第一篇：地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)論文

摘 要:探討開發(fā)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測系統(tǒng)的必要性與緊迫性。以VisualBasic編程語言和ACCESS數(shù)據(jù)庫為工具,應(yīng)用先進的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)設(shè)計開發(fā)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)程序采用模塊化結(jié)構(gòu),具有直接與外業(yè)觀測電子手簿連接下傳原始觀測資料、預(yù)處理和數(shù)據(jù)庫管理等功能,實現(xiàn)了測量內(nèi)外業(yè)的一體化。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、易于維護、利于后繼開發(fā),提高監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的效率、可靠性以及監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋的及時性,值得類似工程的借鑒。

關(guān)鍵詞:地鐵隧道;變形監(jiān)測;管理系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,越來越多的城市開始興建地鐵工程。地鐵隧道建造在地質(zhì)復(fù)雜、道路狹窄、地下管線密集、交通繁忙的鬧市中心,其安全問題不容忽視。無論在施工期還是在運營期都要對其結(jié)構(gòu)進行變形監(jiān)測,以確保主體結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境安全。地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容需根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計、國家相關(guān)規(guī)范和類似工程的變形監(jiān)測以及當前地鐵所處階段來確定,由規(guī)范[1]與文獻[2]知,運營期的地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容主要包括區(qū)間隧道沉降、隧道與地下車站沉降差異、區(qū)間隧道水平位移、隧道相對于地下車站水平位移和斷面收斂變形等監(jiān)測。它是一項長期性的工作,其特點是監(jiān)測項目多、線路長、測點多、測期頻和數(shù)據(jù)量大,給監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、分析和資料管理帶來了繁瑣的工作,該項工作目前仍以手工為主,效率較低,不能及時快速地反饋監(jiān)測信息。

因此,有必要開發(fā)一套高效、使用方便的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學(xué)管理及快速分析處理?，F(xiàn)階段國內(nèi)出現(xiàn)了較多的用于地鐵施工期的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)[3-4],這些系統(tǒng)雖然功能比較齊全、運行效率較高,能夠很好地滿足地鐵施工期監(jiān)測需要,但它主要應(yīng)用于信息化施工,與運營期地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測無論是在內(nèi)容還是在目的上都有著很大的區(qū)別和局限性。而現(xiàn)在國外研究的多為自動化監(jiān)測系統(tǒng)[5-6],也不適用于目前國內(nèi)自動化程度較低的地鐵隧道監(jiān)測。

此外,能夠用于運營期并符合當前國內(nèi)地鐵隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測實際的監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還較為少見。因此,隨著國內(nèi)建成地鐵的逐漸增多,開發(fā)用于運營期地鐵的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)變得越來越迫切。為此,根據(jù)運營期地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容[1-2]和特點,以isualBasic作為開發(fā)工具[7],應(yīng)用先進的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)[8],以目前較為流行的Access數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,設(shè)計和開發(fā)了用于運營期地鐵隧道變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),不僅提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的效率和可靠性,保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋的及時性,而且在某城市地鐵隧道變形監(jiān)測中投入應(yīng)用,取得較好的效果。

1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1．1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

變形監(jiān)測數(shù)據(jù)庫用于存儲監(jiān)測點屬性、監(jiān)測成果等數(shù)據(jù)信息,是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此,合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不僅是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵,還有利于系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的管理和高效處理分析?？紤]到變形監(jiān)測成果的特點,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)不僅能滿足用戶的需要,而且能使系統(tǒng)需求的資源最少,同時還要使數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)冗余度盡量小,以達到結(jié)構(gòu)合理、易于維護等目的[8]。為此,根據(jù)變形監(jiān)測內(nèi)容,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計由如下數(shù)據(jù)表構(gòu)成。

1)測段名表:包括測段編號和測段名稱兩個字段。為便于變形監(jiān)測分析,在監(jiān)測中將相鄰兩個車站之間的隧道劃分為一測段,并按車站和車站之間的隧道進行編號,測段名稱則根據(jù)各個車站或者車站之間隧道的名稱而定,監(jiān)測點的測段屬性值直接根據(jù)其所在測段來取對應(yīng)的編號值,方便查詢。

