破坏的结果，检测结果会对建筑破坏后的维护工作有很大的帮助，具有很重要的现实意义。
例如在某沿海地区遭受地震后，专业人员会派出许多无人机对灾区进行图像的拍摄，利用大数据处理技术，对监测系统中海量数据进行分析，对地震过后进行实时的监测，将图像合成得出地震过后的破坏结果，正确高效的检测出建筑的破坏程度。还可以根据区域内的地形判断是否可能发生海啸等其他的地质灾害，以便及时的采取治理措施，减少人员伤亡和财产损失，为灾后重建工作提供帮助。另一方面，在灾后重建项目施工时，要依据地震动参数和大数据显示结果进行地震分级建筑的确定，提高建筑物抗震强度，较大程度的降低房屋倒塌数，保护灾区群众的生命安全。此外，还可以将不同破坏程度、建筑物高度、地理位置等数据整合起来，建立建筑破坏数据库，为之后的建筑物抗震设计提供参考。
三、降低工程造价，合理设计建筑蓝图
土木工程是一个庞大的工程系统。在设计阶段，需要慎重的考虑工程造价和建筑规模等方面。选择材料时，各区域的经济条件和市场状况不一样，材料的单价会有所差异。并且在同一地区内价格也不是一成不变的。因此工程造价方面会产生大量的数据。进行项目策划时要考虑土木工程周围的市场情况。必须利用大数据处理技术对这些数据进行及时的采集和分析，对不同的设计方案进行比较，做出最符合此次工程的施工预算，降低工程造价成本。也能够避免施工时出现市场上已经无法购买到的材料。在设计蓝图时，可以借鉴数据库之前的建筑模型，了解当地对建筑布局的习惯，找到更完美的设计方案，建造出高质量的建筑。
例如北京的某一建筑团队，在混凝土结构工程施工时，需要用到钢筋与混凝土。而二级钢筋已经在北京地区消失，如果结构设计师在选择钢筋时使用此种类型，则必须从其他地方购买，增加工程造价，拖慢工程的进度。所以需要及时的对数据库进行更新，设计师要参考最新数据库避免此类问题。在选择混凝土时，比如重晶石混凝土和钢屑混凝土，它们都属于重混凝土。但是在某地生产钢屑混凝土的厂家比较多，所以钢屑混凝土的成本较低，因此项目工程会多使用钢屑混凝土。结构设计师可以通过造价数据库了解当地建筑工程的喜好，选择恰当的材料。
四、编制建筑结构规范，提高建筑安全性
在建筑行业中，有很多规范参数，例如地震动参数，风荷载参数。这些都是设计建造过程中的依据。规范参数是在不同区域采集大量的数据进行整理分析得出的，拥有较高的参考价值。地震动参数是由于地震引起的地面运动参数。风荷载是空气流动对工程所产生的压力，在不同地区不同类型的工程建设所依据的参数是不一样的。例如对待一般的民用建筑只需要用峰值加速度进行抗震设计，风压不小于 0.3kN/m2，而对于桥梁或核电厂等重要工程，抗震设计还需要参考地震的频率和持续时间，风压也要适当的提高。建筑建造时必须严格参考规范参数，否则建筑在面临地震、台风、海啸等自然灾害时，倒塌的几率会增大，会造成人员伤亡。
出版日期
2020年07月15日（中国期刊网平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
