高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

1、第22卷第4期2009年8月常州工學(xué)院學(xué)報(bào)Jour nal of C hangzho u Institute of Techno logyV o. l 22 N o . 4A ug . 2009收稿日期:2009 07 17作者簡介:王洪戰(zhàn)(1983 , 男, 碩士研究生。高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)王洪戰(zhàn)(中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司, 天津300133摘要:對目前高層建筑監(jiān)測信息的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析, 提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案, 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的總體構(gòu)想。詳細(xì)討論了系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的技術(shù)路線等, 在此基礎(chǔ)上開發(fā)了高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)并運(yùn)用于實(shí)際工程中。關(guān)鍵詞:高層建

2、筑; 監(jiān)測信息; W ebG IS 技術(shù)中圖分類號:TP274文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-0436(2009 04-0016-04Design and Develop m ent of H i gh Buildi ngsM onitori ngInform ation M anage m ent Syste mWANG H ong zhan(Ch i na R ail w ay T unnel Survey &Design Instit u t e Co., L t d, T i anji n 300133Abst ract :Th is paper analyzes the prese

3、n t pr o cessi n g situation o f high buil d i n g sm onito ri n g i n fo r m ation , based on w hich the design sche m e o f m on ito ri n g i n for m a ti o n o f t h e high buil d i n g s defo r m ation is put fo r w ard . It also discusses the i n terface de sign, l o g ic structura l desi g n,

4、function de sign and techn ica l r o ute o f thesyste m and so on . A t las, t it deve l o ps high buil d i n g m on ito ri n g info r m ati o n m anage m ent syste m, w hich is ap p li e d i n practical eng i n eeri n g .K ey w ords :h i g h bu il d ing s ; m onitoring info r m ati o n ; W ebG IS t

5、echno logy0 引言高層建筑施工監(jiān)測一般具有工期長、測點(diǎn)數(shù)量大、種類多、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn), 信息化施工要求在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成監(jiān)測信息采集、處理、分析、查詢、安全評估和提出反饋報(bào)告以指導(dǎo)施工。但是, 從浩如煙海、紛繁復(fù)雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)中挖掘出各種觀測量之間、原因量和效應(yīng)量之間、觀測量與施工過程之間的相關(guān)關(guān)系無疑是個(gè)繁重的工作, 僅靠手工檢索和分析是非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的, 沒有專業(yè)的軟件支持, 很難做好監(jiān)測項(xiàng)目, 信息化施工也就無從談起。針對變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理過程中一些問題, 采用軟件集成的思想, 在C#.NTE 開發(fā)平臺下, 集結(jié)SQL Server 、A rc G IS Serv er 等軟件,

6、初步設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)高層建筑物施工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)采用W eb 瀏覽器/服務(wù)器(B r ow ser /Server, 簡稱B /S 模式, 采用的操作系統(tǒng)為W indow s X P 中文版; 開發(fā)工具為M icro so ft V isua l Stud i o . NET 2005; W ebG IS 開發(fā)平臺采用A rc G IS Server ; 數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000。1 2 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、表示層、應(yīng)用支第4期王洪戰(zhàn):高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)撐層。數(shù)據(jù)層是對原始數(shù)據(jù)的操作層, 實(shí)現(xiàn)對數(shù)

7、據(jù)的存儲(chǔ)、管理, 具體為表示層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。表示層是用戶界面, 也就是基本的控件、頁面操作, 主要完成與用戶的信息交互。應(yīng)用支撐層是指連接表示層與數(shù)據(jù)層的操作層。總體架構(gòu)見圖1。系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖圖2 系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖1 3 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)從功能上來說可分為系統(tǒng)應(yīng)用、基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)庫、樓層平面圖三個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn), 通過In ternet 將三個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器聯(lián)系起來, 也可以將三種系統(tǒng)功能集成在一個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上。系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)如圖3 所示。1 4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要功能是對外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 并以報(bào)告和數(shù)據(jù)庫的形式對成果保存, 通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將服務(wù)器端的監(jiān)測數(shù)據(jù)

