隧道监控量测自动预警管理系统设计与应用
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隧道监控量测自动预警管理系统设计与应用
李静1，李长青1，张丽丽1，邓洪亮2
(1.北京工业职业技术学院建筑与测绘工程学院，北京100042；2.北京工业大学建筑工程学院，北京100124)
[摘要]隧道监控量测是隧道施工的一个重要工序，也是新奥法隧道施工的三要素之一，目前大多采用Excl对数据进行存储和处理，由于隧道监控量测任务量较大，每天从现场采集回来的数据量十分巨大，单纯依靠技术员手工在xcl中对数据进行输入、存储、分类处理以及生成报表会占用很多人力、物力，而且极易出错。由于缺乏实用、高效的监控量测数据分析和处理技术，监测工作难以发挥真正作用。基于licrosoft公司的Access开发了具有友好用户界面的隧道监控量测自动预警管理系统，实现了监测数据录入、存储、查询、报警、回归分析处理等功能，有效地提高了效率和管理水平。
内容摘抄：
１ 系统结构设计
隧道监控量测数据处理主要包括监测数据录入、存储、查询、报警、回归分析处理和预警预报等,因此本系统设计主要划分为 ３ 个大的子系统:数据前处理和录入系统、数据分析和查询系统、报表定制系统。 其中数据前期处理是对leica 系列全站仪(或数据格式相同的其他全站仪)等测量仪器直接采集回来的数据进行滤波,对那些因数据采集工程中操作失误而产生的错误数据进行剔除,并对过滤后的数据进行计算,使其成为本系统的标准数据格式,为下一步录入数据做准备;批处理是对各隧道断面数据初始值的编辑以及对全部数据格式的校准;数据录入是将初始值与日常采集的数据采用多种方式录入或导入系统,统一存储于数据库文件,按不同级别管理员分级分权限管理,既强调了初始值的重要性,同时又能够避免在日常数据录入中进行人为改动。 数据查询系统设计了多种方式的查询,可以对已经录入的数据进行方便快捷的查询,但不能进行修改,保证监测数据的真实性和严肃性。 各种数据最终要通过报表的形式递交上级部门,报表生成系统设计了监控量测通用报表的标准格式,系统数据库数据可以按照规定格式排版生成所需要的报表,包括日报、周报、月报,稳定性分析报告,预警预报书及其他临时性报表。 系统总体结构如图 １ 所示。
本系统采用微软公司 Ａｃｃｅｓｓ 数据库管理平台开发,系统操作简单,界面友好,易于学习使用和掌握,主界面如图 ２ 所示。
２ 数据前处理与录入系统
数据前处理和录入存储是本系统的核心内容之一,包括各种原始监测信息的真实性和可靠性检查、滤波分析、回归分析、归一化、物理编码和帧列保存等内容,录入文件类型包括∗. ｘｌｓ,∗. ｃｓｖ 和∗. ｊｐｇ 等。
３ 数据分析和查询系统
监控量测是隧道施工信息化管理的基础,监测数据进行实时分析、判别、查询和预警预报才能及时指导施工,避免风险的发生。 本系统设计了监控量测数据的对数回归模型、三次回归模型、幂指数回归模型和指数回归模型,对监测数据进行时空分析和影响因素分析,自动生成时间-空间分析曲线,计算回归方程以及可决系数 Ｒ２,按变化量、累计变化量、变化速率、施工方法和距离掌子面距离等条件对隧道进行风险识别和预警预报。 本系统设计了统计分析功能,可以按监测点位置、监测点类型、项目名称、监测时间区间、监测时间、埋点时间、位移值和变化速率等独立条件或组合条件进行统计分析,生成统计报表和分析曲线。
４ 报表功能系统
隧道监控量测及分析结果应及时以各种报表形式上报、备案和归档,用以进行施工方案的修改和优化,确定合理的二衬施作时间等,是指导施工的关键技术资料。 本系统设计了各种标准报表模版,具有各种报表自动生成功能,可以自动生成日报、周报及月报等所需的各种表格、分析图形和文字说明,并以 ＰＤＦ 文件形式保存和发送,报表处理系统如图 ６ 所示,部分报表如图 ７ 所示。
（略）
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