地铁施工监测信息管理及安全预警系统的设计

1、地铁施工监测信息管理及安全预警系统的设计“地铁施工监测信息管理及安全预警系统 ”具有地铁施工监测信息可视 化信息管理、统计分析等功能。用于地铁土建工程施工监测信息化管 理，可使任何一位相关领导或主管(Any body)在任何时间(Anytime)、任意 地点(Anywhere),只要能够接入互联网即可访问本系统，就能完成系统中 涵盖的所有管理工作(Anything)从而实现基于WebGIS可视化的地铁施 工监测的4A服务。土建工程现场监测信息化管理的目的主要为 :(1) 为施工开展提供及时的反馈信息 ;(2) 为基坑周围环境进行及时、有效的保护提供依据;(3) 将监测结果用于反馈优化设计 ,为

2、改进设计提供依据 ;(4) 通过对监测数据与理论值的比较、分析,可以检验设计理论的正确性(5) 在施工全过程中 ,通过对既有地面和地下建筑物、构筑物各项指标的 监测,将结构变形严格控制在标准限值内 ,保证既有建筑物和构筑物的 安全;(6) 积累量测数据 ,为今后类似工程设计与施工提供工程参考数据 ;(7) 为业主提供及时信息 ,以便业主对整个项目进行科学化管理。2 地铁施工监测信息管理系统的总体设计2.1 系统设计原则地铁施工监测信息管理系统 “的设计思想是建成一个信息管理服务平 台,一个为地铁总公司领导和主管、工点单位 (监测、施工、工点设计单位)、地铁总体设计单位之间互动的施工监测信息与预

3、警信息处理平台。 根据系统建设的目的和范围 ,在给定的设计指导思想基础上,划分系统的逻辑层次 ,明确系统的业务功能模块 ,并确定子系统的划分。 该系统采用人机交互式的处理方式,从业务和性能角度出发 ,系统设计遵循以下原则 :(1) 系统可扩展性和灵活性(Scalabilit y& Flexibility):实现系统体系结构上 的可扩展性和灵活性 (包括硬件网络架构、软件架构 )、系统应用功能的 可扩展性和灵活性。比如 :可以在将来自由扩充更多的地铁线路和基坑 等功能。(2) 系统可重用性(Reus ability):保证系统的升级维护能够充分利用已有 的资源。(3) 系统可靠性(Rel

4、iability):做到系统不但能够在正常状态下完成满足需 求的功能 ,而且能够在各种异常情况下 ,可以进行适当的处理。(4) 系统安全性(Security)充分考虑网络系统级、操作系统级、数据库系 统级和应用程序的安全性 ,保证系统安全的运行。针对不同的用户赋予 不同的可访问的权限。针对上述的设计原则，系统设计的出发点是：(1) 良好的框架结构和参数驱动的设计思想，以便今后的升级和重用；(2) 相对独立的子系统 ,保证稳定性和易扩展性 ;(3) 良好和统一的用户界面 ；(4) 系统安全性(Security)充分考虑网络系统级、操作系统级、数据库系 统级和应用程序的安全性 ,保证系统安全的运行

5、。针对不同的用户赋予不同的可访问的权限。针对上述的设计原则,系统设计的出发点是：(1) 良好的框架结构和参数驱动的设计思想，以便今后的升级和重用；(2) 相对独立的子系统 ,保证稳定性和易扩展性 ;(3) 良好和统一的用户界面 ；(4) 整个系统基于广域网来开发 ,通过网络来管理、传递、和共享信息 适应网络化信息化的趋势 ；(5) 系统力求简洁、清晰、经济实用 ,以最小的投入取得最大的成效。2.2 系统的组成及主要业务功能划分2.2.1 监测信息管理系统的组成 系统由数据采集和监测信息管理两大部分组成 ,数据采集采用笔记本电 脑或电子手薄(如 PDA野外自动、半自动采集数据(通过数据传输)，通

