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        盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件設(shè)計與應(yīng)用

        2015-11-24 02:48:26張合沛李鳳遠(yuǎn)韓偉鋒
        建筑機(jī)械化 2015年12期
        關(guān)鍵詞:實驗室施工系統(tǒng)

        張合沛,陳 饋,李鳳遠(yuǎn),韓偉鋒

        (1.盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點實驗室,河南 鄭州 450001;2.中鐵隧道集團(tuán)有限公司,河南 洛陽 471009)

        盾構(gòu)施工遠(yuǎn)程監(jiān)控是通過一定的網(wǎng)絡(luò)工程和軟件技術(shù),實現(xiàn)了在遠(yuǎn)程地面對隧道盾構(gòu)施工項目進(jìn)行盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,滿足了技術(shù)管理人員和業(yè)主無須到施工現(xiàn)場即可通過該系統(tǒng)了解、掌握盾構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài),從而進(jìn)行一些項目決策、故障診斷,使用該系統(tǒng)極大提高了盾構(gòu)施工的工作效率和管理效率。

        1 總體功能設(shè)計及硬件選型

        遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)硬件部分、數(shù)據(jù)服務(wù)端、監(jiān)控端和被監(jiān)控端軟件組成。選用國家重點實驗室的服務(wù)器為遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器,被監(jiān)控端為盾構(gòu)施工現(xiàn)場調(diào)度室的監(jiān)控PC,監(jiān)控端可以是重點實驗室的監(jiān)控PC或經(jīng)過授權(quán)的外部PC,數(shù)據(jù)通訊采用公共的Intenet網(wǎng)進(jìn)行連接。

        2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

        遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計如圖1所示。該系統(tǒng)實現(xiàn)盾構(gòu)施工項目現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控PC中盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街攸c實驗室遠(yuǎn)程中心服務(wù)器,供重點實驗室遠(yuǎn)程代理服務(wù)器授權(quán)的監(jiān)控端PC對重點實驗室遠(yuǎn)程中心服務(wù)器實時數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、遠(yuǎn)程診斷等功能。

        圖1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計圖

        3 遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計

        本系統(tǒng)的被監(jiān)控端、監(jiān)控端軟件采用Visual C++6.0進(jìn)行開發(fā)設(shè)計。Visual C++6.0是微軟公司推出的開發(fā)Win32應(yīng)用程序(Windows 95/98/2000/XP/NT)的、面向?qū)ο蟮目梢暬晒ぞ摺K淖畲髢?yōu)點就是提供了功能強(qiáng)大的MFC類庫,MFC是一個很大的C++類層次結(jié)構(gòu),其中封裝了大量的類及其函數(shù),很多Windows程序所共有的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容可以由MFC的類來提供,MFC類為這些內(nèi)容提供了用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)方法,程序員所要做的就是通過預(yù)定義的接口把具體應(yīng)用程序特有的東西填入這個輪廓,這將簡化編程工作,大大地減少程序員編寫的代碼數(shù)量,使編程工作變得更加輕松容易。

        3.1 編程架構(gòu)

        系統(tǒng)被監(jiān)控端軟件功能設(shè)計流程如圖2所示,監(jiān)控端軟件功能設(shè)計流程如圖3所示。

        圖2 被監(jiān)控端軟件設(shè)計流程圖

        3.2 編程模塊

        1)軟件組成 該系統(tǒng)軟件組成如圖4所示。

        2)被監(jiān)控端軟件參數(shù)設(shè)置 被監(jiān)控端遠(yuǎn)程通訊參數(shù)設(shè)置(按照兩對被監(jiān)控端)如圖5所示。①A被監(jiān)控端type=up、id=1,則是和監(jiān)控C端組成一對被監(jiān)控和監(jiān)控端;②B被監(jiān)控端type=up、id=2,則是和監(jiān)控D端組成一對被監(jiān)控和監(jiān)控端。以上配置文件可以實現(xiàn)2個不同的被監(jiān)控端PC實時畫面?zhèn)鬏數(shù)?個不同的監(jiān)控端PC或同一個監(jiān)控端PC的2個不同監(jiān)控畫面。