2)監(jiān)測點屬性表:包括監(jiān)測點名、測段、車道、具體位置、里程、材料、布設(shè)時間、布設(shè)單位、當前狀況、用情況、備注等。其中車道為監(jiān)測點所在的左、右道或上、下行線;具體位置指測點所處具體的空間位置,如地面、地下、高架等;當前狀況是指目前監(jiān)測點的完好情況,也就是可用否;使用情況是指監(jiān)測時是否使用。

3)沉降監(jiān)測成果表:包括編號、監(jiān)測點名、高程、測期、監(jiān)測時間、備注等。為了遵守數(shù)據(jù)庫鍵的唯一性原則和方便查詢,各個測點的每期編號由測期號與監(jiān)測點名組成,因而表中將不會出現(xiàn)相同記錄,保證了鍵的唯一性[8]。

4)沉降差異點屬性表:除了測段為各個車站編號,其余與監(jiān)測點屬性相同。

5)沉降差異監(jiān)測成果表:與沉降監(jiān)測成果表相同。

6)水平位移監(jiān)測成果表:包括編號、監(jiān)測點名、X坐標、Y坐標、測期、監(jiān)測時間、備注等,測點的編號設(shè)置與沉降監(jiān)測成果表相同。

7)水平位移差異監(jiān)測成果表:與水平位移監(jiān)測成果表相同。

8)斷面收斂變形監(jiān)測成果表:包括編號、監(jiān)測點名、直徑

1、直徑

2、測期、監(jiān)測時間、備注等,測點的編號設(shè)置與沉降監(jiān)測成果表相同。

在以上各表中,第一個字段為主關(guān)鍵字,各字段值的類型與字節(jié)寬度均按照實際所需的最佳值確定,考慮到測段名的繁瑣和數(shù)據(jù)庫管理操作的方便迅捷,在數(shù)據(jù)庫管理時將測段名表與其他各表進行關(guān)聯(lián)[8]。

1．2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)地鐵隧道變形監(jiān)測的內(nèi)容與特點,系統(tǒng)由系統(tǒng)設(shè)置、預(yù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、在線幫助和退出5個模塊組成,總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2系統(tǒng)的功能及特點

2．1系統(tǒng)的功能

2．1．1系統(tǒng)設(shè)置功能

1)參數(shù)設(shè)置:設(shè)置系統(tǒng)所使用數(shù)據(jù)庫的地址,實現(xiàn)對地鐵的不同隧道段監(jiān)測數(shù)據(jù)庫分別進行管理,同時還可設(shè)置顯示計算成果的小數(shù)位數(shù)等參數(shù)。

2)用戶設(shè)置:可以添加用戶和更改用戶登錄密碼,防止非系統(tǒng)用戶進入破壞數(shù)據(jù),保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的正常運行。

2．1．2預(yù)處理功能

1)觀測資料整理:用戶可以通過系統(tǒng)的接口程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)和外業(yè)觀測電子手簿直接相連,下傳原始觀測資料,并對其計算處理,得到觀測成果數(shù)據(jù)。

2)粗差檢驗:對觀測成果數(shù)據(jù)進行檢驗,剔除不合格數(shù)據(jù),保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的正確可靠,同時將檢驗后的成果數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中。

3)基準點穩(wěn)定性檢驗:檢驗監(jiān)測基準點的穩(wěn)定性,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。

