應(yīng)用于重大基礎(chǔ)設(shè)施的基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的沉降測量系統(tǒng)

唐繼民，楊柏寧

TANG Ji-min, YANG Bai-ning

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院）

(Shanghai Geological Survey and Research Institute)

應(yīng)用于重大基礎(chǔ)設(shè)施的基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的沉降測量系統(tǒng)

唐繼民，楊柏寧

TANG Ji-min, YANG Bai-ning

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院）

(Shanghai Geological Survey and Research Institute)

采用最新的物聯(lián)網(wǎng)概念建立了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的沉降測量管理系統(tǒng)平臺，利用野外測量設(shè)備采集測量原始數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)實時的傳送到服務(wù)器，進行統(tǒng)一的處理和管理,極大提高了測量的效率。通過上網(wǎng)進行測繪數(shù)據(jù)的處理,方便快捷地獲取數(shù)據(jù)處理的成果, 提高測繪數(shù)據(jù)處理的效率，也減少了野外數(shù)據(jù)處理工作粗差率。

重大基礎(chǔ)設(shè)施；互聯(lián)網(wǎng)+；手機移動端；沉降測量系統(tǒng)；手機APP

1 系統(tǒng)研發(fā)目的與意義

水準測量是沉降監(jiān)測的主要手段。通常的做法是測繪人員外業(yè)進行線路測量和監(jiān)測點測量，內(nèi)業(yè)需要回到電腦前將數(shù)據(jù)從儀器導(dǎo)出，并在電腦上進行處理。從目前很多工作實際發(fā)現(xiàn)，該方式的最大缺點是在測量過程中的一些人為誤差(包括站錯點、尺沒放正等)，無法在現(xiàn)場及時發(fā)現(xiàn)，從而造成返工。

建立基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的測量及測繪數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺是采用最新的物聯(lián)網(wǎng)概念，利用野外測量設(shè)備采集測量原始數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)實時的傳送到服務(wù)器，進行統(tǒng)一的處理和管理,該系統(tǒng)使得野外測量更加簡單，更多的信息通過網(wǎng)絡(luò)可以傳到測量現(xiàn)場，包括點名、點之記、導(dǎo)航地圖等都可以第一時間能被野外測量人員獲得，測量的效率將大大提高。在野外測量中可以從服務(wù)器上獲取上次測量的數(shù)據(jù)并計算出本次變化量，這樣就可以及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的粗差，從而避免返工。通過上網(wǎng)進行測繪數(shù)據(jù)的處理,方便快捷地獲取數(shù)據(jù)處理的成果, 提高測繪數(shù)據(jù)處理的效率，也減少了野外數(shù)據(jù)處理工作粗差率。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”沉降系統(tǒng)主要優(yōu)勢

“互聯(lián)網(wǎng)+”沉降系統(tǒng)的主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1)獲取基礎(chǔ)資料：包括水準點點之記、上次測量數(shù)據(jù)、初始測量數(shù)據(jù)、測量備注等?；ヂ?lián)網(wǎng)沉降系統(tǒng)則可以通過手機APP從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中獲取，非常便捷。

2)數(shù)據(jù)檢驗：傳統(tǒng)的水準測量如果產(chǎn)生人為的粗差，或者對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的突變都必須回到內(nèi)業(yè)處理完成后才能發(fā)現(xiàn)，而互聯(lián)網(wǎng)沉降系統(tǒng)可以從服務(wù)器上下載上一期得監(jiān)測數(shù)據(jù)，并可以計算出本次變化量。這樣在測量的現(xiàn)場可以實時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)突變現(xiàn)象，同時也防止粗差的產(chǎn)生，避免返工。

3)數(shù)據(jù)自動處理：服務(wù)器自動對測量數(shù)據(jù)進行平差處理，無需人為干預(yù)，大大減少了內(nèi)業(yè)的工作量。

3 互聯(lián)網(wǎng)沉降系統(tǒng)組成

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”地鐵監(jiān)護沉降測量系統(tǒng)主要由兩部分組成： 。分別為數(shù)據(jù)采集端終端和地鐵沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)后臺處理平臺。

3.1 基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端

該終端可以通過互聯(lián)網(wǎng)從服務(wù)器獲取需要的基礎(chǔ)測量資料，簡化測量程序，還可以將水準儀測量的數(shù)據(jù)實時地發(fā)送到服務(wù)器。該終端目前主要是針對安卓系統(tǒng)的各類手機和平板的APP軟件。其主要功能主要包括測量基本信息準備(限差、基點、線路、工點管理)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查看交互、系統(tǒng)設(shè)置幾大模塊。

3.2 數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)

整個測繪數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)功能被分為3個大的模塊：第一個是數(shù)據(jù)處理,主要是將傳回服務(wù)器的原始數(shù)據(jù)進行平差等計算；第二個是系統(tǒng)管理，主要對原始數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)進行管理匯總查詢和報表導(dǎo)出；第三個是項目管理，主要事針對不同的項目的信息和對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行管理，包括項目的基本信息、報警信息、工況信息進行管理并與對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。

