云计算下建筑工程概算信息管理浅析

摘要:为高效管理建筑工程概算信息，本文设计基于云计算平台的建筑工程概算信息管理系统。采用AP聚类算法聚类概算信息，经由虚拟化处理后分布式存储至虚拟数据库中，依据用户需求，执行相应信息管理，并将结果传送至服务层，供用户查看。测试结果表明：该系统保证信息的高效管理且传输成本较低,保证信息质量；并且在不同信息请求下，系统的写闪存次数均符合期望标准，具备良好的管理效果。

关键词:云计算平台；概算信息管理；信息处理器

1引言

建筑工程概算是建筑企业对于工程初期各项成本预算的文件信息，该类信息种类划分以及涵盖内容较多，并且该类信息的管理对于建筑企业的利润预算存在直接关联[1]，建筑企业在工程建设过程中，多个部门之间需对该信息的实时查看、共享以及交互等，实时关注工程在进展过程中，是否与概算相符合，掌握工程的真实情况[2]。因此，对其实行有效、全面的管理，是企业保证工程进展以及利润预算的依据。其在管理时，信息数据运算量、信息存储量均较大[3]，导致建筑企业对于该类信息的管理面临较大问题，很难高效实现信息的全面管理。王春伟等人依据文本位置和关键词的确定，实现信息的管理；该管理系统对于文本类型信息的管理效果良好，可实现文本信息的高效查询[4]，但是，对于其他类型的信息管理的效果则不理想；邓铁军等人基于BIM模型，同时结合数据库的设计，完成信息管理；该管理系统的显著优势是可实现信息的动态可视化[5]，但是其对于数字类型信息的运算管理存在一定不足。云计算平是一种综合性的平台，可实现数据的计算和存储，并具备分布式存储，当用户向云发送服务指令后，其可快速呈现不用程度和类型的信息结果。本文基于云计算平台的优势，设计建筑工程概算信息管理系统，用于实现该类信息的全面、高效管理。

2基于云计算平台的建筑工程概算信息管理系统

2.1系统架构

基于云计算平台的建筑工程概算信息管理系统，共分为物理层、资源层、管理层和服务层。物理层通过信息处理器，完成建筑工程概算信息的集成以及转换，存储至资源层数据库中，资源层对信息实行分布式虚拟化存储，管理层则依据用户的需求实现信息的相关管理，并将结果传送至服务层，用户可通过该层次实行信息查看。其架构详情用图1描述。(1)物理层：该层包含计算机、网络设备、服务器、处理器等硬件设备，同时设有本文第数据库。该层主要用于完成建筑工程概算信息的集成、压缩以及转换，将处理后的信息实行存储[6]，并且为整个系统的实现提供网络通信和传输支撑。(2)资源层：该层中包含云计算模块和云存储模块，用于实现建筑工程信息聚类以及分布式存储。其中，分布式存储是通过虚拟化数据库完成[7]，实现信息分类存储。(3)管理层：该层是系统的核心层，其可实现对硬件资源的整合以及软件资源的调度，保证系统在提供信息服务时的高效性和安全性。该层中包含信息管理、用户管理、安全管理、执行调度四个模块，可实现信息的调度、查看、共享等[8]，并对信息的使用情况实行管控和统计，并对各个运行节点的均衡性实行控制，避免节点发生故障后，造成系统的运行不稳定；同时，用户在对信息实行调用或者查看时，需完成用户身份验证、授权管理[9]，通过执行调度模块的交互接口，完成相应信息的交互。(4)服务层：该层次的主要功能是提供各个服务接口，用户根据不同接口，完成不同信息服务指令的发送，同时用户可通过该层查看信息服务结果。