2．1．3數(shù)據(jù)庫管理功能

1)數(shù)據(jù)查詢:包括屬性數(shù)據(jù)查詢和監(jiān)測成果數(shù)據(jù)查詢。查詢屬性數(shù)據(jù)時,可以先對屬性數(shù)據(jù)類別和屬性值條件進行選擇,同時系統(tǒng)動態(tài)搜索出滿足條件的測點,然后可根據(jù)用戶實際需要結(jié)合監(jiān)測成果條件(前后測期、兩期沉降量、兩期沉降速率等)查詢出滿足要求的測點屬性信息,實現(xiàn)對不同類監(jiān)測點在不同監(jiān)測成果條件下的屬性值進行查詢。查詢監(jiān)測成果時,可首先對測點的測段、車道、具體位置等測點主要屬性值進行選擇,然后再對監(jiān)測成果的測期、兩期變化量、累積變化量和變化速率等條件進行設(shè)置,查詢出滿足用戶要求的測點成果。在查詢出滿足要求的數(shù)據(jù)后,可導(dǎo)入到EXCEL中進行編輯打印。

2)數(shù)據(jù)錄入和添加:包括監(jiān)測點屬性數(shù)據(jù)錄入添加和監(jiān)測成果數(shù)據(jù)錄入添加兩個功能,用于向數(shù)據(jù)庫錄入添加監(jiān)測點屬性信息和監(jiān)測成果數(shù)據(jù)。設(shè)置有手工錄入添加和自動導(dǎo)入兩種方式,前者直接在程序界面上的相應(yīng)空格中填入數(shù)據(jù)值,實現(xiàn)逐點錄入;而后者則將文本數(shù)據(jù)格式或者EXCEL格式的數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)多點自動導(dǎo)入。添加數(shù)據(jù)時動態(tài)顯示已添加的數(shù)據(jù)和添加后數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)信息,添加完成后可以將已添加的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL中進行編輯、打印。在錄入添加之前可將所要錄入添加的數(shù)據(jù)按照預(yù)定的格式存儲在EXCEL或記事本中,隨后便可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中。

3)數(shù)據(jù)修改:考慮到操作的規(guī)范性,系統(tǒng)只允許對監(jiān)測點屬性進行修改。通過查詢所要修改的監(jiān)測點,對其屬性信息進行修改,同時可以動態(tài)顯示數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測點屬性信息,方便用戶及時看到修改結(jié)果。

4)數(shù)據(jù)刪除:與數(shù)據(jù)修改功能相似,通過對數(shù)據(jù)信息查詢后再進行刪除,刪除前須經(jīng)確認,然后才能操作,確保準確無誤。

5)數(shù)據(jù)導(dǎo)出:由于在前述操作中已包括本功能,因此系統(tǒng)中無需再單獨設(shè)此功能模塊,避免重復(fù)。

2．1．4在線幫助功能

包括幫助目錄與幫助主題搜索兩個功能,用于系統(tǒng)運行過程中的在線幫助,以文本和圖像的形式對系統(tǒng)進行操作說明,并對常見問題作詳細解答。

2．1．5退出功能

退出系統(tǒng)。

2．2系統(tǒng)的特點

1)系統(tǒng)充分利用了先進計算機技術(shù)的優(yōu)勢,克服了傳統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)管理存在的數(shù)據(jù)查詢繁瑣、處理分析低效等缺陷。

2)系統(tǒng)操作通過窗口和菜單進行,具有界面友好、操作幫助完善等優(yōu)點。

3)系統(tǒng)可通過接口程序與外業(yè)觀測電子手簿相連,下傳原始觀測資料,并進行計算處理,實現(xiàn)測量內(nèi)外業(yè)一體化。

4)經(jīng)系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)成果可直接導(dǎo)入到EX-CEL中,充分利用了EXCEL報表制作的優(yōu)點,滿足了用戶對報表格式多樣性的要求。

5)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫進行管理,使復(fù)雜、繁瑣的監(jiān)測數(shù)據(jù)管理工作變得簡單易行,如數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除、導(dǎo)入EXCEL等可通過鼠標單擊直接實現(xiàn),提高了工作效率。系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用

