大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做基于大数据可视化的混凝土质量分析及应用系统研究1、混凝土大数据质量管理为解决混凝土不可见质量问题,大数据分析整体技术路线采用问题导向模式,如图1所示。大数据价值在于数据挖掘,通过大数据分析中分类、回归、关联规则、聚类、特性提取等类型的模型和算法,对影响混凝土质量的原材料类型及关键性能指标、配合比、生

基于大数据可视化的混凝土质量分析及应用系统研究

1、混凝土大数据质量管理

为解决混凝土不可见质量问题,大数据分析整体技术路线采用问题导向模式,如图1所示。大数据价值在于数据挖掘,通过大数据分析中分类、回归、关联规则、聚类、特性提取等类型的模型和算法,对影响混凝土质量的原材料类型及关键性能指标、配合比、生产管控等因素进行关联性分析。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图1 数据与质量优化问题导向关系

通过数据分析模型,建立模型与问题之间的相关性,由大数据分析结果提取各影响因素特征值,依据该特征值分析模型,对现场新的混凝土质量数据进行智能化集成和判别。

2、混凝土质量大数据分析

原材料

预拌混凝土成分复杂,材料来源及质量状况具有很强的地域性特点,选取黑龙江省、湖南省II级粉煤灰需水量比和烧失量进行统计分析(见表1)。

表1黑龙江省、湖南省II级粉煤灰需水量比、烧失量统计结果(2016—2019)

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

配合比

C30,C40,C50强度等级混凝土单方胶凝材料用量统计如图2所示。由图2可知,近4年混凝土总胶凝材料平均用量保持稳定,但各强度等级混凝土总胶凝材料用量最大值和最小值差值在20~150kg/m³,优化空间大,随着生产和配制技术的不断提高和优化,各强度等级混凝土总胶凝材料用量差趋于收敛,且最大胶凝材料用量呈下降趋势,整体上向优质、优价方向发展。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图2 C30,C40,C50强度等级混凝土胶凝材料用量统计

各省份C30,C40,C50强度等级混凝土2016-06—2019-06单方胶凝材料用量平均值如图3所示。由图3可知,基于原材料属地化差异特点,各强度等级单方胶凝材料用量属地化差异较大,各属地内部各工程项目单方胶凝材料用量差异较小,处于可控状态。因此,在可视化技术层面配合比相关技术标准采用属地化形式。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图3各省份C30, C40, C50强度等级混凝土单方胶凝材料用量平均值( 2016—2019年)

混凝土强度

混凝土试块强度分析标准需综合考虑质量安全与成本,结合在我国现行混凝士标准、规范中检测评定混凝土强度的方法,基于各强度等级混凝土强度正态分布规律,提出混凝土试块正态分布评分,方法如下。

1)若混凝土设计强度等级为fcu, k,按表2查得标准差σ,得出一条特定的正态分布曲线N(μ,σ2),使试配强度x>fcu, k的概率P{xfcu, k}=95%(即强度保证率为95%),混凝土强度区间如图4所示,其中μ为该设计强度等级下的最佳试配强度,既满足结构安全性,也兼顾材料经济性。

表2各强度等级混凝土标准差取值

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图4 混凝土强度区间

2)若测试混凝土强度为c,依据特征点按表3划分判定强度评分。

表3 各区间混凝土强度评分

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

按混凝土试块正态分布评分方法,2016—2019年近4年C30,C40,C50,C60强度等级混凝土强度正态评分统计结果如图5所示。考虑混凝土施工性能、强度保障等因素,各低等级混凝土在配制时胶凝材料用量普遍偏高,因此高强度等级混凝土强度评分相对较高,但近4年评分呈下降趋势。同时,对于C30,C40等低强度等级混凝土,其质量、成本综合性能呈上升趋势。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图5 混凝土强度正态评分

3、混凝土大数据可视化管控技术

质量管控大屏结构设计

混凝土可视化管控技术本质即为将混凝土质量问题数据化,基于现有数据多维度分析结果,提出并研究质量管理、项目实施两级管理大屏。基于原材料、配合比、强度等多方面的质量特征值,建立对应维度下的质量标杆,以指导混凝土质量优化工作,结合信息化技术,对混凝土多方面质量标杆信息进行动态统计、质量预警,实现了混凝土生产全过程质量定向管理和迭代优化,如图6所示。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图6 混凝土大数据质量管控可视化原理