2.2物理层设计

2.2.1处理器结构。物理层信息的集成处理等均是依据处理器实现，为保证建筑工程信息的高效、完整集成，文中采用ARM(AdvancedRISCMachine)处理器完成。将信息采集、AD(数字转换器)、串口以及外联接口等功能建立在ARM上，实现物理层信息的集成处理，其结构用图2描述。处理器在执行信息集成处理时，信息的交互和通信，是依据VXI总线完成[10]，将采集到的各类建筑工程概算信息实行相关信息集成控制后，利用DSP(DigitalSignalPro-cessing)芯片对信息实行过滤、压缩等处理；处理后的信息用于两个总线之间调度，即LOCAAL总线和PCI总线，两者之间的调度需依据接口电路完成[11-12]，在PCI和本地总线分别构建时钟，用于完成中断复位。2.2.2AD子模块。处理器执行过程中，通过AD子模块完成建筑工程概算信息的采集和集成。该子模块的执行电路结构用图3描述。文中采用STM32芯片作为处理器AD子模块的信息采集，并通过D/A转换器将其实行转换，使其转变成数字信号，并输入至信息处理终端[13]，实现建筑工程概算信息的集成处理以及在线调动。2.2.3本地数据库。本地数据库是物理层用于实现集成信息的存储，文中采用并行结构构建本文数据库，保证信息在向Client端和Server端实行分配时的合理性，保证信息的高效的传输。为提升数据库的集成性，数据库构建过程中，融入172TLXT1和J2MAT两种技术。同时，在数据库内建立数据逻辑集合，实现数据的缓存和分析。逻辑的生成主要依据数据调配芯片实现，可使信息在操作过程中的缓存量降低，实现高效存储，该芯片的内部结构用图4描述。数据库通过数据调配芯片可完成信息的缓存和分析，其赋予分析后信息的相应逻辑字符，生成逻辑信息编码，系统可依据编号类型，对信息重新排列后，经由通信链路传送至资源层实行进一步处理[14-15]。数据库在接收信息过程中，需保证其接收的完成性，信息接收率为：(1)式中：信息带宽和传出系数为：Vi、Ii，均属于第i频次；P表示通信的最大效率。

2.3信息聚类

建筑工程概算信息在管理时，由于该类信息的种类较多，且存在同类信息不同时间段的现象，因此，在对信息实行管理过程中，虚拟资源层为完成信息的分类存储，需对信息实行聚类。系统中的资源层中采用AP(Affini-typropagation)聚类算法完成建筑工程概算信息聚类。(1)求解相似度矩阵。数据点数量为N，s(i,k)表示相似度值，属于每一个数据点，S表示相似度矩阵，其由s(i,k)构成，大小为N×N；则s(i,k)的求解为：(2)式中：偏向度取值用p(k)表示，且为初始时，k表示数据点；此时i=k，可看作偏向程度的大小可用k表示，并可描述信息类的代表点。(2)信息间的彼此传递。r(i,k)和a(i,k)表示建筑工程的两类信息，AP算法聚类的实现，需依据这两者间的相互传递完成。xk和xi均表示数据点，且为不同类，前者可作为后者代表点的程度值可用r(i,k)描述、后者可作为前者代表点的程度描述可用a(i,k)描述。r(i,k)和a(i,k)之间的相互传递公式为：(3)(4)公式(4)在运算过程中会产生震荡，影响收敛速度，为解决该现象，引入阻尼因子λ，可得到(5)(6)(3)聚类中心的确定。xk表示xi的类代表点，则k需满足如下条件：(7)公式(7)表示：a(i,k)+r(i,k)的结果，在i取值不变时，k的取值为最大值。(4)停止迭代。在迭代过程中，如果经过数次迭代操作，聚类中心不再发生变化停止迭代；或者达到设定的最大的迭代次数后停止迭代，表示聚类完成，即代表建筑工程概算信息聚类结束。