系統(tǒng)采用Windows2000/Me/XP作為操作平臺,以桌面式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫ACCESS和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言VisualBasic6。0作為開發(fā)工具,通過數(shù)據(jù)庫引擎(ADO)[7]與數(shù)據(jù)庫有機的聯(lián)系在一起。系統(tǒng)開發(fā)采用面向?qū)ο蟮姆椒?它是根據(jù)應(yīng)用問題所涉及的對象,建立于現(xiàn)實世界的一種軟件開發(fā)思想[7]。利用該方法的關(guān)鍵是對前端概念的理解,只有當應(yīng)用領(lǐng)域固有的概念被識別和理解了,才能較好的設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)其功能。

VisualBasic是一個面向?qū)ο蟮膱D形界面應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境,利用它可開發(fā)面向?qū)ο蟮幕赪in-dows的應(yīng)用程序[7]。由于VisualBasic充分利用了Windows的窗口資源,因而開發(fā)應(yīng)用程序的用戶界面美觀、簡潔。本系統(tǒng)中所使用的菜單、按鈕和結(jié)果顯示等功能方式均以模塊化開發(fā)實現(xiàn),有利于系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)升級。

系統(tǒng)應(yīng)用過程:首先,按照系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表的字段格式對車站、區(qū)間段和監(jiān)測點進行統(tǒng)一編號、命名和歸類,并根據(jù)實際情況確定測點屬性值,將整理后的測段信息與測點屬性數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫;然后,通過系統(tǒng)的接口程序從外業(yè)觀測電子手簿下傳各期原始觀測資料,對其進行預(yù)處理后將滿足要求的成果數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫;最后,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行管理和處理計算,分析地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形情況。該系統(tǒng)在某城市地鐵監(jiān)測中得到了很好的應(yīng)用,發(fā)揮了較大的作用,實際應(yīng)用表明:

1)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的效率得到了明顯的提高。應(yīng)用系統(tǒng)后,數(shù)據(jù)處理分析所花時間從原先手工進行所需的7d至8d縮短為1d至2d。

2)系統(tǒng)計算準確、成果可靠。

3)系統(tǒng)功能完善,操作簡單,界面友好、美觀。結(jié) 論

地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是結(jié)合地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測實際情況進行設(shè)計和開發(fā)的具有較高的實用價值。

1)系統(tǒng)應(yīng)用了先進的ADO數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)的有機結(jié)合,使Access數(shù)據(jù)庫與VisualBasic語言的優(yōu)勢得到了最大的發(fā)揮,值得類似系統(tǒng)借鑒。

2)通過實踐應(yīng)用表明該系統(tǒng)功能完善、方便實用、計算準確、數(shù)據(jù)成果可靠,能夠較好地滿足實際應(yīng)用需求,大大減少了數(shù)據(jù)管理工作量,提高了效率。

3)系統(tǒng)中測量內(nèi)外業(yè)一體化的實現(xiàn)為地鐵隧道自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)積累了一定的經(jīng)驗。

4)系統(tǒng)開發(fā)運行的成功為今后地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)以及地鐵安全監(jiān)測專家系統(tǒng)的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,中華人民共和國建設(shè)部.地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2000:64-70.[2]于來法.論地下鐵道的變形監(jiān)測[J].測繪通報,2000(5):13-15.[3]郝傳才.地鐵施工監(jiān)測信息系統(tǒng)[J].廣東建材,2005(10):83-85.[4]王浩,葛修潤,鄧建輝,等.隧道施工期監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的研制[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2001(20):1684-1686.[5]TORYK.Multiple-Surveying-RobotSystemforTunnel DeformationMonitoring[EB/OL].http://www.ntu.edu.sg/cee/research/bulletin/2003_2004/pdf/SpatialInfo.pdf.[6]BASSETT,R.H,KIMMANCE,J.P,RASMUSSEN,C.Automatedelectroleveldeformationmonitoring

systemfortunnels[A].ProceedingsofSPIE-TheInternationalSo-cietyforOpticalEngineering[C],17thInternationalCon-ferenceonOpticalFibreSensors,London,2005,London:ThomasTelfordServicesLtd,London,England,2005:168-171.[7]趙斯思.VisualBasic數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)與實例[M].北京:人民郵電出版社,2004.[8]陳志泊,李冬梅,王春玲.數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用教程[M].北京:人民郵電出版社,2002.

