大数据应用系统发展如火如荼，可抽象感知-处理-预测-决策模型，即从业务数据流获取、管理并处理生成预测模型、进行预测以实现预警决策，包括预测模型学习、在线应用两个环节。实现大数据管理软件体系结构的分析、设计与实现，是支撑大数据应用系统的基础。本文做了如下工作：1.提出了面向预警决策的大数据管理平台领域模型。针对大数据管理领域，确定共性需求、领域变化性和领域边界，建立领域模型，包括角色模型、特征模型、信息模型、业务模型与领域本体。2.提出了面向预警决策的大数据管理平台体系结构。针对大数据管理领域所提需求，设计大数据管理平台解决方案，从逻辑视图、过程视图、开发视图、物理视图和场景5个方面确定软件体系结构的核心模型，设计合理的构件、连接件与配置的相互作用关系及约束，并利用Z语言进行形式化描述。3.实现了以电厂生产安全监控为背景的大数据管理平台原型系统。基于体系结构设计成果，完成了原型系统的实现流程、实现架构与网络拓扑，并对多源异构数据存储结构进行了描述。本文以领域工程方法论为指导，对大数据管理领域进行了领域建模和体系结构设计，是该领域的一个重要创新，对该领域中系统设计、研发具有一定的指导意义。同时，针对电厂安全生产监控应用背景，完成了大数据管理平台的实现和应用过程，为后续应用的开发起到了推动作用。