8、經(jīng)由瀏覽器發(fā)送到客戶端等。由6個(gè)子系統(tǒng)組成:業(yè)務(wù)辦公管理、基礎(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、W ebG IS 信息發(fā)布、數(shù)據(jù)變形分析管理、用戶管理、留言板。1. 4. 1 業(yè)務(wù)辦公管理業(yè)務(wù)辦公管理主要是對文檔資料進(jìn)行管理, 文檔資料包括各種項(xiàng)目的計(jì)劃、實(shí)施方案等。通過這些資料讓用戶了解項(xiàng)目進(jìn)度情況、項(xiàng)目總體架構(gòu)情況、施工過程中用到的高科技作業(yè)工具以及創(chuàng)新施工監(jiān)測方法等方面的管理情況等。本模塊主要功能是對項(xiàng)目施工過程中的施工情況以及各種資料進(jìn)行分類、整理、入庫、管理和查詢等。17常州工學(xué)院學(xué)報(bào)2009年1. 4. 2 基礎(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)的沉降、樓層控制點(diǎn)(控制網(wǎng) 數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)、電梯井垂直度檢

9、測數(shù)據(jù)、主塔樓內(nèi)筒墻壁檢測數(shù)據(jù)等。通過本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、更新、刪除, 對于授權(quán)的用戶可以查看并下載這些數(shù)據(jù)。主要包括以下功能:測量控制網(wǎng)管理和發(fā)布。實(shí)現(xiàn)首級基準(zhǔn)網(wǎng)和工作網(wǎng)的平面和高程控制點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布, 同時(shí)提供按名稱、等級等內(nèi)容的查詢定位功能; 實(shí)現(xiàn)樓層控制網(wǎng)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布, 包括控制點(diǎn)的分布圖、導(dǎo)線點(diǎn)的分布圖等。! 測量數(shù)據(jù)管理和發(fā)布。工程測量數(shù)據(jù)管理和發(fā)布主要包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的上傳、查看、下載、變形分析等。數(shù)據(jù)入庫自動(dòng)判讀。數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)庫時(shí), 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷上傳的數(shù)據(jù)是否滿足要求, 若數(shù)據(jù)滿足要求, 則順利傳到數(shù)據(jù)庫; 若有部分?jǐn)?shù)據(jù)達(dá)不到精度要求, 則系統(tǒng)會(huì)提示用戶去掉不滿足要求的數(shù)據(jù)

10、, 同時(shí)采用不同的顏色對不滿足要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記, 而滿足要求的數(shù)據(jù)則被成功上傳。1. 4. 3 W ebG IS 信息發(fā)布利用A rc G I S Serv er 進(jìn)行二次開發(fā), 此系統(tǒng)包含對所有樓層圖、背景圖層可視化信息的發(fā)布, 主要功能如下:動(dòng)態(tài)查詢樓層平面圖 所謂動(dòng)態(tài)查詢樓層平面圖就是用戶任意選擇一樓層就能在頁面上看到該樓層的平面圖, 通過該平面圖可以實(shí)現(xiàn)以下功能:a 通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形, 得到各樓層電梯井垂直度情況, 并將其左右偏差情況以圖表的形式顯示出來。b 通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊不同樓層, 查詢施工進(jìn)度狀況信息, 并隨著施工的進(jìn)行, 在圖上用不同的顏色表示。c 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)、距離查詢, 并將隨

11、著鼠標(biāo)實(shí)時(shí)移動(dòng)的坐標(biāo)顯示在狀態(tài)欄上。! 地圖基本操作主要包括放大、縮小、漫游、平移、檢索、測量(測量坐標(biāo)、量距、量面積 、圖層控制等。1. 4. 4 數(shù)據(jù)變形分析管理根據(jù)對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 對施工引起的變形情況進(jìn)行時(shí)間序列分析, 提供可視化的變形:等, 實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的實(shí)時(shí)發(fā)布。1. 4. 5 系統(tǒng)用戶管理包括用戶注冊、用戶授權(quán)、用戶登錄驗(yàn)證以及操作日志的管理等。對于進(jìn)入系統(tǒng)的每一個(gè)用戶, 要對其進(jìn)行驗(yàn)證, 獲取用戶的權(quán)限級別, 并將用戶登陸信息和重要操作記錄保存到系統(tǒng)日志中。注冊用戶的權(quán)限由管理員進(jìn)行管理。1. 4. 6 留言板提供一個(gè)供業(yè)主、監(jiān)理、施工方、設(shè)計(jì)人員、管理人員等各方自由發(fā)表