第二篇：地鐵隧道變形監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的開發(fā)

地鐵隧道變形監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的開發(fā)

摘要：地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的特殊性、周期性和長期性,使其信息量非常龐大。信息管理是地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測中一項重要的工作,現(xiàn)有的管理方式效率很低。為了高效、準確地管理監(jiān)測信息,及時分析預(yù)報地鐵隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀況,本文結(jié)合南京地鐵運營期隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測實例,開發(fā)了一套具有變形監(jiān)測資料存儲、預(yù)處理、管理分析、可視化分析、預(yù)測預(yù)報及限值預(yù)警等功能的信息管理系統(tǒng),保證了準確及時快速的數(shù)據(jù)處理和信息反饋,具有良好的運用和推廣前景。

關(guān)鍵詞 地鐵隧道 變形監(jiān)測 信息管理系統(tǒng) 引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,越來越多的城市開始興建地鐵工程。地鐵隧道建造在地質(zhì)復(fù)雜、道路狹窄、地下管線密集、交通繁忙的鬧市中心,其安全問題不容忽視。無論在施工期還是在運營期都要對其結(jié)構(gòu)進行變形監(jiān)測,以確保主體結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境安全。

地鐵隧道是一狹長的線狀地下建構(gòu)筑物,監(jiān)測點數(shù)量比較大,其周期性和長期性,使數(shù)據(jù)量非常龐大。面對這些繁雜而又龐大的數(shù)據(jù)能否管理利用好,關(guān)系到監(jiān)測隧道結(jié)構(gòu)變形和預(yù)測預(yù)報結(jié)構(gòu)變形工作能否實現(xiàn)和實現(xiàn)的質(zhì)量。為此,如何有效地管理原始信息,并進行相應(yīng)的處理顯得尤為重要。目前多數(shù)監(jiān)測信息的管理和應(yīng)用存在不直觀、不及時、自動化程度較低等缺點,根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)自身特點研制一套高效率的、使用方便的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)是必要的,它與變形監(jiān)測一樣具有重要的實用意義和科學(xué)意義。系統(tǒng)設(shè)計思想

以地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測信息為管理對象,根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的實際情況,綜合運用監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和信息管理技術(shù),實現(xiàn)對地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形信息的存儲、預(yù)處理、管理分析、可視化分析監(jiān)測信息、預(yù)測預(yù)報及限值預(yù)警,為結(jié)構(gòu)分析提供數(shù)據(jù)資源,以及時反饋地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全狀況,使安全監(jiān)測管理人員更為方便和高效的管理監(jiān)測信息,為確保地鐵隧道結(jié)構(gòu)的安全運行提供有效的決策支持。地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要應(yīng)滿足如下要求: 1.1 提高地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析與

管理的科學(xué)化和自動化水平,滿足輔助決策需求 1.2 構(gòu)建地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測信息管理基礎(chǔ)平臺

1.3 為后期自動化監(jiān)測的開展及安全監(jiān)測專家系統(tǒng)的建立提供基礎(chǔ)。3 系統(tǒng)功能

地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測信息管理系統(tǒng)包括文檔管理、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、信息預(yù)警預(yù)報和系統(tǒng)管理六大模塊,內(nèi)容不僅涵蓋了相關(guān)技術(shù)規(guī)范的所有要求,而且具有地鐵隧道自身的特點,全面、標準、專業(yè),有良好的應(yīng)用前景。

3.1 文檔管理模塊 3.1.1 變形監(jiān)測資料 地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計、國家相關(guān)規(guī)范和類似工程的變形監(jiān)測以及當前地鐵所處階段來確定,主要內(nèi)容包括[3]:垂直位移監(jiān)測(區(qū)間隧道沉降監(jiān)測和隧道與地下車站沉降差異監(jiān)測);水平位移監(jiān)測(區(qū)間隧道水平位移監(jiān)測和隧道相對地下車站水平位移監(jiān)測);隧道斷面收斂變形監(jiān)測等。

