本發(fā)明屬于基礎(chǔ)設(shè)施信息化管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法。

背景技術(shù)：

基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)主要包括：石油、化工、電力、核電、航空、輕工以及建筑等?；A(chǔ)設(shè)施從規(guī)劃到退役大致可以分為設(shè)計、建設(shè)、運營和退役等幾個階段。管理這些階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的信息化分為如下兩大階段：

(1)沒有信息化手段階段，在上個世紀90年代及以前，國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施都建有專門的檔案室，采用館藏的方式存儲設(shè)計和施工過程中的數(shù)據(jù)；而生產(chǎn)運行的數(shù)據(jù)存放于生產(chǎn)運行部門，生產(chǎn)人員需要查找資料時，需要從檔案室借出圖紙和文件。這樣的查詢效率非常低效，并且有可能由于保管不善導(dǎo)致資料的丟失和缺失。

(2)電子檔案系統(tǒng)階段，從上個世紀90年代后期到現(xiàn)在，項目總包方采用二、三維計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，能夠生成數(shù)字化的資料，同時利用掃描設(shè)備將一些紙質(zhì)文件掃描成電子圖紙(例如TIFF、BMP等)。移交給業(yè)主的資料變成了電子資料，業(yè)主建立電子檔案管理系統(tǒng)，存放這些內(nèi)容。相比于沒有信息化手段，水平提升了很多。不同部門的用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)的方式快速查詢到電子檔案，資料查詢效率大幅提升，準確度也大幅提升。但由于所有信息都存放于電子文檔中，只有人才能讀懂這些信息。這些系統(tǒng)只利用了計算機的存儲能力，卻無法利用計算機的分析能力。

因此，當前需要探討如何讓計算機幫助人們對信息進行處理和分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)中自由轉(zhuǎn)換和流動，最終以大數(shù)據(jù)的方式存放于數(shù)據(jù)庫中，輔助企業(yè)做出正確的決策。亦即所有信息不僅存放于文件中，更要實現(xiàn)以對象的方式管理這些信息，管理除了圖紙上表達的有限信息外的其他與生產(chǎn)密切相關(guān)的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)數(shù)據(jù)從設(shè)計階段到施工階段再到調(diào)試階段以及運維階段的自由流轉(zhuǎn)，從而減少信息的丟失以及因此不得不進行二次輸入帶來的效率降低和準確性降低。當前亟待研發(fā)能滿足上述要求的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可避免出現(xiàn)上述技術(shù)缺陷的基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法，包括：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、建立關(guān)聯(lián)關(guān)系和信息展現(xiàn)四個過程。

進一步地，所述基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法具體包括以下步驟：

步驟1)使用類型對設(shè)施的屬性進行規(guī)范，相同類型設(shè)施均實例化自同一個類型；

步驟2)定義設(shè)施類型，派生自基類，使設(shè)施在不同的階段使用相同的定義；

步驟3)定義類型包含的屬性字段，在使用類型實例化設(shè)施時，將這些屬性字段賦予特定的值；

步驟4)實例化設(shè)施，每一個設(shè)施都有一個唯一的位置編碼，用于表示該設(shè)施的唯一性；

步驟5)在基礎(chǔ)設(shè)施的不同階段，使用外部系統(tǒng)接口，逐漸完善設(shè)施的屬性；

步驟6)定義關(guān)聯(lián)關(guān)系類型，采用主-謂-賓方式定義兩個設(shè)施之間的關(guān)系；

步驟7)不同的設(shè)施之間采用關(guān)聯(lián)關(guān)系進行關(guān)聯(lián)，兩個設(shè)施之間設(shè)定一種關(guān)系；

步驟8)使用圖論搜索算法，從一個設(shè)施按照一定關(guān)系查找到另一個設(shè)施；

步驟9)采用三維模型文件的方式存儲設(shè)施的空間布局，并使用統(tǒng)一的三維可視化方式在各個終端上進行展現(xiàn)和交互。

進一步地，所述半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲具體為：將半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以Key-Value的方式存儲于NOSQL數(shù)據(jù)庫中。

進一步地，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲具體為：將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲于高速磁盤陣列中，并在NOSQL數(shù)據(jù)庫中建立這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的索引。

進一步地，所述非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括三維矢量模型和二維矢量邏輯圖。

進一步地，建立關(guān)聯(lián)關(guān)系具體為：采用一階邏輯方式建立起半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)相互關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化多階推理。

