大数据驱动的工程优化设计方法与流程

本发明涉及数据处理，具体而言，涉及大数据驱动的工程优化设计方法。

背景技术：

1、在建工领域，工程设计是进行建设工程项目开展的重要内容，直接决定了工程项目的质量。当前，对于工程项目的设计大部分还是采用传统的方式进行，通过前期的勘探到计划设定再到后续的工程准备等，一方面需要耗费较大的资源才能够保证工程设计的合理性和高效性，另一方面针对形成的工程设计如果需要进行调整优化则需要耗费更多的资源才能实现，尤其是在设计计划的优化调整上，这一方面更加突出。

2、随着技术的进步，工程设计逐步开始实现信息化，并且在大数据的夹持下不断的提升工程设计的效率和质量，使得工程设计作业更加高效准确。但对于如何对工程设计进行基于大数据的优化驱动，尤其是在工程设计的计划方面，还没有形成一种合理且高效的形式。

3、因此，设计一种大数据驱动的工程优化设计方法，通过利用历史大数据对工程设计的计划信息进行合理的跟踪和对比优化调整，以实时高效的合理保证工程设计的质量和效率，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供大数据驱动的工程优化设计方法，通过获取同类型工程设计的历史大数据进行驱动数据的提取，形成针对目标工程设计的设计优化确定数据，驱动数据由于来源于同类型的工程设计，因此具有较强的参考性和合理性。对工程设计的优化调整一方面从目标工程设计的初始设计信息的合理性上进行分析调整，保证初步生成的工程设计数据尤其是设计计划具有较强的可实施性以及合理的计划性。另一方面对目标工程设计进行实施过程的有效跟踪监测，以针对出现的计划偏离情况进行合理的纠偏优化调整，保证目标工程设计在发生计划偏离时能够及时性的进行调整优化，以保证目标工程设计能够顺利的实施并按照计划合理的完成。基于大数据进行目标工程设计的设计优化驱动，充分发挥大数据的特征，有效的保证了目标工程设计的合理性和实施的稳定性，使得目标工程设计保质保效的完成。

2、第一方面，本发明提供大数据驱动的工程优化设计方法，包括获取同类型工程设计历史大数据，并进行设计驱动数据的提取，形成历史工程设计驱动数据；获取目标工程设计的设计数据信息，并结合历史工程设计驱动数据进行设计优化调整分析，形成工程设计优化调整数据；采集目标工程设计的实时工程设计数据，并结合历史工程设计驱动数据，进行工程设计计划偏离优化调整分析，形成工程设计计划优化调整数据。

3、在本发明中，该方法通过获取同类型工程设计的历史大数据进行驱动数据的提取，形成针对目标工程设计的设计优化确定数据，驱动数据由于来源于同类型的工程设计，因此具有较强的参考性和合理性。对工程设计的优化调整一方面从目标工程设计的初始设计信息的合理性上进行分析调整，保证初步生成的工程设计数据尤其是设计计划具有较强的可实施性以及合理的计划性。另一方面对目标工程设计进行实施过程的有效跟踪监测，以针对出现的计划偏离情况进行合理的纠偏优化调整，保证目标工程设计在发生计划偏离时能够及时性的进行调整优化，以保证目标工程设计能够顺利的实施并按照计划合理的完成。基于大数据进行目标工程设计的设计优化驱动，充分发挥大数据的特征，有效的保证了目标工程设计的合理性和实施的稳定性，使得目标工程设计保质保效的完成。

4、作为一种可能的实现方式，获取同类型工程设计历史大数据，并进行设计驱动数据的提取，形成历史工程设计驱动数据，包括：根据同类型的工程设计历史大数据，进行设计项目参数信息的提取，形成必要设计项目集；根据同类型的工程设计历史大数据，进行工程设计计划信息的提取，形成工程设计计划参考信息；根据同类型的工程设计历史大数据，进行工程设计的设计项目纠偏信息提取，形成设计项目纠偏措施数据。

