朱 霞,馬全明,唐 超,胡曉飛,邢立軍,李芳凝
(北京城建勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,北京 100101)
近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,國內(nèi)勘測設(shè)備制造企業(yè)和軟件開發(fā)企業(yè)緊密結(jié)合勘察設(shè)計單位 的需求,針對巖土工程勘察的各個環(huán)節(jié),研發(fā)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件,提高了整個勘察設(shè)計行業(yè)裝備和應(yīng)用新技術(shù)的水 平,為巖土工程勘測工作提供了極大的便利。比如,上世紀(jì)90 年代初期,靜力觸探試驗數(shù)據(jù)處理軟件包、工程地質(zhì)剖面圖繪制軟件、成圖數(shù)據(jù)編輯系統(tǒng)、場地類別計算工具包、巖土參數(shù)數(shù)理統(tǒng)計工具包等多項工具類產(chǎn)品陸續(xù)被開發(fā),以程序化的方式,替代了繁瑣的手工計算[1]。2009—2014 年,黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司搭建了多屬性勘察數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[2]。2015 年,馬蘇對通信勘察業(yè)務(wù)中的智能移動終端應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了研究[3]。2016 年,劉文彬等利用Java 語言,設(shè)計開發(fā)了巖土工程勘察外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[4]。2017年,裴麗娜等研發(fā)了基于Android 的工程勘察數(shù)字采集系統(tǒng)[5]。2018 年,李進(jìn)敏等對工程地質(zhì)內(nèi)外業(yè)一體化平臺進(jìn)行了研究[6]。2019 年,齊菊梅等對蘭州市水源地建設(shè)工程的勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)字化采集[7]。2020 年,張金平對公路工程地質(zhì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究[8]。這些設(shè)備和軟件大部分是基于巖土工程勘察過程中單個環(huán)節(jié)設(shè)計的,雖然解決了某些數(shù)據(jù)采集、數(shù)值計算和繪制圖件的問題,但仍處于分散作業(yè)的狀態(tài),各環(huán)節(jié)之間數(shù)據(jù)和信息不能順暢地流動和傳輸,沒有體現(xiàn)巖土工程勘察全過程信息化的理念。2020 年,曹聚鳳等對貴州省巖土工程勘察內(nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)進(jìn)行了探討[9]。2020 年,王立等對內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)要點進(jìn)行了深入分析[10]。綜上所述,勘察內(nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)確實是勘察行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,但用于軌道交通工程的案例較少。
隨著軌道交通行業(yè)勘察設(shè)計市場環(huán)境的變化,質(zhì)量監(jiān)管部門對勘察單位的質(zhì)量要求越來越高,傳統(tǒng)的勘察企業(yè)迫切需要解決勘察生產(chǎn)各環(huán)節(jié)脫節(jié)和分散作業(yè)的問題。通過對現(xiàn)有勘察軟件進(jìn)行改造,或補(bǔ)充開發(fā)相應(yīng)軟件,把整個勘察設(shè)計過程有機(jī)地串聯(lián)起來,實現(xiàn)勘察生產(chǎn)全過程一體化作業(yè),這將成為今后一段時間工程勘察行業(yè)發(fā)展的主要方向和工作目標(biāo)。
針對軌道交通線性工程線路長、跨度大、地質(zhì)情況復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等特點,基于統(tǒng)一的頂層架構(gòu)設(shè)計、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范,針對勘察生產(chǎn)的各關(guān)鍵環(huán)節(jié),開發(fā)相應(yīng)的信息化軟件,使勘察外業(yè)、內(nèi)業(yè)、試驗等不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息得以關(guān)聯(lián)、流轉(zhuǎn),相互之間產(chǎn)生協(xié)同交互,把整個勘測設(shè)計過程有機(jī)地串聯(lián)起來,做到各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)和信息能夠互聯(lián)互通,進(jìn)而提高勘察生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度。