4 應(yīng)用與優(yōu)化

4.1 系統(tǒng)的應(yīng)用

上海市地質(zhì)調(diào)查研究院從2015年開始開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)+的沉降測量系統(tǒng)，經(jīng)過了2年的開發(fā)和應(yīng)用期。該系統(tǒng)主要應(yīng)用在上海市地質(zhì)調(diào)查研究院的軌道交通監(jiān)護監(jiān)測和地面沉降監(jiān)測測量中。截至目前，上海市地質(zhì)調(diào)查研究院共有16個監(jiān)護項目在使用該系統(tǒng)，地面沉降測量每年采用該系統(tǒng)測量將近6000個測段，并取得了良好的效果。

4.2 系統(tǒng)的優(yōu)化

外業(yè)中由于采用了互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的技術(shù)，所展示或獲取的資料更為豐富，不過由于測量中除了需要使用原有的水準儀還必須配合手機一起使用，因此多少會給外業(yè)帶來一些不便。為此，在系統(tǒng)的開發(fā)和使用中也考慮了很多細節(jié)來提高外業(yè)的便捷性，并且針對前幾個版本的問題，在最終版本上做了一些比較人性化的優(yōu)化工作，主要包括：

1）移動端兼容性的優(yōu)化：主要針對android不同版本兼容性的優(yōu)化，以及不同品牌智能手機的兼容性優(yōu)化。

2）用戶體驗優(yōu)化：用戶體驗的優(yōu)化主要是從軟件界面和軟件使用便捷性上進行優(yōu)化，同時還增加了一些實用的新功能。

① 軟件界面美觀性的優(yōu)化

之前版本的系統(tǒng)未考慮到美觀問題，此次對整個APP軟件的界面進行了專門的設(shè)計，包括顏色、圖標、排列，盡可能使軟件友好美觀。

② 操作習慣優(yōu)化

操作習慣優(yōu)化內(nèi)容主要包括以下幾點：

按鈕位置的自動擺放：“確定”“取消”“返回”和“測量”等按鈕根據(jù)左右手的操作習慣設(shè)置為“左手”“右手”兩種方式，使用者可以根據(jù)自己使用習慣來進行調(diào)整。

可以使用儀器測量按鈕進行測量：從之前的單向按手機測量按鈕進行測量變成即可以按手機測量按鈕又可以按儀器測量鍵來進行測量，使得野外測量時更為便捷。

測量成功或者失敗或超限均采用語音播報，可以時刻提醒測量人員當前的測量狀態(tài)。測量的順序也采用語音和界面提示相結(jié)合來提醒測量人員當前的測量順序。

3）數(shù)據(jù)通訊接口優(yōu)化：系統(tǒng)通過串口轉(zhuǎn)藍牙模塊，即可實現(xiàn)手機通過藍牙控制儀器進行測量。但是第一版本系統(tǒng)在通訊上會有兩個問題存在：（1）原有通訊需要包括藍牙轉(zhuǎn)串口模塊以及儀器串口線兩個硬件設(shè)備相連，使用繁瑣，還容易忘帶；（2）原有串口轉(zhuǎn)藍牙數(shù)據(jù)線需要單獨充電供藍牙用電，野外測量的時候如果藍牙電量不足，則測量無法繼續(xù)。

針對以上兩個問題，我們在這次的研究中做了優(yōu)化。自己設(shè)計了一根數(shù)據(jù)線，將儀器接口同藍牙模塊集成在一起，并且利用水準儀的電池給藍牙供電，整條線長度在15cm，野外測量的時候也很容易放置。

5 結(jié)束語

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的沉降監(jiān)測系統(tǒng)利用了最新的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，并與測繪相結(jié)合，大大提高了測繪內(nèi)外業(yè)的作業(yè)效率和質(zhì)量，還大大加強了數(shù)據(jù)的安全性和質(zhì)量，是對測繪行業(yè)傳統(tǒng)作業(yè)方式的一次突破性的改革。

該系統(tǒng)目前主要應(yīng)用方向為沉降測量，除了系統(tǒng)本身功能的完善外，該系統(tǒng)還有較強的擴展性，除了現(xiàn)有的地鐵監(jiān)護監(jiān)測、面積水準外，還可將該系統(tǒng)擴展應(yīng)用于基坑監(jiān)測等領(lǐng)域，利用互聯(lián)網(wǎng)+的優(yōu)勢使得整個測繪過程的內(nèi)外業(yè)更便捷，數(shù)據(jù)更安全，管理更系統(tǒng)。

[1]黑龍.基于網(wǎng)絡(luò)的測繪數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].成都∶電子科技大學 ,2010(36)∶37.

[2]龔振文,段澤文,胡朝英.論智慧城市建設(shè)中的測繪新技術(shù)[J].山西建筑 ,2015(26)∶27.

[3]姜晨光,劉冠林,王紀明,等.基于物聯(lián)網(wǎng)的隧道智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].2013(11)∶12.

Settlement Measurement System Based on “Internet+” Applied on the Major Infrastructure

Using the latest networking concept based on the "Internet plus" settlement measurement management system platform, using the fi eld measurement equipment acquisition and measuring the raw data and to the server through the network real-time transmission, processing and management, greatly improves the measurement eff i ciency.Survey data processing is carried out through the Internet, convenient access to data processing results, improve the eff i ciency of surveying data processing, but also reduce the fi eld data processing of coarse slip.

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