5、在本发明中，对同类型工程设计历史大数据进行驱动数据的提取主要针对三个方面。一方面是考虑同类型的工程设计在设计项目上具有高度的协同性，因此对于大部分的设计项目是该类型的工程设计的必要设计项目，因此需要将这些必要的设计项目作为验证目标工程设计是否具备全面完成的设计项目的驱动数据。第二方面是考虑工程设计的计划是重要的组成部分，取保计划的合理性是按要求完成工程设计的基础保证，因此需要将历史的计划信息作为对目标工程设计进行优化的驱动信息。第三方面是考虑在任何的工程设计中都会存在出现计划偏离的情况，纠偏成了调整计划保证工程设计总体上按照要求实现的重要方式，因此需要将纠偏信息作为对目标工程设计进行发生计划偏离时的优化调整的驱动数据。

6、作为一种可能的实现方式，根据同类型的工程设计历史大数据，进行设计项目参数信息的提取，形成必要设计项目集，包括：获取同类型不同工程设计的设计项目计划信息，并进行基于语义的设计项目提取，形成不同工程设计的工程设计项目集；对不同工程设计的工程设计项目集进行基于重复性的以下必要设计项目提取：设定必要重复次数阈值m，若存在不少于m个工程设计项目集中包含相同的设计项目，则将对应的设计项目标定为必要设计项目；集合所有必要设计项目，形成必要设计项目集。

7、在本发明中，对于必要设计项目的获取，考虑必要性的设计项目必然会在同类型的工程设计中重复出现，因此可以结合历史数据中同类型的不同工程设计数据进行设计项目的重复性分析来取得。对于必要重复次数阈值，可以基于大数据分析确定，也可以根据实际情况进行设定，以保证能够准确且全面的获取到必要设计项目。

8、作为一种可能的实现方式，根据同类型的工程设计历史大数据，进行工程设计计划信息的提取，形成工程设计计划参考信息，包括：获取同类型不同工程设计的设计项目计划信息，并对设计项目计划信息中的每个设计项目进行有效人工工效、有效台班工效、有效工程量以及有效完工时长进行提取，形成对应的设计项目的设计项目历史参考数据；提取种类相同的设计项目的设计项目历史参考数据，进行有效完成信息的分析处理，建立对应类型的设计项目的设计项目有效完成参考式：其中，α表示工程量贡献系数，meff表示有效人工工效，n表示设计项目中所调度利用的人工编号，为编号为n的人工的平均工作效率，表示编号为n的人工在设计项目中所完成的总的工程量，表示编号为n的人工在设计项目中所消耗的总人工工时，β1表示人工贡献系数，ceff表示有效台班工效，k表示设计项目中所调度的机械编号，表示编号为k的机械的平均工作效率，表示编号为k的机械在设计项目中所完成的总的工程量，表示编号为k的机械在设计项目中所消耗的总台班工时，β2表示机械贡献系数，β0表示项目调整常量，t0表示设计项目的有效完工时长。

9、在本发明中，对于工程设计的计划参考信息获取，可以理解的是，在工程设计的整个设计计划中设计项目是按照一定的顺序进行排列的，只有根据设计计划依次进行设计项目的实施才能够顺利完成整个工程设计。因此，工程设计的计划参考信息重点在于设计项目的信息，对于设计项目的信息要反映到设计计划上来，主要包括了影响设计项目完成的工程量信息、机械台班信息、完工信息以及人工信息。这些信息之间是相互联系的，比如按期完成设计项目，就需要一定的人力、机械器具来对确定的工程量进行处理。当然，这些信息之间的关系在相同的设计项目下基本上是恒定的，因此可以建立起关于这些信息之间的关系数据，进而作为后期目标设计项目进行计划评估和优化调整分析的重要参考。考虑大数据下存在一定的个性化差异，因此所建立的这些信息之间的关系信息也同样需要进行适应性的调整以取得合理且准确的结果。