在實現(xiàn)勘察全過程信息化的基礎(chǔ)上,根據(jù)軌道交通業(yè)主對勘察單位的質(zhì)量監(jiān)管要求,定制化研發(fā)工程勘察質(zhì)量監(jiān)管平臺,實現(xiàn)對勘察生產(chǎn)質(zhì)量、進(jìn)度、費用、成果等的全過程、全方位的監(jiān)管,通過信息化方式提升工程勘察質(zhì)量監(jiān)管水平。
本信息化系統(tǒng)以巖土工程勘察作業(yè)過程為核心,以提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化作業(yè)流程、規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和提升專業(yè)能力為目標(biāo),以多系統(tǒng)間協(xié)同交互、數(shù)據(jù)集成和共享為導(dǎo)向,構(gòu)架了工程勘察全過程一體化信息化建設(shè)的頂層設(shè)計方案,從系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯架構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等多方面進(jìn)行綜合設(shè)計,兼顧安全性、穩(wěn)定性、通用性、靈活性等系統(tǒng)要求。
通過全面梳理勘察生產(chǎn)從任務(wù)接受、方案策劃、現(xiàn)場作業(yè)、內(nèi)業(yè)整理、提交成品到最終資料歸檔和資料再利用的整個過程,確定以智勘云大數(shù)據(jù)中心為核心,形成了服務(wù)勘察業(yè)務(wù)全流程,同時又滿足業(yè)主、政府質(zhì)量監(jiān)管需求的總體架構(gòu)設(shè)計,如圖1 所示。
圖1 總體架構(gòu)設(shè)計 Figure 1 Overall architecture design
針對勘察生產(chǎn)不同環(huán)節(jié),研發(fā)相應(yīng)的支撐勘察專業(yè)作業(yè)的基礎(chǔ)性軟件,包括勘察外業(yè)采集子系統(tǒng)、勘察生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、土工試驗信息化子系統(tǒng)、三維地質(zhì)建模子系統(tǒng)等一系列軟件,最終形成覆蓋勘察生產(chǎn)全流程的勘察全過程一體化信息系統(tǒng)(以下簡稱“勘察一體化系統(tǒng)”),做到各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)和信息能夠互聯(lián)互通,實現(xiàn)從勘察綱要策劃、外業(yè)采集、土工試驗、內(nèi)業(yè)整理、成果審核、資料存檔全過程的信息化管理。
勘察單位在使用勘察一體化系統(tǒng)的同時,通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn),將外業(yè)原始數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)成果數(shù)據(jù)提交到智勘云大數(shù)據(jù)中心,進(jìn)行統(tǒng)一的存儲和管理,再從智勘云數(shù)據(jù)中心抽取數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和統(tǒng)計分析,通過工程勘察質(zhì)量監(jiān)管子系統(tǒng),進(jìn)行企業(yè)管理、人員管理、項目管理、進(jìn)度展示、工作量統(tǒng)計、費用核算、勘探現(xiàn)場視頻管理、異常狀態(tài)管理等,滿足軌道交通業(yè)主的質(zhì)量、進(jìn)度、費用、成果、設(shè)計等生產(chǎn)全過程的質(zhì)量監(jiān)管。
勘察一體化系統(tǒng)的使用范圍涵蓋本單位全國40 多個城市的勘察分院及項目部,從系統(tǒng)運行性能和開發(fā)周期等方面綜合考慮,采用 C/S 架構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計。C/S 架構(gòu)即客戶端/服務(wù)端架構(gòu),具有性能強(qiáng)大、運行效率高、支持離線工作等優(yōu)點。開發(fā)語言采用 C#語言。整體系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)主要包括應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)層4 個層次,如圖2 所示。
1) 應(yīng)用層。提供用戶面向的系統(tǒng)界面,是系統(tǒng)功能的載體,負(fù)責(zé)與用戶交互和數(shù)據(jù)展示,包括外業(yè)App數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和勘察生產(chǎn)管理系統(tǒng)兩部分功能。
2) 業(yè)務(wù)層。形成模塊化的業(yè)務(wù)流程組織模塊,各部分通過接口或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接,包括綜合信息展示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、基礎(chǔ)庫模塊、工程管理模塊、成果圖模塊和工程審核模塊,其中外業(yè)App 數(shù)據(jù)采集屬于數(shù)據(jù)處理模塊。
