基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法。現(xiàn)有以沉降處理與評估為目的的系統(tǒng)都單純對構(gòu)筑物的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，尚未出現(xiàn)在線實(shí)時監(jiān)管的綜合方法。本發(fā)明專利技術(shù)采集與處理數(shù)據(jù)后，通過開發(fā)的B/S架構(gòu)的Web管理系統(tǒng)來實(shí)時管理沉降數(shù)據(jù)，利用GPS、RS、GIS在線實(shí)時監(jiān)管。本發(fā)明專利技術(shù)綜合運(yùn)用移動互聯(lián)網(wǎng)、“3S”等技術(shù)手段，改進(jìn)數(shù)據(jù)采集的工作方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測人員的在線實(shí)時監(jiān)管，能夠達(dá)到構(gòu)筑物沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理分析與在線監(jiān)管目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于高速鐵路構(gòu)筑物沉降監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法。
技術(shù)介紹
高速鐵路要求軌道具有很高的平順性和穩(wěn)定性，為了滿足軌道的高平順性和高穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格監(jiān)控線下不同構(gòu)筑物的沉降變形，科學(xué)、合理的預(yù)測工后沉降。《高速鐵路工程測量規(guī)范》明確規(guī)定：高速鐵路在施工和運(yùn)營期間，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求對高速鐵路及其附屬建筑物進(jìn)行變形測量。構(gòu)筑物沉降監(jiān)測貫穿于整個施工過程，由施工單位完成.現(xiàn)在每年在建高速鐵路在4000-5000公里，每公里平均30個監(jiān)測點(diǎn)，每7-10日觀測一次，高速鐵路構(gòu)筑物監(jiān)測工作量極大，由于缺少監(jiān)管或監(jiān)管滯后，施工單位為減少開支長期以來存在編造、篡改、拼湊構(gòu)筑物監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，導(dǎo)致構(gòu)筑物監(jiān)測數(shù)據(jù)不能實(shí)際反應(yīng)構(gòu)筑物穩(wěn)定狀況，存在極大安全隱患。近年來，國內(nèi)出現(xiàn)了很多以沉降處理與評估為目的的系統(tǒng)，但都是單純的對構(gòu)筑物的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，尚未出現(xiàn)本文提出的從沉降數(shù)據(jù)采集與分析到在線實(shí)時監(jiān)管的綜合方法。現(xiàn)有方法存在以下客觀缺點(diǎn)：現(xiàn)有方法主要以構(gòu)筑物沉降數(shù)據(jù)的處理與分析為目的，多采用電子水準(zhǔn)儀外業(yè)采集原始數(shù)據(jù)，這種原始數(shù)據(jù)是以文本文件形式存儲，之后通過儀器的數(shù)據(jù)線將原始數(shù)據(jù)拷貝到電腦上，最后通過電腦端安裝的處理軟件讀取文本數(shù)據(jù)，錄入數(shù)據(jù)庫并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從上述過程可以看出：（1）數(shù)據(jù)采集與存儲過程繁瑣，容易出錯：電子水準(zhǔn)儀采集的數(shù)據(jù)需要通過數(shù)據(jù)線與電腦連接后，通過電腦上的數(shù)據(jù)解析軟件解析原始數(shù)據(jù)才能錄入數(shù)據(jù)庫中。（2）數(shù)據(jù)時效性差，施工單位容易篡改、偽造數(shù)據(jù)：由于文本形式的原始數(shù)據(jù)要首先傳輸?shù)诫娔X上，施工單位可以隨時修改原始數(shù)據(jù)，如果實(shí)際測量的結(jié)果不能滿足規(guī)范限差要求，而施工單位可以人為修改原始數(shù)據(jù)，使其滿足要求，另外施工單位甚至可以復(fù)制以前的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的修改提交給管理單位。這種虛假的數(shù)據(jù)無法真實(shí)反映構(gòu)筑物的實(shí)際沉降情況，勢必給鐵路工程安全帶來巨大隱患。（3）無法實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場監(jiān)測人員的實(shí)時跟蹤，從而無法確定其提交數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性。