10、作为一种可能的实现方式，提取种类相同的设计项目的设计项目历史参考数据，进行有效完成信息的分析处理，建立对应类型的设计项目的设计项目有效完成参考式，包括：对种类相同的设计项目的设计项目历史参考数据，进行每四个设计项目历史参考数据为一组的随机集合，形成不同的分析处理组；对每个分析处理组，根据有效人工工效、有效台班工效、有效工程量以及有效完工时长进行分组工程量贡献系数ei、分组人工贡献系数fi、分组机械贡献系数gi以及分组项目调整常量hi的确定，i表示不同的分析处理组的编号；根据不同分析处理组的分组工程量贡献系数ei，确定工程量贡献系数α，其中，根据不同分析处理组的分组人工贡献系数fi，确定人工贡献系数β1，其中，根据不同分析处理组的分组机械贡献系数gi，确定机械贡献系数β2，其中，根据不同分析处理组的分组项目调整常量hi，确定项目调整常量β0，其中，

11、在本发明中，对于贡献系数和调整常量均是在建立项目计划上不同信息之间的关系时产生的相对于大数据所消除的个体化差异所给定的调整信息。考虑大数据下取得的分组信息不具有个性化的差异，因此进行均化可以进一步降低个性化差异带来的影响，保证参考式的合理性和准确性。

12、作为一种可能的实现方式，根据同类型的工程设计历史大数据，进行工程设计的设计项目纠偏信息提取，形成设计项目纠偏措施数据，包括：确定工程设计历史大数据中相同种类的设计项目对应的纠偏措施，形成不同种类设计项目的设计项目纠偏措施集；集合不同种类设计项目的设计项目纠偏措施集，形成设计项目纠偏措施数据。

13、在本发明中，纠偏措施具有多样性，在目标工程设计出现偏差需要进行纠偏的优化调整处理时，需要结合实际情况进行分析确定，因此在进行纠偏信息的大数据分析时，本技术不进行进一步的细致分析提取，而是大范围地提供纠偏信息，以为后续结合实际情况进行纠偏措施的选择提供更多的途径和方式，保证纠偏优化调整能够更加高效合理的实施。

14、作为一种可能的实现方式，获取目标工程设计的设计数据信息，并结合历史工程设计驱动数据进行设计优化调整分析，形成工程设计优化调整数据，包括：提取目标工程设计的目标设计计划信息，确定所有的目标设计项目，形成目标设计项目集；根据必要设计项目集，对目标设计项目集进行以下优化调整分析：若必要设计项目集包含于目标设计项目集，则形成设计项目完成信息；若必要设计项目集不包含于目标设计项目集，则形成设计项目必要性缺失信息，并输出必要设计项目集进行与目标设计项目集相交后的余集。

15、在本发明中，设计优化调整分析首先进行的是必要设计项目的确定，可以理解的是，对于目标工程设计来说，如果其设计项目完整且合理，那么目标工程设计的目标设计项目就应该包含所有的必要设计项目，因此，在进行优化调整分析时，通过进行包含关系的分析就能够高效地进行分析确定，使得大数据在设计项目的必要性上呈现出更加直接高效的完整性优化调整分析结果。

16、作为一种可能的实现方式，获取目标工程设计的设计数据信息，并结合历史工程设计驱动数据进行设计优化调整分析，形成工程设计优化调整数据，包括：根据不同类型的设计项目的设计项目有效完成参考式，确定目标设计项目集中每个目标设计项目的预期完工时长其中，x表示按照目标工程设计的目标设计计划信息确定的不同目标设计项目的顺序编号；根据目标工程设计的目标设计计划信息，确定每个目标设计项目的计划完工时长根据不同目标设计项目的预期完工时长和计划完工时长进行以下优化调整分析：对每个目标设计项目：若则形成计划正常信息；若则将对应的目标设计项目标定为超预期设计项目，并进行以下分析判断：若则形成总计划正常信息；若则形成总计划超期预警信息，并将所有超预期设计项目的计划完工时长进行输出。