        3)監(jiān)控端軟件參數(shù)設(shè)置 監(jiān)控端遠(yuǎn)程通訊參數(shù)設(shè)置(按照兩對監(jiān)控端)如圖6所示。①Serverip=10.15.102.100是重點實驗室遠(yuǎn)程中心代理服務(wù)器的內(nèi)部局域網(wǎng)IP;②C監(jiān)控端type=view、id=1,則是和A端組成一對監(jiān)控和被監(jiān)控端;③D監(jiān)控端type=view、id=2,則是和B端組成另外一對監(jiān)控和被監(jiān)控端;④把修改好的監(jiān)控端config配置文件保存、關(guān)閉。其他配置信息和被監(jiān)控端配置文件方法相同。

        圖3 監(jiān)控端軟件設(shè)計流程圖

        圖6 監(jiān)控端遠(yuǎn)程通訊參數(shù)設(shè)置

        圖4 軟件系統(tǒng)組成

        圖5 被監(jiān)控端遠(yuǎn)程通訊參數(shù)設(shè)置

        4)安全性及兼容性設(shè)計 在系統(tǒng)設(shè)計過程中充分考慮盾構(gòu)控制系統(tǒng)施工安全性及不同品牌盾構(gòu)設(shè)備兼容性,著重做到如下幾個方面:①該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸是在被監(jiān)控端PC安裝被監(jiān)控端軟件,把被監(jiān)控端PC畫面實時上傳,通過公共網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街攸c實驗室遠(yuǎn)程中心服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,然后把數(shù)據(jù)傳輸給重點實驗室遠(yuǎn)程中心代理服務(wù)器授權(quán)的監(jiān)控端進(jìn)行實時監(jiān)控、診斷,數(shù)據(jù)的傳輸及監(jiān)控是安全、可靠的;②遠(yuǎn)程監(jiān)控端訪問項目現(xiàn)場盾構(gòu)施工實時數(shù)據(jù)時必須通過連接重點實驗室遠(yuǎn)程中心代理服務(wù)器才能實現(xiàn),代理服務(wù)器可以通過授權(quán)方式或IP限制的方式防止未授權(quán)遠(yuǎn)程監(jiān)控端用戶訪問;③該系統(tǒng)能夠在項目施工現(xiàn)場監(jiān)控PC(必須連接上Internet網(wǎng)絡(luò))上安裝運(yùn)行(PC操作系統(tǒng)可以是Windows XPWin7)。該軟件安裝方便、容量小,把Watchdog設(shè)置成開機(jī)運(yùn)行模式,不需要現(xiàn)場被監(jiān)控端PC人為操作,自動接受重點實驗室遠(yuǎn)程中心代理服務(wù)器允許的遠(yuǎn)程監(jiān)控端PC的監(jiān)控。

        5)項目應(yīng)用 進(jìn)行了長株潭城際鐵路綜合某標(biāo)項目盾構(gòu)遠(yuǎn)程連接試驗,將系統(tǒng)平臺與施工現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程連接,能夠通過實時傳輸?shù)漠嬅孢M(jìn)行盾構(gòu)施工現(xiàn)場遠(yuǎn)程管控。長株潭盾構(gòu)掘進(jìn)控制實時參數(shù)人機(jī)界面如圖7所示。

        4 總結(jié)與建議

        圖7 盾構(gòu)掘進(jìn)控制實時參數(shù)人機(jī)界面

        目前,系統(tǒng)處于應(yīng)用及升級開發(fā)階段,主要在長株潭城際鐵路等標(biāo)段項目應(yīng)用,針對國內(nèi)盾構(gòu)設(shè)備品牌多樣化的現(xiàn)狀,該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對項目現(xiàn)場盾構(gòu)施工的有效遠(yuǎn)程信息化管控,系統(tǒng)的可移植性好,同時為我單位后續(xù)盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)交互、盾構(gòu)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)及盾構(gòu)施工大數(shù)據(jù)管理和專家診斷系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

        [1] 周文波,胡 珉.盾構(gòu)法隧道施工智能化輔助決策系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2003,(S1):2412-2413.

        [2] 鄧穎聰.盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的分區(qū)建模與性能評價[D].上海:上海交通大學(xué),2010.

        [3] 潘 戰(zhàn) 生 .基 于 MS SQL Server 2005 Compact Edition的數(shù)據(jù)同步機(jī)制的研究與實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2008,(10):2658-2659.

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