地铁施工监测信息系统的设计与开发.docx

地铁施工监测信息系统的设计与开发摘要目前地铁施工监测数据的文件管理模式已无法满意大量监测数据快速分析和长期平安保存的要求。本文提出了基于分布式数据库技术和网络技术的信息化解决方案，即建立一套以分布式数据库为数据存储方式、采纳计算机网络作为传输和共享平台的地铁施工监测信息系统，让用户刚好、精确地获得各施工现场的监测信息。关键词地铁施工；监测；分布式数据库；信息系统地铁大多位于人口稠密的城区，通常四周有重要的建筑物和地下管网，地铁施工有可能使其产生位移、沉降和变形,以至遭遇破坏，造成严峻的工程事故。通过施工现场监测数据的分析，可以刚好驾驭支护结构变位和四周环境条件的变更,反馈信息以指导施工。因此,现场监测数据的刚好分析和保存在地铁施工过程中具有特殊重要的意义。然而，现场监测数据的管理也存在很多问题13,主要表现在现场监测数据还停留在文件管理模式下。如：监测数据的计算由人工完成,监测报表用Word或EXCel手工制作；导致数据不能共享，查询困难，降低了工作效率和管理分析水平，而且由于施工现场的设施简洁，环境较差，人员流淌性强，监测数据的保存缺乏平安性和牢靠性。随着信息化技术的发展，以数字化信息为核心的信息系统对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响4。信息系统的自动化、网络化、以及分布式数据库技术5为解决现存地铁监测工作的不足供应了重要途径。为了能刚好对监测对象的状态、稳定程度和变形进行分析，并能长期平安地保存监测信息，以实现地铁的信息化施工，本文提出基于分布式数据库的信息化解决方案，即建立一套以分布式数据库为数据存储方式、采纳计算机网络作为传输和共享平台的地铁施工监测信息系统。它不仅用于分散的、各自独立的施工现场的监测数据的管理，还对全部监测数据进行集中统一管理和长期保存,让用户刚好、精确地获得监测信息，而且还可为以后类似地铁施工方案设计及规范修改供应数据参考。1系统的结构设计在进行地铁施工时，施工现场须要刚好分析处理监测数据，但由于各施工现场的设施简洁，流淌性强，不易长期保存监测数据。而地铁管理单位计算机设备较好，环境稳定,适合统一维护各施工现场的监测数据。依据上述状况,将整个系统分成2个部分：(1)现场监测系统现场监测系统布设在地铁各施工段上，由现场监测人员运用，采集监测数据并将该施工段的概况信息录入到系统，存储于本地数据库，管理分析数据库中的监测数据，并将其刚好传送到地铁管理单位。现场监测系统的建立使现场监测人员变更现有的递送监测报告、数据报表的方式,数据自动远程传输,进一步提高工作效率，实现信息化施工。(2)监测中心管理系统监测中心管理系统布设在地铁管理单位，从多个现场监测系统刚好收集监测数据，进行集中管理和存储，实现各施工现场监测数据的对比分析，以及对外发布监测信息，使各类用户可通过Intranet或Internet便利地检索查询所须要的信息。地铁施工监测信息系统可以有效地服务于对地铁施工监测的全面、精确、刚好的管理和反馈，并对监测信息进行分析和长期保存，供应信息沟通的平台，提高资源的共享水平,进而在功能上达到纵向信息反馈刚好,横向信息共享，系统物理结构框架如图1所示。2系统的功能设计2.1 现场监测系统功能设计现场监测系统是一套具有本地数据管理分析功能，同时还具备网络传输功能的传统Wind。ws桌面应用程序。其详细功能模块如下：(1)数据采集预处理模块现场监测系统从监测仪器采集接口自动读取监测数据,不能自动采集的监测数据，采纳人工录入，并对各种原始数据进行监测值序列的系统误差检验，把含有粗差的监测值定位和剔除。(2)数据管理和预警模块把监测数据存入本地数据库内，由数据库管理系统管理,实现数据显示、更新、增删、查询、打印等。假如某项监测数据的分析结果超过预定的警戒值,该模块将自动报警。(3)数据图形化模块该模块主要完成现场监测点布置图的绘制，以及各测点沉降过程线图、水平位移过程线图等动态显示。(4)数据预料模块运用时间序列模型和灰色理论模型，由人机对话或计算机自动选择合适的预料函数，对测点的监测数据进行分析,以预料该测点状态变更的趋势。(5)数据上传模块采纳消息队列技术(MSMQ)6,即使现场监测系统离线或断线，全部的数据都会被缓存起来，重新连入Internet之后，可自动将数据上传到地铁管理单位内的数据库服务器,保证了监测数据传输的牢靠性和效率。2.2 监测中心管理系统功能设计监测中心管理系统是一个典型的Web应用程序，系统运行在Intranet企业网内部环境中，采纳多种网络技术，可以便利地和其它网络互联，充分利用网络资源，同各现场监测系统进行牢靠的数据通讯,供应便利、快捷、全面的数据查询。