本發(fā)明提供的基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法，使用信息化的手段，以設(shè)施為核心在計算機中虛擬出一座與真實基礎(chǔ)設(shè)施完全一致的大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過使用數(shù)據(jù)定義的一致性相關(guān)環(huán)境，基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期內(nèi)各方面使用的信息可以集合起來，實現(xiàn)信息按照一致的計算機可處理的形式進行集成、共享和交換，解決基礎(chǔ)設(shè)施在各個階段中數(shù)據(jù)殘缺、丟失或者不準，信息查詢費時費力，無法利用已有信息進行數(shù)據(jù)挖掘、經(jīng)驗分析和知識共享的問題，可以很好地滿足實際應(yīng)用的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法的數(shù)據(jù)組織圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

一種基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法，包括：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、建立關(guān)聯(lián)關(guān)系和信息展現(xiàn)四個過程，如圖1所示，具體包括以下步驟：

步驟1)使用類型對設(shè)施的屬性進行規(guī)范，相同類型設(shè)施均實例化自同一個類型；所有類型都派生自同一個基類(Thing)，所述基類只定義了設(shè)施的唯一標識；

步驟2)定義設(shè)施類型，派生自基類(Thing)，使設(shè)施在不同的階段使用相同的定義，確保不同的輸入輸出接口能夠準確訪問到對應(yīng)的數(shù)據(jù)；定義類型的時候，可以采用國際標準(例如ISO15926)、行業(yè)標準或者企業(yè)內(nèi)部標準，每個類型都有唯一編碼(CODE)用于區(qū)分；

步驟3)定義類型包含的屬性字段，在使用類型實例化設(shè)施時，將這些屬性字段賦予特定的值；屬性字段根據(jù)在應(yīng)用過程中的需求，可以進行增減；每個屬性字段也有唯一的編碼；

步驟4)實例化設(shè)施，每一個設(shè)施都有一個唯一的位置編碼，用于表示該設(shè)施的唯一性，一旦擁有編碼即表示該設(shè)施存在；在后續(xù)的生命周期中，必須使用該編碼進行引用和編輯；

步驟5)在基礎(chǔ)設(shè)施的不同階段(工藝系統(tǒng)分析，P&ID，3D以及BOM等)，使用外部系統(tǒng)接口，逐漸完善設(shè)施的屬性；

步驟6)定義關(guān)聯(lián)關(guān)系類型，采用主-謂-賓方式定義兩個設(shè)施之間的關(guān)系，常用的關(guān)系例如：包括，上下游等；

步驟7)不同的設(shè)施之間采用關(guān)聯(lián)關(guān)系進行關(guān)聯(lián)，兩個設(shè)施之間設(shè)定一種關(guān)系，理論上，N個設(shè)施包含的關(guān)系為N*(N-1)/2，最終形成一個網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(圖結(jié)構(gòu))；

步驟8)使用圖論搜索算法，從一個設(shè)施按照一定關(guān)系查找到另一個設(shè)施；

步驟9)采用三維模型文件的方式存儲設(shè)施的空間布局，并使用統(tǒng)一的三維可視化方式在各個終端上進行展現(xiàn)和交互；這需要對主流的三維格式進行統(tǒng)一發(fā)布，變成輕量化可以在不同終端進行查看的模型。

設(shè)施的拓撲邏輯采用二維矢量圖的方式進行存儲，使用SVG的方式進行展現(xiàn)和交互。設(shè)施的其他文件，轉(zhuǎn)換成HTML5，進行統(tǒng)一展現(xiàn)。設(shè)施的數(shù)據(jù)使用BI的方式，以卡片、表格、圖表等方式進行展現(xiàn)。

所述半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲具體為：由于半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特殊性，所以將半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以Key-Value的方式存儲于NOSQL數(shù)據(jù)庫中。

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲具體為：將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲于高速磁盤陣列中，并在NOSQL數(shù)據(jù)庫中建立這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的索引。所述非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括三維矢量模型、二維矢量邏輯圖和其他二維格式文件。

建立關(guān)聯(lián)關(guān)系具體為：采用一階邏輯方式建立起半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)相互關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化多階推理。

信息展現(xiàn)用于展現(xiàn)半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及基于展現(xiàn)的交互，展現(xiàn)終端包括PC端桌面應(yīng)用、WEB應(yīng)用以及移動應(yīng)用。

圖2為本發(fā)明的基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法的數(shù)據(jù)組織圖。

本發(fā)明提供的基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期管理方法，使用信息化的手段，以設(shè)施為核心在計算機中虛擬出一座與真實基礎(chǔ)設(shè)施完全一致的大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過使用數(shù)據(jù)定義的一致性相關(guān)環(huán)境，基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期內(nèi)各方面使用的信息可以集合起來，實現(xiàn)信息按照一致的計算機可處理的形式進行集成、共享和交換，解決基礎(chǔ)設(shè)施在各個階段中數(shù)據(jù)殘缺、丟失或者不準，信息查詢費時費力，無法利用已有信息進行數(shù)據(jù)挖掘、經(jīng)驗分析和知識共享的問題，可以很好地滿足實際應(yīng)用的需要。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。