3) 數(shù)據(jù)層。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)儲存和數(shù)據(jù)訪問,采用混合架構(gòu)模式,兼顧內(nèi)外業(yè)、離線在線一體化作業(yè)。其中,客戶端采用輕量級的SQLite 數(shù)據(jù)庫,外業(yè)App 采用MySQL 數(shù)據(jù)庫,服務(wù)端采用MySQL 數(shù)據(jù)庫。
4) 基礎(chǔ)層。它是系統(tǒng)硬件支撐,主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、安全設(shè)備、中間件、計算集群、云服務(wù)。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計的核心最主要還是要滿足勘察業(yè)務(wù)需求,從數(shù)據(jù)庫設(shè)計的角度,對外業(yè)采集App、勘察生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、土工試驗信息化3 個業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一架構(gòu)設(shè)計。根據(jù)表的性質(zhì)和用戶類型,分為公共表和專用表兩類:專用表又分為外業(yè)表、內(nèi)業(yè)表和土工試驗表3 個小類;公共表由外業(yè)、內(nèi)業(yè)和土工試驗3個系統(tǒng)共用,其中外業(yè)表由外業(yè)采集App 單獨專用,內(nèi)業(yè)表由勘察生產(chǎn)系統(tǒng)專用,土工試驗表由土工試驗信息化系統(tǒng)專用(見圖3)。
在數(shù)據(jù)庫整體架構(gòu)設(shè)計下,勘察數(shù)據(jù)的內(nèi)部流轉(zhuǎn)如下:一個新的機(jī)構(gòu)入駐之后,通過在公共表建完組織機(jī)構(gòu)、人員、工程、項目,再通過App 添加、后臺Excel導(dǎo)入、內(nèi)業(yè)CAD 布孔等方式增加設(shè)計孔,設(shè)計孔通過App 采集變成成果孔,或者直接通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入等方式,新增成果孔,通過外業(yè)采集App 和土工試驗信息化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),外業(yè)和土工試驗的原始數(shù)據(jù)最終都匯交到內(nèi)業(yè)表,同時這部分原始數(shù)據(jù)又在外業(yè)表和土工試驗表上留有備份,以保證數(shù)據(jù)的安全性和可追溯性。
圖2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu) Figure 2 System logic architecture
勘察一體化系統(tǒng)功能設(shè)計以巖土工程勘察作業(yè)過程為核心,在對市場主流勘察軟件和本單位現(xiàn)有勘察系統(tǒng)進(jìn)行整合研究的基礎(chǔ)上,使本軟件在功能設(shè)計上著重體現(xiàn)對業(yè)務(wù)流程的全面支持,將方案策劃、外業(yè)采集、數(shù)據(jù)入庫、勘察分層、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、成果輸出、圖形繪制、報告生成、資料歸檔等功能點作為基本要求,涵蓋巖土工程勘察全業(yè)務(wù)范疇,著力打造平臺級專業(yè)支撐體系。同時,從功能設(shè)計、實現(xiàn)方式等方面體現(xiàn)專業(yè)性,既符合用戶的專業(yè)使用習(xí)慣,又要在業(yè)務(wù)流程設(shè)計中 具備一定的彈性,能適應(yīng)業(yè)務(wù)流程的變更。此外,軟件的穩(wěn)定性、通用性、友好性、兼容性、性能等各項指標(biāo)要在國內(nèi)同類軟件中處于領(lǐng)先地位。
下面以勘察一體化系統(tǒng)包含的3 個子系統(tǒng)(勘察外業(yè)采集子系統(tǒng)、勘察生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、工程勘察質(zhì)量監(jiān)管子系統(tǒng))為例,說明系統(tǒng)的主要功能設(shè)計。
圖3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 Figure 3 Database design
勘察外業(yè)采集子系統(tǒng)主要解決勘察外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作的信息化,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化、無紙化,數(shù)據(jù)采集后可實時傳遞給內(nèi)業(yè)勘察生產(chǎn)管理系統(tǒng),再進(jìn)行后續(xù)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和計算工作,從而簡化內(nèi)、外業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程。同時,與工程勘察質(zhì)量監(jiān)管子系統(tǒng)對接,對異常信息進(jìn)行統(tǒng)計,實現(xiàn)勘察外業(yè)質(zhì)量的實時監(jiān)管。
系統(tǒng)通過手機(jī)終端實時采集外業(yè)現(xiàn)場描述記錄,連同時間、位置、描述人、現(xiàn)場照片等信息一同上傳至質(zhì)量監(jiān)管平臺,保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)的真實可靠;通過外業(yè)鉆探過程的中間質(zhì)量檢查和外業(yè)驗收在線化,項目工程師可以在手機(jī)終端對外業(yè)工作進(jìn)行終孔驗收并在線簽字,做到數(shù)據(jù)可溯源、質(zhì)量責(zé)任可追溯;根據(jù)外業(yè)采集的描述數(shù)據(jù),自動生成野外鉆探記錄表,機(jī)長、編錄員、技術(shù)員現(xiàn)場通過外業(yè)App 簽字,并插入到電子野外鉆探記錄表中,實現(xiàn)外業(yè)編錄過程數(shù)字化、無紙化。野外鉆探記錄表自動生成的軟件界面如圖4 所示。
勘察生產(chǎn)管理子系統(tǒng)主要是面向勘察生產(chǎn),提供巖土工程勘測過程中工程和項目管理、綱要管理、標(biāo)準(zhǔn)地層、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、GIS地圖管理、成果表生成、成果圖生成、報告生成、坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換、基礎(chǔ)庫管理等全部功能,用于輔助勘察工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計算、成圖以及報告生成等內(nèi)業(yè)工作,是工程勘察支撐性作業(yè)平臺。
系統(tǒng)在吸取理正、勘察之星等勘察軟件優(yōu)點的基礎(chǔ)上,通過一體化的設(shè)計思路、各環(huán)節(jié)互聯(lián)互通的理念,將勘察外業(yè)數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)工作進(jìn)行無縫對接,實現(xiàn)勘察生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實時更新和共享,更能體現(xiàn)專業(yè)技術(shù)人員業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化,適應(yīng)勘察單位的長遠(yuǎn)需求。
圖4 野外鉆探記錄表自動生成界面 Figure 4 Interface of automatically generated field drilling records
系統(tǒng)基于GIS 技術(shù)使工程管理可視化,將所有項目和鉆孔在地圖上分層級顯示,項目管理和數(shù)據(jù)管理合一,所有項目、鉆孔、分層數(shù)據(jù)、成果資料等在地圖界面可查可用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資料的可視化管理;實現(xiàn)勘察大綱和成果資料的線上審核,并保留審核意見、審核過程版本和審核最終版本,做到質(zhì)量可追溯;實現(xiàn)輔助勘察專業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、成果輸出、報告生成等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)半自動化,優(yōu)化原有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加工和產(chǎn)品生產(chǎn)方式;研發(fā)以鉆孔為基礎(chǔ),構(gòu)建含復(fù)雜構(gòu)造的地質(zhì)剖面圖自動繪制算法,提高地質(zhì)剖面圖自動繪制的可靠性與實用性;基于AutoCAD 二次開發(fā)模式,開發(fā)了交互式繪圖系統(tǒng),實現(xiàn)鉆孔任意點選位置批量布置、沿線路批量布置、沿線路走向自動分圖等功能;研發(fā)勘察生產(chǎn)計算工具集,實現(xiàn)液化判別、樁基荷載計算、樁長估算、水和土的腐蝕性分析等自動計算,提升計算分析效率及精度;以國家、行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范為依據(jù),建立勘察采集、內(nèi)業(yè)全過程的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范勘察數(shù)據(jù)中的描述、巖土定名、地質(zhì)成因、時代、鉆孔圖例等通用字典;兼容市場上主流的勘察軟件,支持主流勘察軟件數(shù)據(jù)的快捷導(dǎo)入導(dǎo)出,打通軟件之間的數(shù)據(jù)接口,實現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)的無損傳遞,并按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口,將數(shù)據(jù)匯交到工程勘察質(zhì)量監(jiān)管子系統(tǒng)。系統(tǒng)地圖可視化展示、成果表生成、成果圖生成、綱要審核及成果審核軟件界面如圖5~8 所示。
圖5 地圖可視化展示 Figure 5 Map visualization