6、过 互联网或无线网络向监测系统主机发送监测原始数据。监测信息管理 部分主要完成数据的处理、存储、统计分析和预警信息发布 ,本文主要 讨论监测信息管理部分的相关问题。2.2.2 监测信息管理主要业务功能划分根据需求分析 ,监测信息管理系统主要提供以下功能 ：(1) 数据入库、数据处理及精度评定 ；(2) 生成报表、生成变形曲线图、变形速率图 ；(3) 通过回归分析对变形预报 ;安全预警 ;网上信息发布及信息交流。 从系统最高层次的角度上 ,根据业务逻辑关系以及面向的用户对象 ,将 本系统划分为地铁施工监测管理信息的数据层、数据的管理层和数据 应用层三大部分 ,在这三层结构中 ,没有直接的程序接口

7、 ,它们由数据共 享产生的数据流联系在一起 ,对统一数据结构下的同一个数据库系统进 行数据操作。此逻辑设计主要有以下的优点 :(1) 把数据的生产和数据的使用分离开来。为以后系统功能的扩展带来 了极大的灵活性。 例如 ,可以在将来增加历史形变资料统计管理的模块 , 共享地铁基坑形变的数据 ;也可以增加新的地铁线路而不至于影响原有 线路地铁施工监测数据的管理。(2) 利于将工程分解为各个模块 ,便于项目的管理和开发。(3) 不同的层可以使用不同的开发技术 , 不同的硬件和操作系统平台 ,减 小了相互之间的依赖性。系统各个层次的基本功能简要描述如下 :(1) 数据层 :定义系统的数据结构 ,将系统

8、外部数据纳入系统内部。(2) 数据管理层 :对系统的数据进行整理录入、更新、删除等管理。(3) 应用层 :以浏览、查询、下载系统数据的方式将系统数据提供给所有 用户 ,对系统数据进行可视化的表现 ;根据地铁施工监测管理的需要 ,对 系统内数据进行分析加工 ,得到各项数据的统计分析可视化结果 ,以多 种形式表现数据库的数据。2.3 系统的边界 该系统以已经获取的地铁施工监测数据为基础 ,进行数据的整理、 录入、 统计和查询浏览 ,以及数据的下载和备份恢复。系统主要对已经获取并 录入到系统中的数据进行统计分析和预警信息发布。2.4 系统的接口(1) 系统与邮件服务器之间的通讯接口 :系统在分析最新

9、数据之后 ,如果 达到预警临界值 ,需要发送预警邮件到相应的施工监测人员和地铁主管 领导。(2) 系统与短信发送平台之间的接口 :系统在特定的动作触发下 ,以及预 警信息发布的时刻 ,需要与手机短信发送平台取得联系 ,并发出预警信 息或者相关情况报告。(3) 系统与施工监测数据录入人员之间接口 :地铁施工监测的数据 ,需要 按照预先规定的格式 ,通过系统提供的特定页面导入系统后台数据库中 实现数据更新管理。2.5 系统物理视图2.5.1 系统服务器以及网络空间分布按照分布式数据处理的设计 ,本系统从功能上来说可分为系统应用、基 础数据库、电子地图三个服务器节点 ,也可以将三种系统功能集成在一

10、个服务器节点上。2.5.2 系统软硬件平台配置(1) 系统功能分布。系统应用服务器 :系统的总服务器 ,网络访问的入口 ,实现数据采集与分 析、处理的功能；WebGIS服务器:与总服务器交互，实现监测成果及信息 发布的功能 ;施工监测数据服务器 :与总服务器交互 ,实现监测成果及信 息浏览的功能。(2) 软件平台。服务器端：网络服务:采用Window s 2000Server操作系统下的Apache2、 PHP5施工监测数据库服务:Oracle8i/9i企业级数据库;WebGIS服 务:Tomcat4.1,Geos urf2D。浏览器端 :采用 InternetExplorer5.5 以上版本浏览器。(3) 硬件平台。服务器端:机型:服务器;CPU双CPU,XEON2.8GH以上;内存:1GB以上;硬盘:SCSI1O8GB9卡:100M 以太网。浏览器端注机:台式微机/便携式机;CPU:PIII1GH以上;内存:64MB以上; 磁盘:可用空间100M以上;显卡:1024X768,32位真彩色，显存32M以上; 网卡:100M以太网。