徐孟強(qiáng)，杜 強(qiáng)，常勛奇，桑圣華，武海濤

(華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 華設(shè)檢測(cè)科技有限公司，江蘇 南京 210001)

現(xiàn)階段自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段已經(jīng)廣泛應(yīng)用于邊坡、大壩、運(yùn)營(yíng)期地鐵等多個(gè)領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)工作，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段的發(fā)展與普及提高了監(jiān)測(cè)工作的工作效率[1-2]。由于隧道建設(shè)施工的自身特點(diǎn)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段仍不能較好的運(yùn)用到隧道監(jiān)控量測(cè)工作中，現(xiàn)階段人工測(cè)量是隧道監(jiān)控量測(cè)采用的主要監(jiān)測(cè)手段。人工測(cè)量會(huì)采集到大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，常規(guī)人工+EXCEL數(shù)據(jù)管理模式易造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理混亂、數(shù)據(jù)調(diào)用困難，對(duì)生成各種變化曲線并分析圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化情況很不方便，因此監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)成為監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的一種新趨勢(shì)和方向?？紤]人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的方法存在的缺點(diǎn)，結(jié)合 VB開發(fā)語言的功能特點(diǎn)，開發(fā)了隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目中，有效提高了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作效率及工作能力。

1 系統(tǒng)原理及功能設(shè)計(jì)

1.1 理論基礎(chǔ)

Access數(shù)據(jù)庫功能體現(xiàn)在三個(gè)方面：數(shù)據(jù)分析、軟件開發(fā)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)通過建立VB與Access數(shù)據(jù)庫之間的鏈接，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在軟件與數(shù)據(jù)庫中共享及傳遞。同時(shí)系統(tǒng)使用VB開發(fā)語言調(diào)用OWC ChartSpace[3]，DWGViewX，CommonDialog等控件，借助于這些控件特有的功能及Access數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)AutoCAD圖形顯示、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表輸出、監(jiān)測(cè)結(jié)果可視化表達(dá)等功能。

1.2 功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開發(fā)的主要目的是提高監(jiān)控量測(cè)的工作效率，在充分結(jié)合隧道工程監(jiān)測(cè)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，隧道監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)了4個(gè)模塊：工程項(xiàng)目模塊、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)處理分析模塊及輔助模塊，主體框架結(jié)構(gòu)見圖1。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)界面

隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要面向參與隧道監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)人員，本系統(tǒng)在軟件開發(fā)的過程中，除遵守一般的windows程序設(shè)計(jì)規(guī)定之外，同時(shí)還兼顧隧道監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的專業(yè)特色，力求軟件界面直觀簡(jiǎn)潔、易于使用，操作方便快捷。系統(tǒng)主界面由四部分組成，分別為菜單欄、工具欄、樹形菜單管理器、狀態(tài)欄等，具體內(nèi)容見圖2。

2.2 工程項(xiàng)目模塊

工程項(xiàng)目模塊主要包括項(xiàng)目新建、項(xiàng)目編輯、項(xiàng)目刪除等。選擇“新建項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目信息如隧道名稱、隧道概況描述、建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位以及監(jiān)測(cè)單位等基本相關(guān)信息后，新建工程在軟件所在路徑建立以隧道名稱命名的Access數(shù)據(jù)庫(.mdb)文件。后期可以在軟件系統(tǒng)中直接對(duì)工程項(xiàng)目基本信息進(jìn)行編輯修改。

2.3 項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理模塊

該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的基石，屬于公共子模塊。整個(gè)隧道在變形監(jiān)測(cè)期內(nèi)的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、查詢、修改與刪除都由其統(tǒng)一管理。

該模塊包括兩大操作功能：數(shù)據(jù)表的新建刪除查詢操作及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后入庫。

數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)前需要建立數(shù)據(jù)表。項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)表在新建項(xiàng)目時(shí)自動(dòng)建立，其余數(shù)據(jù)表需要后期手動(dòng)建立。關(guān)鍵代碼如下：

cat.ActiveConnection = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=" & paddress

tb2.Name = zdname(1)′表的名稱

For j = 2 To szdzs + 1

If zdname(j) = "觀測(cè)日期" Then

tb2.Columns.Append zdname(j), adDate

ElseIf zdname(j) = "標(biāo)號(hào)" Then

……

End If

Next j

cat.Tables.Append tb2′建立數(shù)據(jù)表

數(shù)據(jù)表建立后，可以選擇三種方式將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)錄入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中：從txt文檔中導(dǎo)入、從EXCEL文件導(dǎo)入或者直接復(fù)制粘貼數(shù)據(jù)，同時(shí)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)表的刪除及數(shù)據(jù)查詢工作。