12、意見的互動(dòng)板塊, 交流有關(guān)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)布相關(guān)公告和其它資料。同時(shí)系統(tǒng)的管理員可以對用戶的留言進(jìn)行回復(fù)、刪除操作, 并能根據(jù)用戶名、留言標(biāo)題等搜索留言內(nèi)容。一般用戶進(jìn)入留言板后, 可以留言并對留言進(jìn)行查看。管理員對一般用戶的留言進(jìn)行回復(fù)、重新編輯或者刪除, 同時(shí)還可以根據(jù)留言標(biāo)題、用戶名搜索留言, 這樣就能很方便地了解不同的用戶對項(xiàng)目施工監(jiān)測的建議或者評價(jià)等。2 工程實(shí)例及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)2 1 工程應(yīng)用背景某高層建筑物包括一棟總高度437 5m 的主塔樓、一棟28層附樓、6層裙房、4層地下室4大部分, 結(jié)構(gòu)平面形狀近似為直角梯形。施工監(jiān)測過程中主要包括以下內(nèi)容:2 1 1 控制點(diǎn)引測復(fù)測每個(gè)樓層布設(shè)6個(gè)外

13、控點(diǎn)(1、2、3、4、5、6 和4個(gè)內(nèi)控點(diǎn)(01、02、03、04, 外控點(diǎn)每54m 轉(zhuǎn)換一次, 內(nèi)控點(diǎn)每20層轉(zhuǎn)換一次?？刂泣c(diǎn)分布圖如圖4所示。圖4 控制點(diǎn)分布圖18第4期王洪戰(zhàn):高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)2 1 2 垂直度測量對電梯井垂直度及核心筒垂直度進(jìn)行測量, 對正在施工的樓層及時(shí)跟進(jìn)以及具備測量條件的電梯井道進(jìn)行垂直度測量, 并對其偏差進(jìn)行分析。2 1 3 樓體變形測量主要對樓層的地基進(jìn)行沉降觀測, 對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行傾斜測量, 并對測量結(jié)果進(jìn)行處理和分析。2 2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶登錄成功后, 進(jìn)入系統(tǒng)的主界面。主界面由菜單、圖形窗口、左側(cè)目錄菜單等部分組成, 如圖5。單擊菜單可以進(jìn)

14、入系統(tǒng)的6個(gè)子系統(tǒng)功能模塊, 左側(cè)目錄樹顯示每個(gè)子功能模塊所包含的功能, 圖形窗口顯示樓層平面信息, 同時(shí)底端狀態(tài)條 上顯示鼠標(biāo)在圖像窗口移動(dòng)過程中實(shí)時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)。圖5 W ebGIS 信息發(fā)布主界面3 結(jié)束語通過對高層建筑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì), 利用C#.NET 和A rc G IS Server 軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理、變形分析、W ebG IS 信息發(fā)布等功能。解決了目前由于施工迅速變化而帶來的大量監(jiān)測信息的檢索和分析處理難的問題, 以便更好地為建筑、施工單位, 業(yè)主管理部門提供更加高效和科學(xué)的監(jiān)測信息管理手段。通過網(wǎng)上信息的發(fā)布, 可讓相關(guān)單位和用戶及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取建筑物施工監(jiān)測信息, 為以后建筑物規(guī)范施工及設(shè)計(jì)變更提供參考。參考文獻(xiàn)1郝杰忠. 管理信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用M .北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.2曾偉. W ebG IS 礦井安全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息管理系統(tǒng)D .北京:煤炭科學(xué)研究總院, 2003.3康玲, 傅俊鋒, 王懷清, 等. 基于A rcG IS S erv er 的W ebG IS 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)J.水電能源科學(xué), 2007, 25(1: