基于gis技术的隧道监测信息系统设计与实现

基于gis技术的隧道监测信息系统设计与实现

0信息化建设的必要性目前，我国的铁路建设进入了快速发展阶段，铁路隧道的设计速度加快，技术标准高。一方面，为使地下结构的变形处于可控状态，确保运营安全，需对其进行动态观测，以监测隧道线下工程的沉降与变形;另一方面，工后沉降监测周期较长，可以得到大量的监测数据，传统的处理方法在处理这些数据时，具有一定的缺陷:需要处理的信息量大，有时甚至需要进行重复性的工作，工作效率不高。随着信息技术的发展，GIS技术以数字化信息为核心的信息系统，对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响。信息系统的自动化、网络化，以及数据库技术为解决现存监测工作的不足提供了重要途径。为了能及时对铁路隧道线下工程稳定程度和变形进行分析，并能长期安全地保存监测信息，以实现信息化施工，有必要建立一套隧道地下工程监测系统。它不仅用于分散的、各自独立的施工现场的监测数据的管理，还可以对所有监测数据进行集中统一管理和长期保存，让用户及时、准确地查询信息、获取监测信息，为施工决策、施工安全、降低施工成本提供科学依据，也为今后类似的工程提供良好的管理经验。1计算机数字化管理模式在系统的功能模块设计中，以隧道监测数据为主线，面向隧道监测点管理，以隧道监测日常工作内容、性质及辅助管理决策为中心来组织数据和实现其相应的计算机数字化管理模式。监测信息系统划分为7个子系统，分别是监测信息的查询、检测预报警展示、监测数据分析决策、检测数据报表和图表生成、用户权限管理、文档资料管理、监测点布置和数据展示。每个子系统分别完成各自的功能，同时，各个子系统之间又有一定的联系。原则上是一种松散的、高内聚低耦合的、数据层次上的关系。每个子系统按照其内部功能和业务逻辑的相对独立性又划分为若干个模块，每个模块执行一系列相互关联的具体功能。1.1数据录入和上传系统依据设计好的监测方案，提供在工点图上自动布置测点，根据不同监测点类型显示不同的图形，并添加测点信息，同时系统提供测点的监测数据录入和上传功能。系统进行检查后，上传到中心数据库服务器中。1.2地图模块的应用查询模块借助ArcGISServer地理信息平台，实现监测数据信息的快速查询和定位。在系统中使用JAVAscripte接口，来提交保存监测点的图形信息，各测点的不同测次的测值作为属性存放到SQL数据库中。各测点依据唯一的ID标识和图形关联对应。用户既可查询任一监测项目、任一监测点、任一时间的详细监测信息,也可统计查询，同时，根据查询到的信息数据自动生成各种监测曲线。地图操作工具包括地图放大、地图缩小、漫游、图层控制、量测等工具。为了方便使用者对电子地图进行浏览，用户可以直接对主图进行放大、缩小、漫游，也可以通过纵览全景图进行图幅移动。放大、缩小有一定的上下限，根据要显示的信息选择显示比例上下限，当放大或缩小到一定程度时将不再缩放。为了更好地显示主图幅，可以利用纵览全景图来确定主图的位置和缩放大小。1.3监测数据的动态查询系统依据监测单位上传的实时数据，生成各时间段的检测数据表格，用户可以依据不同监测对象，查看任意时段的监测数据，动态地了解监测对象的变形或沉降的程度。同时，根据用户选择或查询到的信息数据，自动生成各种监测曲线。1.4人工报告的反馈渠道不畅监测单位在监测数据达到设定的各监测项目和各测点的控制指标时，在未使用系统时是以口头和书面形式向有关部门报告的，这种人工的报告方式存在上报和反馈信息渠道不畅，造成漏报、晚报的可能。系统的预报警功能，则有效地避免了此类事情的发生。系统会依据预先设定的各监测项目和各测点的控制指标，结合监测基准，来判断当前监测项目和各测点的安全状态，并以不同的颜色在地图上动态发布出来，使用户可以非常方便地看到报警的测点空间位置和监测项目的空间分布信息以及报警值。1.5基于科学数据分析的方法系统对于监测数据进行分析，预测数据的变化趋势，用来指导实际的施工。系统可以利用一些以往的施工案例，对于监测项目或各测点的时态变化数据、变化速率进行科学的分析。对于关键区域、关键时刻给出重点监测建议，有利于保证铁路隧道施工的安全，降低施工带来的风险。1.6设计文档资料和设计文件上传服务器系统可以把所有监测项目中以Word、Excel、JPG、PDF、DWG等格式存在的设计文档资料、设计图纸资料、监测方案资料、关键的巡视图片资料等信息一起上传服务器，以便用户查询访问。1.7区域用户权限的确定系统依据现有的管理体系和用户要求，把现有用户按区域进行划分。系统设立一个总管理员来管理各区域管理员，各区域管理员把自己区域的用户分为监测公司用户、监管公司用户、设计单位用户、监理单位用户等不同用户角色，并对不同角色赋予不同的用户权限。各用户分配一定角色，赋予不同权限职责后，登陆到系统进行操作。这可以有效地保证数据访问的安全，同时保证当各工点或监测对象出现异常状态时，可以及时地通知到相关负责人。2基于webgis的铁路隧道监测系统WebGIS技术以数字化信息为核心的信息系统对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响。信息系统的自动化、网络化、以及数据库技术为解决现存监测工作的不足提供了重要途径。为了能及时对铁路隧道线下工程稳定程度和变形进行分析，并能长期安全地保存监测信息，以实现信息化施工，有必要建立一套隧道地下工程监测系统。它不仅用于分散的、各自独立的施工现场的监测数据的管理，还可以对所有监测数据进行集中统一管理和长期保存，让用户及时、准确地查询信息、获取监测信息，为施工决策、施工安全、降低施工成本提供科学依据，也为今后类似的工程提供良好的管理经验。(图1为系统用户界面展示)基于WebGIS的铁路隧道监测系统的建立，借助了地理信息系统平台，直观有效地展示了地铁施工中各监