對于不同的地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測項目內(nèi)容,所用監(jiān)測方法和儀器也不相同。通常,對于隧道垂直位移和水平位移監(jiān)測,可通過大地測量或者自動化測量的方法利用精密水準儀、精密全站儀或智能全站儀進行;而對于隧道斷面收斂變形監(jiān)測,則要通過物理量測的方法利用收斂儀(計)進行。

變形監(jiān)測資料包括歷次變形監(jiān)測的原始數(shù)據(jù),監(jiān)測報告及鑒定報告等。3.1.2 工程概況資料

工程概況資料主要有工程概況、工程特性參數(shù)、重要技術(shù)資料和安全監(jiān)測系統(tǒng)檔案等。

(1)工程概況:包括地鐵地理位置,車站布置,沿線主要建筑物概況,工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件,結(jié)構(gòu)特性、施工情況等。(2)重要技術(shù)資料:主要結(jié)構(gòu)設(shè)計文件、圖紙,運行設(shè)計報告,竣工驗收報告,隧道加固改建或觀測更新改造專題報告,重要工程圖形和圖像。(3)變形監(jiān)測系統(tǒng)檔案:主要包括監(jiān)測儀器運行、維護和歷次檢查、鑒定記錄及報告。

(4)其他資料:主要包括水文、氣象和地震資料等。3.1.3 巡檢資料

包括對隧道結(jié)構(gòu)的各個部位和斷面的滲漏、變形和裂縫等的日常巡查記錄表,隧道安全情況和隧道重大事故報告等。3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊

通過不同的方式導(dǎo)入原始監(jiān)測資料,并對其進行粗差檢驗,若有粗差則提示警告,以便查找原因返工重測,然后再進行初步處理分析。對基準點和工作基點的穩(wěn)定性進行檢驗,不同的穩(wěn)定性檢驗結(jié)果決定平差方法的選取。最后對所得監(jiān)測結(jié)果進行整理,存儲至相關(guān)數(shù)據(jù)庫。3.2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

目前嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展特別迅速,根據(jù)監(jiān)測手段和方式不同,用戶可以通過系統(tǒng)的接口程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)和觀測電子手簿直接相連,自動導(dǎo)入或手工導(dǎo)入。3.2.2 粗差檢驗

依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)程應(yīng)用相應(yīng)檢驗粗差的方法對其進行檢驗,若有粗差則給出提示警告和可能原因,以便查找原因返工重測;若沒有粗差則提示檢驗通過,可進行下一步處理計算。3.2.3 穩(wěn)定性檢驗

通過對監(jiān)測資料的計算分析,應(yīng)用統(tǒng)計方法(F檢驗和t檢驗)對基準點和工作基點的穩(wěn)定性狀況進行分析,為平差計算采用何種平差方法提供依據(jù)。3.2.4平差計算

根據(jù)基準點及工作基點穩(wěn)定性檢驗結(jié)果,對變形監(jiān)測網(wǎng)相應(yīng)的選用經(jīng)典平差、擬穩(wěn)平差或自由網(wǎng)平差;如果監(jiān)測資料(如隧道收斂變形監(jiān)測資料等)無需平差計算的則直接進行相關(guān)成果計算。

3.2.5 資料整理入庫

根據(jù)前述各部分處理計算所得結(jié)果,對所得監(jiān)測成果以及檢驗結(jié)果進行整理和存儲入庫。此外,可根據(jù)需要對相關(guān)監(jiān)測屬性信息進行相關(guān)編輯、修改,然后再整理入庫。3.3 數(shù)據(jù)庫管理模塊

對數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢、添加錄入、修改和刪除,同時可根據(jù)需要進行數(shù)據(jù)報表生成輸出。3.3.1 數(shù)據(jù)查詢