圖6 成果表生成 Figure 6 Achievement table generation
工程勘察質(zhì)量監(jiān)管子系統(tǒng)為業(yè)主對勘察單位的質(zhì)量監(jiān)管提供信息化手段。通過勘察外業(yè)數(shù)據(jù)傳輸實時化、視頻可視化等方式,實現(xiàn)軌道交通業(yè)主對勘察質(zhì)量、進(jìn)度、費用、成果等勘察生產(chǎn)全過程的信息化管理。
圖7 成果圖生成 Figure 7 Achievement map generation
圖8 綱要審核及成果審核 Figure 8 Outline review and achievement review
系統(tǒng)對所有正在實施和已完成項目建立鉆孔數(shù)據(jù)庫,管理人員可通過列表和GIS 界面相結(jié)合的方式,查看勘探點的鉆探進(jìn)度、異常情況、外業(yè)描述記錄和鉆孔柱狀圖;系統(tǒng)根據(jù)業(yè)主制定的異常判斷規(guī)則和異常處理機(jī)制,通過外業(yè)采集的時間、位置等參數(shù),判斷數(shù)據(jù)是否異常,對外業(yè)鉆探數(shù)據(jù)的異常進(jìn)行提醒,以便于主管部門進(jìn)行核查;系統(tǒng)通過視頻監(jiān)控設(shè)備與鉆探現(xiàn)場勘探點關(guān)聯(lián),利用4G 技術(shù)對鉆孔野外鉆探過程實行遠(yuǎn)程實時視頻監(jiān)管,實現(xiàn)視頻監(jiān)控設(shè)備影像的實時查看和歷史回訪等功能;系統(tǒng)內(nèi)置勘察計費標(biāo)準(zhǔn),用戶針對不同鉆孔類型自由定義單價后,自動統(tǒng)計匯總勘察工作量,并基于單價、工作量、算法自動計算支付費用。系統(tǒng)視頻監(jiān)控查看、費用結(jié)算管理軟件界面如圖9、10 所示。
圖9 視頻監(jiān)控查看 Figure 9 Video surveillance view
圖10 費用結(jié)算管理 Figure 10 Cost settlement management
為滿足以上功能設(shè)計,本系統(tǒng)主要采用了地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計算機(jī)圖形學(xué)(CAD)、數(shù)據(jù)同步、word 在線編輯等作為主要技術(shù)支撐,從而實現(xiàn)覆蓋工程勘察專業(yè)內(nèi)、外業(yè)各種工作需求的軌道交通巖土工程勘察全過程一體化。下面以數(shù)據(jù)同步技術(shù)、全線統(tǒng)一分層管理技術(shù)為例,說明關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)過程。
軌道交通工程多處于地下、山洞、山區(qū)等,勘察工程師所處的工作環(huán)境難以保證都具備網(wǎng)絡(luò)通信條件,因此勘察一體化系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)考慮離線使用的實際需求。
為更好地適應(yīng)不同工作環(huán)境的需求,針對具體業(yè)務(wù)場景進(jìn)行分析,最終確定數(shù)據(jù)采集、繪圖、編輯和運算等內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理功能,需支持用戶在離線狀態(tài)下操作本地數(shù)據(jù)庫,新建工程、綱要審核、地圖查詢及展示、人員庫、系統(tǒng)管理等功能對數(shù)據(jù)實時性要求較高,必須聯(lián)網(wǎng)才能使用。
為滿足以上功能需求,系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)路線如下:采用CS 開發(fā)模式,分離線和在線兩種方式,客戶端和服務(wù)端各有一個數(shù)據(jù)庫,服務(wù)端的在線數(shù)據(jù)選自MySQL、SQLServer 數(shù)據(jù)庫,客戶端的離線數(shù)據(jù)選自SQLite 數(shù)據(jù)庫,客戶端與服務(wù)端通過網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和下載。下載時,系統(tǒng)自動判斷客戶端數(shù)據(jù)庫:如果本地沒數(shù)據(jù),系統(tǒng)從服務(wù)端下載最新的數(shù)據(jù);如果本地有數(shù)據(jù),系統(tǒng)進(jìn)行客服端和服務(wù)端數(shù)據(jù)版本的比較,自動確定最終版本。同樣,上傳時,用戶對各版本進(jìn)行判斷,最終確定服務(wù)端上保留的版本,從而保證服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫和本地的數(shù)據(jù)庫同步。多臺客戶端之間的數(shù)據(jù)同步和共享,需在有網(wǎng)狀態(tài)下將一臺電腦上的數(shù)據(jù)同步更新到服務(wù)器上,其他電腦從服務(wù)器端下載數(shù)據(jù)到本地,從而保證客戶端獲取的是最新數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)管理方式既保證各個勘察工程師工作的獨立性,同時又保證服務(wù)端和客戶端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。