其详细功能模块如下：(1)数据管理和预警模块把各现场监测系统上传的监测数据依据施工现场编号存入服务器的数据库内，由数据库管理系统有效地管理监测数据，对数据进行分类、组织、编码、储存、检索和维护，保证数据的完整性、平安性和无冗余性。假如某项监测数据的分析结果超过预定的警戒值，该模块将自动报警。(2)数据图形化模块该模块主要完成地铁各施工现场监测点布置图的绘制，以及各测点沉降过程线图、水平位移过程线图等的动态显示。数据预料模块运用数理统计模型，由人机对话或计算机自动选择合适的函数,对测点的监测数据进行回来分析，以预料该测点状态变更的趋势。(4)数据发布模块基于Web技术将各施工现场监测信息以网页形式发布，供相关设计单位和用户参考，实现监测工作的开放化和透亮化。3分布式数据库设计分布式数据库是在分布式管理模式下，每个远端分部的数据信息存放在本地数据库内，平常可独立操作运用，同时定期将本地全部数据信息或汇总数据信息通过远程通信线路发送到远程总部，总部接收各个分部发送的数据信息，将其存储到总部的数据库服务器中，以满意总部对数据的分析决策和长期平安保存的须要。依据上述分布式数据库的特点，把地铁施工监测信息系统数据库分成以下两类：(1)现场监测数据库设计依据地铁现场施工的方法，把现场监测系统数据库划分为3类:明挖监测数据库;暗挖监测数据库;盾构监测数据库。然后在上述3类数据库中依据监测内容建立相应的测点监测表,如明挖围护桩墙顶沉降监测表、暗挖拱顶下沉监测表和盾构预制管片凹凸接缝处法向应力监测表，以及本地施工现场概况信息表。现场监测数据库结构如图2所示。（2）监测中心数据库设计除了上述现场监测数据库的内容，还要包括各施工现场概况信息表，以及用户访问权限信息表，监测中心数据库结构如图3所示。4系统的开发环境和应用平台4.1 系统开发环境现场监测系统是在VIsualStudioNET2003开发环境中运用C+开发的WinFOrm风格的桌面应用程序，监测数据存储在AccesS数据库中，现场数据上传运用XML格式的消息队列。监测中心管理系统则是典型的ASP.NETWeb应用程序，运用Visua1Studio.NET2003开发，web服务器软件运用MiCrOSOftIIS,数据库运用MicrosoftSQLServer2000o4.2 系统应用平台现场监测系统安装在靠近施工现场的计算机上，其系统要求如下:中文MicrOsOftWindowsXP专业版操作系统；安装.NETFrameworkDiStributablell版;安装MSMQ3O组件;能够访问Internet。监测中心管理系统安装在地铁管理单位的专用服务器上，其系统要求如下:中档服务器平台，以专线联入Internet网络，拥有独立IP及域名；中文MicrosoftWindowsServer2003操作系统;安装.NETFrameworkSDKl1版;安装IIS6OWeb服务器软件;安装SQLServer2000数据库系统。5应用实例北京地铁4、5、10号线及奥运专线的土建施工几乎同期进行，其中地铁5号线雍和宫站和地铁10号线奥支熊猫环岛区间由北京城建设计探讨总院设计，为保证工地施工平安，设计院要求施工单位将监测信息刚好反馈，以便相互协作,并依据监测结果，实行得当措施，保证施工质量平安。本系统开发试运行阶段将应用在上述工程中，即分别在两施工现场设置现场监测系统，而监测中心管理系统设置在设计院。现场监测系统通过各种途径采集监测数据录入本地数据库的同时,经由Internet发送到设计院的数据库服务器，数据库服务器在汇总施工现场数据的同时，又对这些数据进行分类，并加以分析和对比，总结出一些规律和阅历，为监测管理人员和相关设计人员供应帮助。6结语地铁施工监测信息系统的实现是地铁施工监测工作向数字化、信息化、网络化、高效率管理层次发展的一次飞跃,通过现场监测系统我们能够刚好对监测对象的状态、稳定程度和变形进行分析，修正设计参数，优化施工工艺，变更施工方法。通过监测中心管理系统我们能够存放地铁线路的多个施工现场的监测数据，使其具有更全面的数据对比分析功能，并通过网上信息的发布，让相关单位和用户刚好、精确地获得地铁施工监测信息，为以后地铁施工及规范修改供应参考。参考文献：1孙玉国.隧道工程信息化管理与施工系统探讨J.铁道工程学报,2004,9(3).2杨松林，王梦恕.城市地铁平安施工第三方监测的探讨与实施J中国平安科学学报,2004,14(10).3周文波.盾构隧道信息化施工智能管理系统设计及应用J岩石力学与工程学报,2004,23(增2).4罗词兵.网络时代的土木建筑工程J.福州高校学报(自然科学版)，2002,30(1)5卢兆辉,多层分布式数据库在大坝平安监测系统中的应用J.水电能科学,2004,22.6刘晓华.C+编程指南M.北京：电子工业出版社,2002