（4）沉降超限后需要人工通知各有關(guān)人員，造成上層管理人員無法第一時間掌握工程的沉降情況，隱患信息的獲取滯后，可能造成重大安全事故的發(fā)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法，綜合運(yùn)用移動互聯(lián)網(wǎng)、“3S”等技術(shù)手段，改進(jìn)數(shù)據(jù)采集的工作方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測人員的在線實(shí)時監(jiān)管，能夠達(dá)到構(gòu)筑物沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理分析與在線監(jiān)管目的。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為：基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：數(shù)據(jù)采集與處理：（1）手機(jī)藍(lán)牙連接電子水準(zhǔn)儀；（2）同步規(guī)范限差與監(jiān)測線路；（3）選擇監(jiān)測線路、觀測順序后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)采集過程中按照規(guī)范限差要求同時對每一測站數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算檢核；（4）線路測量完成后保存測量數(shù)據(jù)，在手機(jī)上進(jìn)行線路閉合差檢核和平差計(jì)算，平差結(jié)果保存到手機(jī)本地的數(shù)據(jù)庫中；（5）數(shù)據(jù)上傳，完成平差計(jì)算后應(yīng)該立即通過手機(jī)將原始測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中；步驟二：數(shù)據(jù)管理與分析：通過開發(fā)的B/S架構(gòu)的Web管理系統(tǒng)來實(shí)時管理沉降數(shù)據(jù)，其具體內(nèi)容包括：（1）沉降量計(jì)算：實(shí)時接收現(xiàn)場外業(yè)測量人員上傳的測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)，在接收到數(shù)據(jù)后立即進(jìn)行沉降量、累積沉降量、沉降速率的計(jì)算與判斷；（2）預(yù)警信息發(fā)布：預(yù)警信息的推送，當(dāng)出現(xiàn)沉降超限后，通過短信或者WebService直接將預(yù)警信息推送到各有關(guān)人員；（3）沉降分析與預(yù)測：沉降數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，登陸系統(tǒng)后，通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能繪制曲線圖，對監(jiān)測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并使用預(yù)測方法預(yù)測監(jiān)測點(diǎn)在未來一段時間內(nèi)的沉降趨勢，為沉降評估提供必要的數(shù)據(jù)支撐；步驟三：GPS、RS、GIS在線實(shí)時監(jiān)管：（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：采用遙感衛(wèi)星影像作為GIS監(jiān)管平臺的地圖，為監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路單獨(dú)建立兩個矢量圖層；（2）實(shí)時跟蹤監(jiān)管：現(xiàn)場外業(yè)測量人員通過手機(jī)GPS實(shí)時獲取的坐標(biāo)發(fā)送到服務(wù)器后，GIS按照一定的時間間隔從服務(wù)器的GIS數(shù)據(jù)庫中讀取位置數(shù)據(jù)，并實(shí)時顯示在地圖上；（3）監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測線路查詢與管理：系統(tǒng)操作人員通過GIS地圖查詢監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路的信息，并對監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路進(jìn)行管理；（4）GIS地圖沉降曲線圖：監(jiān)測點(diǎn)圖層獲取數(shù)據(jù)庫中的沉降數(shù)據(jù)，并將沉降量、累計(jì)沉降量、沉降速率以圖形的方式標(biāo)注在地圖上。步驟一（3）中，計(jì)算檢核時，如果數(shù)據(jù)不滿足要求，則提示重新測量；如果測量過程中發(fā)現(xiàn)前面的某一測站不正確，手工刪除要重新測量的測站數(shù)據(jù)，重新測量刪除的測站。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)顯著提高構(gòu)筑物變形測量數(shù)據(jù)處理的自動化水平，降低人工勞動強(qiáng)度；通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時上傳與分析，保證了測量數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時性；通過該方法的應(yīng)用，使建設(shè)單位、監(jiān)理單位、評估單位、設(shè)計(jì)單位及施工單位都能實(shí)時掌握構(gòu)筑物的沉降情況，及時發(fā)現(xiàn)隱患，確保施工安全；實(shí)現(xiàn)構(gòu)筑物變形測量信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，使構(gòu)筑物沉降變形測量與評估管理步入一個新階段。具體解決了以下技術(shù)問題：（1）通過自主開發(fā)的android智能手持軟件，使手機(jī)與儀器建立藍(lán)牙通訊，向儀器發(fā)送GSI指令來遠(yuǎn)程操作電子水準(zhǔn)儀，測量的原始數(shù)據(jù)直接存儲在手機(jī)上的數(shù)據(jù)庫中，并且該數(shù)據(jù)庫是隱藏和有權(quán)限保護(hù)的，施工單位一般無法修改原始數(shù)據(jù)。（2）原始數(shù)據(jù)采集結(jié)束后能夠在手機(jī)上直接對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平差解算，判斷本次測量數(shù)據(jù)是否滿足要求，如果滿足要求應(yīng)該立即上傳本次測量的原始數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)。（3）手機(jī)能夠通過內(nèi)置的GPS接收芯片實(shí)時獲取WGS84坐標(biāo)，以1次/s的頻率向服務(wù)器發(fā)送坐標(biāo)位置。監(jiān)管人員可通過PC端的瀏覽器登陸系統(tǒng)，通過構(gòu)建的GIS在線實(shí)時監(jiān)管平臺實(shí)時跟蹤外業(yè)測量人員的位置，從而達(dá)到對外業(yè)測量人員的實(shí)時管理。（4）隱患消息能夠?qū)崟r發(fā)送到各有關(guān)人員，管理人員在接收到隱患消息后能夠立即做出處理方案，防止重大安全事故的發(fā)生。附圖說明圖1為手機(jī)外業(yè)數(shù)據(jù)采集步驟圖。圖2為數(shù)據(jù)管理與分析步驟圖。圖3為GPS、RS、GIS在線實(shí)時監(jiān)管步驟圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說明。本專利技術(shù)涉及的基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法，是一種使用電子水準(zhǔn)儀對高速鐵路構(gòu)筑物沉降進(jìn)行監(jiān)測分析與實(shí)時監(jiān)管的方法，能夠使用智能移動設(shè)備通過藍(lán)牙操控電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時能夠在以“3S”為技術(shù)基礎(chǔ)的在線監(jiān)管平臺上實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場工作人員的實(shí)時跟蹤監(jiān)管，具體包括以下步驟：1、數(shù)據(jù)采集與處理流程：（1）手機(jī)藍(lán)牙連接電子水準(zhǔn)儀（2）同步規(guī)范限差與監(jiān)測線路（3）選擇監(jiān)測線路、觀測順序后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)采集過程中按照規(guī)范限差要求同時對每一測站數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算檢核，如果數(shù)據(jù)不滿足要求，則提示重新測量。如果測量過程中發(fā)現(xiàn)前面的某一測站不正確，那么可以手工刪除要重新測量的測站數(shù)據(jù)，重新測量刪除的測站。（4）線路測量完成后保存測量數(shù)據(jù)，在手機(jī)上進(jìn)行線路閉合差檢核和平差計(jì)算，平差結(jié)果保存到手機(jī)本地的數(shù)據(jù)庫中。（5）數(shù)據(jù)上傳，完成平差計(jì)算后應(yīng)該立即通過手機(jī)將原始測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中。2、數(shù)據(jù)管理與分析：數(shù)據(jù)管理與分析部分是通過開發(fā)的B/S架構(gòu)的Web管理系統(tǒng)來實(shí)時管理沉降數(shù)據(jù)的。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：數(shù)據(jù)采集與處理：（1）手機(jī)藍(lán)牙連接電子水準(zhǔn)儀；（2）同步規(guī)范限差與監(jiān)測線路；（3）選擇監(jiān)測線路、觀測順序后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)采集過程中按照規(guī)范限差要求同時對每一測站數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算檢核；（4）線路測量完成后保存測量數(shù)據(jù)，在手機(jī)上進(jìn)行線路閉合差檢核和平差計(jì)算，平差結(jié)果保存到手機(jī)本地的數(shù)據(jù)庫中；（5）數(shù)據(jù)上傳，完成平差計(jì)算后應(yīng)該立即通過手機(jī)將原始測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中；步驟二：數(shù)據(jù)管理與分析：通過開發(fā)的B/S架構(gòu)的Web管理系統(tǒng)來實(shí)時管理沉降數(shù)據(jù)，其具體內(nèi)容包括：（1）沉降量計(jì)算：實(shí)時接收現(xiàn)場外業(yè)測量人員上傳的測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)，在接收到數(shù)據(jù)后立即進(jìn)行沉降量、累積沉降量、沉降速率的計(jì)算與判斷；（2）預(yù)警信息發(fā)布：預(yù)警信息的推送，當(dāng)出現(xiàn)沉降超限后，通過短信或者WebService直接將預(yù)警信息推送到各有關(guān)人員；（3）沉降分析與預(yù)測：沉降數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，登陸系統(tǒng)后，通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能繪制曲線圖，對監(jiān)測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并使用預(yù)測方法預(yù)測監(jiān)測點(diǎn)在未來一段時間內(nèi)的沉降趨勢，為沉降評估提供必要的數(shù)據(jù)支撐；步驟三：GPS、RS、GIS在線實(shí)時監(jiān)管：（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：采用遙感衛(wèi)星影像作為GIS監(jiān)管平臺的地圖，為監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路單獨(dú)建立兩個矢量圖層；（2）實(shí)時跟蹤監(jiān)管：現(xiàn)場外業(yè)測量人員通過手機(jī)GPS實(shí)時獲取的坐標(biāo)發(fā)送到服務(wù)器后，GIS按照一定的時間間隔從服務(wù)器的GIS數(shù)據(jù)庫中讀取位置數(shù)據(jù)，并實(shí)時顯示在地圖上；（3）監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測線路查詢與管理：系統(tǒng)操作人員通過GIS地圖查詢監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路的信息，并對監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測線路進(jìn)行管理；（4）GIS地圖沉降曲線圖：監(jiān)測點(diǎn)圖層獲取數(shù)據(jù)庫中的沉降數(shù)據(jù)，并將沉降量、累計(jì)沉降量、沉降速率以圖形的方式標(biāo)注在地圖上。...

【技術(shù)特征摘要】
1.基于3S技術(shù)的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測分析監(jiān)管方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：數(shù)據(jù)采集與處理：（1）手機(jī)藍(lán)牙連接電子水準(zhǔn)儀；（2）同步規(guī)范限差與監(jiān)測線路；（3）選擇監(jiān)測線路、觀測順序后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)采集過程中按照規(guī)范限差要求同時對每一測站數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算檢核；（4）線路測量完成后保存測量數(shù)據(jù)，在手機(jī)上進(jìn)行線路閉合差檢核和平差計(jì)算，平差結(jié)果保存到手機(jī)本地的數(shù)據(jù)庫中；（5）數(shù)據(jù)上傳，完成平差計(jì)算后應(yīng)該立即通過手機(jī)將原始測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中；步驟二：數(shù)據(jù)管理與分析：通過開發(fā)的B/S架構(gòu)的Web管理系統(tǒng)來實(shí)時管理沉降數(shù)據(jù)，其具體內(nèi)容包括：（1）沉降量計(jì)算：實(shí)時接收現(xiàn)場外業(yè)測量人員上傳的測量數(shù)據(jù)和平差結(jié)果數(shù)據(jù)，在接收到數(shù)據(jù)后立即進(jìn)行沉降量、累積沉降量、沉降速率的計(jì)算與判斷；（2）預(yù)警信息發(fā)布：預(yù)警信息的推送，當(dāng)出現(xiàn)沉降超限后，通過短信或者WebService直接將預(yù)警信息推送到各有關(guān)人員；（3）沉降分析與預(yù)測：沉降數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，登陸系統(tǒng)后，通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張先文，陳澤遠(yuǎn)，許張柱，王賓賓，薛明，金鴻，
申請(專利權(quán))人：陜西鐵道工程勘察有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61