17、在本发明中，对于目标工程设计在设计计划方面的优化调整分析，主要考虑两个方面的情况。一方面是每个目标设计项目在计划完成时长上是否是合理的。其能够影响设计计划的顺利进行。另一方面是考虑在单个的目标设计项目存在仅仅影响相邻目标设计项目的计划实施情况，而不影响整体的设计计划的情况。因此在判断单个目标设计项目发生超期计划的情况时继续进行总体计划是否超期的分析也是必要的。这样即可以从单个目标设计项目上也可以从总体的设计项目计划上实现大数据驱动的优化调整分析，以多途径的有效确保目标工程设计的顺利实施。

18、作为一种可能的实现方式，采集目标工程设计的实时工程设计数据，并结合历史工程设计驱动数据，进行工程设计计划偏离优化调整分析，形成工程设计计划优化调整数据，包括：对目标工程设计的目标设计项目进行实时跟踪，并进行以下分析判断：若则形成计划执行正常信息，其中，1＜y＜x；若则根据目标设计计划信息中目标设计项目的顺序，获取不包含当前目标设计项目的后y-1个目标设计项目的设计项目纠偏措施集，进行纠偏措施数据的提取分析，形成优化调整纠偏措施数据。

19、在本发明中，对于目标工程设计出现计划偏离的优化调整分析，通常是在实施过程中实时出现的，因此，纠偏也只能针对未进行的目标设计项目部分，所以在进行针对纠偏的大数据驱动优化分析时，也是通过考虑在后的目标设计项目的纠偏调整来实施，当然，纠偏优化调整分析考虑的范围不应该仅限于相邻的目标设计项目，应该基于目标工程设计的计划，总整体上进行优化调整分析，切实保证纠偏处理实施的合理性和有效性。

20、作为一种可能的实现方式，根据目标设计计划信息中目标设计项目的顺序，获取不包含当前目标设计项目的后y-1个目标设计项目的设计项目纠偏措施集，进行纠偏措施数据的提取分析，形成优化调整纠偏措施数据，包括：对后y-1个目标设计项目中每个目标设计项目对应的不同纠偏措施进行耗时估计，形成目标设计项目对应的每个纠偏措施的纠偏预期耗时；根据目标设计项目的计划完工时长和预期完工时长，确定允许消耗时长裕度；确定每个目标设计项目中纠偏预期耗时不超过对应的允许消耗时长裕度的纠偏措施，并标定为目标设计项目对应的合理纠偏措施；对每个目标设计项目对应的所有合理纠偏措施进行成本预估，形成合理纠偏措施对应的预期成本；按照预期成本由小到大的顺序，对目标设计项目中的不同合理纠偏措施进行排序，并抽取前三个合理纠偏措施，形成目标设计项目对应的参考纠偏措施组；集合所有参考纠偏措施组，形成优化调整纠偏措施数据。

21、在本发明中，当然，对于纠偏优化调整分析来说，纠偏的措施多样，但符合当下偏离情况的纠偏措施也需要通过基于目标设计项目的存在的允许耗时来筛选，以保证所采取的纠偏措施的合理性和实时性。当然，并不是筛选出的所有纠偏措施需要一起采用才可以完成纠偏，部分或者单一的纠偏措施即可完成，因此为了保证纠偏措施的良好效果，从成本上进行选择引导一方面有效降低了纠偏产生的成本，另一方面也能够取保纠偏的合理性。

22、本发明提供的大数据驱动的工程优化设计方法的有益效果有：

23、该方法通过获取同类型工程设计的历史大数据进行驱动数据的提取，形成针对目标工程设计的设计优化确定数据，驱动数据由于来源于同类型的工程设计，因此具有较强的参考性和合理性。对工程设计的优化调整一方面从目标工程设计的初始设计信息的合理性上进行分析调整，保证初步生成的工程设计数据尤其是设计计划具有较强的可实施性以及合理的计划性。另一方面对目标工程设计进行实施过程的有效跟踪监测，以针对出现的计划偏离情况进行合理的纠偏优化调整，保证目标工程设计在发生计划偏离时能够及时性的进行调整优化，以保证目标工程设计能够顺利的实施并按照计划合理的完成。基于大数据进行目标工程设计的设计优化驱动，充分发挥大数据的特征，有效的保证了目标工程设计的合理性和实施的稳定性，使得目标工程设计保质保效的完成。