原材料管控

大量试验、工程案例证明,当前集料、矿物掺合料在规范允许范围内波动时,仍然会对混凝土施工性能、质量安全造成一定影响。因此,在当前信息化浪潮下,建立基于属地化的各项原材料质量特征值大数据统计,同时结合历史数据、专家经验等,制定满足混凝土匀质性、施工稳定性的原材料关键技术指标动态波动阈值,进行原材料质量监控。

以黑龙江省为例,统计各原材料关键性能指标均值,在所选时间范围内以季度为时间粒度,通过折线图查看地方原材料质量随时间波动规律,如图7a所示,同时统计该地区相关指标的上一季度均值作为属地项目比对标准,赋予标准规范内更小的波动阈值,如表4所示。根据波动阈值,设置各项目各原材料预警程序,建立材料波动可视化预警窗口,如图7b所示。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图7 原材料(粗集料)关键性能指标波动统计及质量预警窗口

表4 原材料关键性能指标波动阈值

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

配合比优化

基于前期混凝土配合比质量特征值大数据分析显示出的特征属性,统计混凝土配合比近1年属地、行业双属性下单方胶凝材料用量、28d强度、强度评分、单方材料总价的均值(见图8),作为各属地化项目部的混凝土配合比质量标杆,同时在后台进行配合比详细信息查询,通过混凝土配合比经验进行数字化迭代升级,实现配合比动态、收敛式优化。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图8 混凝土属地、行业双属性下配合比质量标杆统计

强度管控

混凝土原材料质量管控、配合比优化最终结果体现在混凝土质量安全、成本优化的双向提高,基于混凝土试块正态分布评分规则,对企业整体及各项目混凝土试块强度得分、混凝土大数据质量管控可视化分析和优化解决方案进行考量。强度管理模块设置了1家企业近1年各强度等级混凝土试块强度得分(见图9a),形成企业内部混凝土提质增效质量标杆,同时,作为企业混凝土质量管控的成果反馈。同时对各分子公司(项目部)各强度等级混凝土强度得分情况进行统计(见图9b),对低于企业平均水平的分子公司(项目部)进行预警,督导其对配合比优化。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图9 企业及各项目部各强度等级下混凝土强度正态评分统计

4、工程应用

对混凝土数据进行多维度分析,查找混凝土原材料、配合比、强度方面的质量规律,同时通过混凝土驾驶管理舱、混凝土生产监控管理可视化管理大屏(见图10),针对不同管理层级的需求得到混凝土数量、质量、成本在多维度(时间、二级单位、地域等)下的质量规律和标杆,并根据相关质量标杆设置预警程序,对混凝土质量进行动态管控和优化。

大数据可视化关键技术有哪些应用领域_数据可视化怎么做

图10 数据可视化管理大屏

5、结语

1)各原材料在相同属地范围内,随着时间的变化存在一定波动,变异系数较大,在一定范围内波动,给混凝土施工性能、质量均带来一定风险。

2)结合混凝土单方胶凝材料用量及强度正态分布评分可知,当前各地混凝土配合比具有一定优化空间。

3)混凝土原材料、配合比在质量上呈现出明显属地化特性,对原材料、配合比特征值进行的大数据统计结果可作为质量预警、动态质量标杆,为项目、企业质量成本优化提供标准。

4)基于对混凝土质量分析规律,结合数学建模和可视化技术,建立数据可视化管理大屏,实现了混凝土生产全过程质量定向管理和优化。

文章来自:海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,中交武汉港湾工程设计研究院有限公司, 中交二航武汉港湾新材料有限公司,武汉理工大学材料科学与工程学院

2024最新激活全家桶教程,稳定运行到2099年,请移步至置顶文章:https://sigusoft.com/99576.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。 文章由激活谷谷主-小谷整理,转载请注明出处:https://sigusoft.com/17125.html

(0)
上一篇 2024年 9月 17日
下一篇 2024年 9月 17日

相关推荐

关注微信