姜哲 李克

摘要：本文主要介紹高等級公路軟基光纖現(xiàn)場篩測系統(tǒng)與遠程監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應用，該監(jiān)測系統(tǒng)可以實時、在線、遠程的讀取施工現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算得到包括路基沉降、水壓力以及溫度等在內(nèi)的各種監(jiān)控參數(shù)，將檢測數(shù)據(jù)及監(jiān)控參數(shù)以用戶圖形界面的方式顯示給各監(jiān)理單位和監(jiān)控單位。通過該監(jiān)測系統(tǒng)可以遠距離實現(xiàn)實時分析采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時指導現(xiàn)場施工，從而實現(xiàn)軟基施工及工后沉降的遠程在線監(jiān)測。

關鍵詞：公路；軟基智能信息化；監(jiān)測系統(tǒng)1監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的目的

高等級公路軟基智能光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用Visual C++6．0編寫的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與分析軟件系統(tǒng)，主要目的通過該軟件系統(tǒng)對光纖光柵傳感器監(jiān)測的高等級公路軟土地基在路堤加載、路面施工以及運營過程中的土體沉降、孔隙水壓力、溫度等參數(shù)進行實時在線數(shù)據(jù)采集，并通過該軟件對采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，以便及時指導現(xiàn)場路堤施工，實現(xiàn)公路軟基監(jiān)測的智能信息化，提高監(jiān)測效率，節(jié)約工程成本。

2監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能

高等級公路軟基智能光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要功能是實時讀取軟基施工現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算得到包括路基沉降、孔隙水壓力以及溫度等各種監(jiān)控參數(shù)，將檢測數(shù)據(jù)及監(jiān)控參數(shù)以用戶圖形界面的方式顯示給用戶，用戶可在任何時候?qū)ΜF(xiàn)場施工情況進行監(jiān)視，對歷史情況進行查詢，及時掌握最新的軟基監(jiān)控信息。

監(jiān)測系統(tǒng)的具體功能如下：

⑴實時讀取現(xiàn)場光纖光柵傳感器所監(jiān)測軟基的沉降、孔隙水壓和溫度的數(shù)據(jù)，并以曲線的形式直觀顯示。首先讀取沉降光纖光柵傳感器、光纖光柵孔隙水壓傳感器以及光纖光柵溫度傳感器等測量初始值，將各初始狀態(tài)值作為參照數(shù)值；然后，實時讀取光纖光柵傳感器的波長數(shù)據(jù)，與上述初始狀態(tài)值進行對比，就可以得到傳感器采集的數(shù)據(jù)的變化情況。對每個傳感器讀取的數(shù)據(jù)與上述初始襖態(tài)值進行比較、計算，并將計算結(jié)果以實時參數(shù)、實時參數(shù)曲線等多種形式顯示給用戶。

⑵形成歷史數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶需要可以實時顯示軟基沉降、孔隙水壓力和溫度的歷史曲線。根據(jù)工況，在每次監(jiān)測時，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行保存，形成歷史數(shù)據(jù)庫。按照一定頻率將實時數(shù)據(jù)庫中的一組數(shù)據(jù)存儲入歷史數(shù)據(jù)庫，持續(xù)一段時間后，就形成這段時間內(nèi)的歷史記錄。在需要對歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行分析時，將歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)讀取出來，顯示沉降歷史曲線、孔隙水壓力歷史曲線和溫度歷史曲線。

⑶利用歷史數(shù)據(jù)庫和實測數(shù)據(jù)進行沉降速率計算，根據(jù)預先設定的閾值講行比較、判斷，實現(xiàn)軟基沉降預警預報功能。

⑷軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲有參數(shù)的配置信息，通過對配置信息進行修改可以實用不同工況的測量要求。

3監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

軟基智能光纖監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括光纖傳感器、軟基沉降光纖解調(diào)儀、實時數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)應用程序，系統(tǒng)應用程序包括系統(tǒng)登錄、參數(shù)監(jiān)測、時程曲線、沉降報警、參數(shù)配置和密碼設置等。

軟基光纖監(jiān)測系統(tǒng)軟件的設計采用C／S結(jié)構(gòu)，各模塊可以有機結(jié)合，靈活地進行數(shù)據(jù)和警報的傳送、管理。開發(fā)軟件選用Visual C++6．0，系統(tǒng)運行環(huán)境支持Windows98／2000／XP／2003／VISTA，啟動系統(tǒng)時不再需要其他軟件支持。

艙測系統(tǒng)中，用戶包括施工單位、監(jiān)理單位和監(jiān)控單位。光纖檢測到的實時數(shù)據(jù)存放于指定存儲文件中，供用戶進行讀取和查詢。對數(shù)據(jù)進行加工處理后返回到用戶圖形界面的操作結(jié)果可以是各種數(shù)值、圖形和曲線。用戶通過系統(tǒng)可以方便地進行調(diào)用。

4監(jiān)測系統(tǒng)的特點

監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點如下：

(1)實時性好，實時讀取數(shù)據(jù)并顯示，加快監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳遞、實時反映軟基處理的情況，便于了解現(xiàn)場施工情況。

(2)自動化程度高，自動讀取和準確顯示現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，自動對各種監(jiān)測參數(shù)進行量化計算，并對歷史沉降和當前沉降情況進行報警，有利于全面反映軟基情況。

當前對路基沉降、孔隙水壓力以及溫度等各種監(jiān)控參數(shù)的計算是通過人工利用光纖檢測數(shù)據(jù)進行計算后，再以書面報告提交，不僅耗費時間，而且當沉降出現(xiàn)異常時往往不能及時上報，不利于監(jiān)控部門及時掌握軟基進展情況。高等級公路軟基光纖監(jiān)測系統(tǒng)的實時顯示、自動計算和報警功能改變了人工計算再上報的模式，不僅大大減少了人工計算所耗費的大量精力和時間，還可對當前路基沉降情況進行實時報警，實現(xiàn)了軟基監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測和管理。

(3)解決了軟基監(jiān)控中對路基沉降等狀況上報滯后、監(jiān)控不力等問題，有利于掌握監(jiān)控信息，有效指導施工，通過圖形顯示等功能直觀反映現(xiàn)場信息，并已實現(xiàn)沉降報警功能，對推動高等級公路軟基監(jiān)控的信息化、智能化和自動化具有重要意義。

5監(jiān)測系統(tǒng)運行環(huán)境

5.1 硬件環(huán)境

CPU：推薦使用奔騰Pentium4以上的CP[J。

內(nèi)存：推薦使用lGB以上的內(nèi)存。

硬盤：至少提供1GB的運行空間。

顯示卡：推薦使用1024×768像素及以上分辨率，顯存256MB以上，顯示器推薦使用液晶顯示器，支持1024×768像素及以上分辨率和75Hz的刷新率。

5.2 軟件環(huán)境

操作系統(tǒng)：Windows XP／VISTA。

[參考文獻]

[1]楊明,楊志剛,林祖森.加速度計輸出信號的信息組成[J].華北工學學報，2000，1（1）:44~46.