2.4 數(shù)據(jù)處理分析模塊

采用VB語言調(diào)用OWC ChartSpace控件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢與分析、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化表達(dá)(見圖3)。VB調(diào)用OWC ChartSpace控件實(shí)現(xiàn)報(bào)表顯示及繪圖功能的關(guān)鍵代碼如下：

Spreadsheet1.Sheets("數(shù)據(jù)查詢與分析").Cells(i, j) = Format((LD(i)), "0.0")

Set sc1 = chtChart1.SeriesCollection.Add

X軸顯示時(shí)間代碼：

chtChart1.SetData chConstants.chDimCategories, chConstants.chDataLiteral, Data1

Y軸顯示變形代碼：

sc1.SetData chConstants.chDimValues, chConstants.chDataLiteral, LD

隧道初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定應(yīng)滿足施作二次襯砌前的收縮量已達(dá)到總收縮量的80%～90%，通常采用數(shù)據(jù)擬合的方式推算最終位移量，采用的函數(shù)包括：

1)對(duì)數(shù)函數(shù)：u=alog(1+t)。2)指數(shù)函數(shù)：u=a e(-b/t)。3)雙曲函數(shù)：u=t/(a+bt)。

采用上述三個(gè)函數(shù)同時(shí)擬合數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)擬合結(jié)束推算最終位移時(shí)采用三個(gè)函數(shù)中擬合程度最高的一個(gè)函數(shù)[4-6]。

基于VB的隧道監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)可以一鍵式解決上述問題。運(yùn)行軟件，選擇需要擬合的斷面及采用的擬合函數(shù)，軟件系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并選擇最佳擬合函數(shù)，同時(shí)計(jì)算出擬合值及擬合參數(shù)，通過報(bào)表進(jìn)行輸出(見圖4)。

2.5 輔助模塊

輔助模塊包括三個(gè)部分：人員信息管理、儀器信息管理及監(jiān)控量測(cè)精度分析。

人員信息管理、儀器信息管理遵循前期信息手工錄入，軟件自動(dòng)將信息存儲(chǔ)在指定的文件目錄下，后期根據(jù)需要采用關(guān)鍵字(儀器設(shè)備關(guān)鍵字可以采用設(shè)備出廠編號(hào)，人員關(guān)鍵字采用員工工號(hào))查詢功能直接調(diào)用詳細(xì)信息。

監(jiān)控量測(cè)精度分析包括兩大部分：全站儀對(duì)邊測(cè)量精度分析、三角高程中建設(shè)站法精度分析，將實(shí)際測(cè)量涉及到的角度、距離及儀器參數(shù)等輸入到軟件系統(tǒng)中直接進(jìn)行計(jì)算，對(duì)監(jiān)測(cè)精度進(jìn)行評(píng)估[7]。

3 軟件應(yīng)用推廣

基于公司承接的“甬臺(tái)溫高速公路第13施工標(biāo)段墨城隧道監(jiān)控量測(cè)”項(xiàng)目開發(fā)出了隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(V1.0版本)，后期基于“杭紹臺(tái)高速公路工程紹興金華段第HST-TJ02標(biāo)段隧道監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目”將系統(tǒng)程序發(fā)展完善，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)斷面預(yù)警通知、極值自動(dòng)統(tǒng)計(jì)輸出等功能。目前，軟件系統(tǒng)持續(xù)為公司新承接的隧道監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目服務(wù)[8]。

4 結(jié)語

結(jié)合隧道工程監(jiān)測(cè)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)了隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)已經(jīng)申請(qǐng)了軟件著作權(quán)(證書號(hào)：軟著登字第6018554號(hào))。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果報(bào)表輸出及監(jiān)測(cè)結(jié)果可視化表達(dá)等功能于一體。軟件系統(tǒng)目前已經(jīng)在多個(gè)隧道監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行推廣使用，反饋較好，有效提高了現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作效率及工作能力。