3测试结果分析

为测试本文系统的对于建筑工程概算信息的管理效果以及系统的运行性能，将其应用于某建筑企业，对该企业的一年内工程概算信息实行管理，分析系统整体效果，测试均采用MATLABB软件完成。该企业的工程概算信息包含工程材料成本、人工成本、附加成本三大类，该企业每个月三类信息规模依次分别为168、220、378、480、574、680、660、720、810、570、340、270。测试本文系统的信息压缩效果，采用本文系统对每个月的概算信息实行压缩，统计文本系统的压缩效果；并且以聚类效率作为衡量标准，分析压缩前、后的信息聚类效率，以此衡量本文系统的压缩效果，结果用表1和图5描述。由表1和图5测试结果可知：经本文系统压缩后，各个月份的概算信息规模显著缩小，压缩率均在37.2%以上，最高压缩率为54.9%，压缩效果良好；并且，系统在对压缩前后的信息分别实行聚类时，压缩前的信息聚类效率较低，压缩后聚类效率显著提升。该结果直观表明本文系统良好的压缩效果，可提升系统的运行效率。为进一步测试本文系统的在对信息管理过程中对信息的压缩性能，采用空间节约百分比K、平均吞吐量P以及资源消耗程度Z，作为衡量系统压缩性能的指标，并依据该指标分析系统的管理效果，结果用图6描述。其中，Z是平均吞吐量和压缩率的比值，用于衡量平台中信息资源的消耗程度，即为传输成本，该值越高，传输成本越低。由图6测试结果可知：信息压缩后，空间节约百分比最大可达到接近75%，最低百分比也高于40%；平均吞吐量均高于500MB/s，该值越高表示系统的传输效率越高；并且消耗程度均高于300%，表示传输成本较低。该结果进一步表明本文系统良好的信息压缩效果，可在传输成本较低的情况下，完成信息管理。为保证本文系统在信息聚类过程的收敛速度，测试阻尼因子λ的最佳取值，测试本文系统在不同λ取值下，完成全部信息聚类所需迭代次数，结果用图7描述。由图7测试结果可知：阻尼因子取值的增加，系统完成聚类所需的迭代次数随之变化，取值为0.1时，所需的迭代次数最多，取值为0.5时，所需的迭代次数最少，因此，λ取值为0.5。为进一步分析本文系统的信息聚类效果，采用DI指数作为衡量本文系统聚类效果的指标，该指数的最小距离和最大距离的比值，两者属于任意两个元素间，且前者位于任意两个簇内；后者则为位于任一簇内。其公式为：(8)式中：dmin(Ci,Cj)=dist(xi,xj)，diam(Cl)=dist(xi,xj)。DI的结果可表示聚类后信息的质量，前者值越高，则信息聚类后质量越好。依据公式(8)获取本文系统的DI结果，用图8描述。由图8测试结果可知：本文系统经过过滤和压缩后实行信息聚类的DI值均高于0.9，表示本文系统聚类后的信息质量较好。系统在对概算信息实行管理时，本地数据库对信息实行缓存和分析，在该过程中，写闪存次数对于信息的存储存在直接影响，测试本文系统在读密集请求、读写请求均衡以及写密集请求三种信息请求下系统的写闪存次数，以此衡量系统管理性能，结果用图9描述。其期望的标准次数低于5000次。由图9测试结果可知：在三种信息请求下，随着缓存区大小的增加，系统的写闪存次数逐渐降低，其中读密集请求的闪写存次数高于另外两种请求的次数，但是其依旧低于期望标准；该结果是由于系统在对请求实行处理时，数据库是通过数据调配芯片完成信息的处理，其可最大程度保证信息的处理效果。

4结束语

本文设计基于云计算平台的建筑工程概算信息管理系统，实现建筑工程概算信息的高效管理，对所设计系统实行相关管理性能以及效果测试，结果表明：该系统在保证良好信息质量情况下，完成信息压缩，压缩率均在37.2%以上，并且系统的信息聚类效率较高，聚类后的信息质量较好，同时，在阻尼因子取值为0.5时，可快速完成聚类处理，性能良好；测试结果证明本文所设计的管理系统可实现对于建筑工程概算信息的全面、可靠、高效管理，为企业的正常运营以及利润预算提供可靠依据。

作者:罗旭红 付丛振 单位:西安曲江大明宫建设开发有限公司 华优信项目管理有限公司