由于勘察行業(yè)的歷史原因,工程勘察領(lǐng)域往往對同一地區(qū)的地層劃分有不同的見解,特別是不同專業(yè)的勘察單位對同一地區(qū)的地層劃分分歧會更大。當(dāng)多家勘察單位共同參與一項軌道交通線性工程時,采用信息化手段對工程進(jìn)行整體把控,形成統(tǒng)一的工程標(biāo)準(zhǔn)地層,就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,通過本系統(tǒng)研究了一種新的基于全線管理模式的標(biāo)準(zhǔn)地層服務(wù)方法,具體實現(xiàn)步驟如下:
第一步,獲取工程信息建立工程,新建工程時即配置一個標(biāo)準(zhǔn)地層數(shù)據(jù)表,一個工程對應(yīng)一個工程標(biāo)準(zhǔn)地層表,工程下的每一個項目都可以引用這個工程的標(biāo)準(zhǔn)地層表;在對工程下的標(biāo)準(zhǔn)地層表進(jìn)行修改時,項目的標(biāo)準(zhǔn)地層表同步更新。
第二步,獲取項目信息,在對應(yīng)的工程下建立項目,并建立空的項目標(biāo)準(zhǔn)地層表;項目標(biāo)準(zhǔn)地層表用來繼承工程標(biāo)準(zhǔn)地層表的地層數(shù)據(jù),需要修改則返回工程標(biāo)準(zhǔn)地層表進(jìn)行。
第三步,在項目下進(jìn)行鉆孔的錄入,獲取鉆孔分層數(shù)據(jù),并遍歷鉆孔的每一個分層,判斷鉆孔相應(yīng)分層的地層數(shù)據(jù)是否存在工程標(biāo)準(zhǔn)地層表中;若有則將數(shù)據(jù)存儲到項目標(biāo)準(zhǔn)地層表中,若沒有則將項目標(biāo)準(zhǔn)地層表鎖定;在工程標(biāo)準(zhǔn)地層表中建立新的地層后,將項目標(biāo)準(zhǔn)地層表解鎖,并存入相應(yīng)地層的數(shù)據(jù)。
基于全線管理模式的標(biāo)準(zhǔn)地層服務(wù)方法可以使一個工程下所有項目的分層(相同層號的巖土定名、分類、地質(zhì)成因和年代)保持一致,但各項目之間的描述可以有區(qū)別。這樣既保證了一個軌道交通工程地質(zhì)分層的統(tǒng)一性和標(biāo)準(zhǔn)化,也兼顧了項目之間描述差異的個性化需求。
該系統(tǒng)為本單位的內(nèi)部科研項目,于2018 年12 月31 日開發(fā)完成,并通過勘測院內(nèi)部專家驗收。系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的試運行,本單位所有涉及勘察專業(yè)的專業(yè)院和各外埠分院均減少了重復(fù)性工作,個別項目的工作效率提升達(dá)30%~50%,降低生產(chǎn)成本達(dá)20%~30%。截至目前,本單位32 個部門、597 個用戶,共計新增283 個項目、14 594 個鉆孔。
本項目面向勘察生產(chǎn)流程,開發(fā)了一套輔助勘察專業(yè)的生產(chǎn)工具,實現(xiàn)了從勘察綱要策劃、外業(yè)采集、土工試驗、內(nèi)業(yè)整理、成果審核、資料存檔全過程的一體化管理,打破了勘察生產(chǎn)各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)壁壘和信息孤島,減少了重復(fù)性工作和中間環(huán)節(jié),提升了勘察專業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)效率,提高了勘察成果的管理和應(yīng)用水平。
同時,通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn),幫助各勘察單位向軌道交通業(yè)主進(jìn)行外業(yè)原始數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)成果數(shù)據(jù)的匯交,保證業(yè)主通過工程質(zhì)量監(jiān)管平臺對勘察生產(chǎn)全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)管。該系統(tǒng)已在北京、佛山、深圳等地的多個軌道交通業(yè)主和勘察單位中得到應(yīng)用,形成了對上服務(wù)業(yè)主、對下滿足勘察生產(chǎn)需求的全方位一體化的勘察信息化解決方案,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益,研發(fā)成果有望向北京市乃至全國的勘察企業(yè)和工程勘察質(zhì)量監(jiān)管部門推廣。
采用軌道交通巖土工程勘察全過程一體化信息系統(tǒng),從本質(zhì)上解決了數(shù)據(jù)溝通成本的問題;基于全流程一體化的設(shè)計思路,打通了全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)。從短期看,可以提升作業(yè)效率,規(guī)范作業(yè)流程,有效提升勘察質(zhì)量監(jiān)管水平;從長期看,可以積累勘察行業(yè)的大數(shù)據(jù),逐漸構(gòu)建城市勘察大數(shù)據(jù)系統(tǒng),做到勘察數(shù)據(jù)可共享、可復(fù)用,為后續(xù)工程建設(shè)提供經(jīng)驗借鑒和數(shù)據(jù)參考。