根據(jù)不同監(jiān)測項目特點,采用不同的查詢方式對測點的屬性信息和監(jiān)測成果進行條件查詢和遍歷查詢,并可根據(jù)需要將查詢結(jié)果以不同的方式輸出。3.3.2 數(shù)據(jù)錄入添加

根據(jù)實際需要對測點屬性數(shù)據(jù)和監(jiān)測單位所提供的直接成果數(shù)據(jù)進行錄入添加,同時可對屬性數(shù)據(jù)信息進行編輯、修改添加。3.3.3 數(shù)據(jù)修改

考慮到操作的規(guī)范性,系統(tǒng)只允許對監(jiān)測點屬性進行修改。通過查詢所要修改的監(jiān)測點,對其屬性信息進行修改,同時可以動態(tài)顯示數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測點屬性信息,方便用戶及時看到修改結(jié)果。3.3.4 數(shù)據(jù)刪除

與數(shù)據(jù)修改功能相似,通過對數(shù)據(jù)信息查詢后再進行刪除,刪除前須經(jīng)確認,然后才能操作,確保準確無誤。

3.3.5 報表生成

可根據(jù)用戶需要,查詢相關(guān)監(jiān)測信息,然后以相關(guān)的報表形式輸出監(jiān)測信息。3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊

通過應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)分析方法和方式對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理分析,分析過程和方式采用表格和曲線圖形方式進行。

3.4.1 監(jiān)測點穩(wěn)定性分析

應(yīng)用相關(guān)穩(wěn)定性分析方法及指標,結(jié)合監(jiān)測現(xiàn)場實際,對不同類型監(jiān)測點穩(wěn)定性進行分析評判。3.4.2 可視化分析

針對監(jiān)測信息反饋分析的需要,提供可視化的變形監(jiān)測圖形報表,輔助測點穩(wěn)定性分析評判,以便使用者更直觀具體地了解隧道結(jié)構(gòu)整體變形趨勢。

以南京地鐵西延線垂直位移監(jiān)測為例,除提供每期沉降量曲線圖、沉降速率曲線圖、撓度曲線圖、相對撓度曲線圖外,還可提供任意兩期累積沉降量、累積沉降速率、撓度及相對撓度的對比曲線圖。3.5 信息預(yù)警預(yù)報模塊

僅僅將監(jiān)測的信息錄入系統(tǒng)中是不夠的,還要根據(jù)穩(wěn)定性分析以及前n期的監(jiān)測成果模擬監(jiān)測點的變形曲線,并結(jié)合相關(guān)資料預(yù)報今后的變化趨勢。由于影響變形體的因素錯綜復(fù)雜,考慮到系統(tǒng)的通用性,模塊提供了回歸分析、灰色系統(tǒng)、kalman濾波等傳統(tǒng)的模型供選擇。

根據(jù)系統(tǒng)給出的限值進行預(yù)警,提供相關(guān)區(qū)間段的工程圖紙及地質(zhì)、水文氣象資料,便于隧道結(jié)構(gòu)變形情況的進一步分析。3.6 系統(tǒng)管理模塊

為保證系統(tǒng)的安全,系統(tǒng)運行和數(shù)據(jù)操作過程中都不能出現(xiàn)任何差錯,必須對系統(tǒng)進行有效的管理,這主要是指對系統(tǒng)用戶的管理及日常使用日志的管理。3.6.1 系統(tǒng)用戶管理

為保證監(jiān)測信息的完整性、正確性和安全性,必須對系統(tǒng)的用戶進行有效的管理。用戶登錄系統(tǒng)的過程必須在系統(tǒng)日志中進行登記,包括用戶名、登錄時間、對系統(tǒng)的操作過程以及在系統(tǒng)中滯留的時間等。系統(tǒng)管理員定期將系統(tǒng)的用戶使用情況向主管領(lǐng)導(dǎo)匯報。在征得主管領(lǐng)導(dǎo)的同意后,系統(tǒng)管理員可以根據(jù)實際情況添加用戶或提升、降低某些用戶的用戶使用級別,必要時可以禁止某些用戶的使用權(quán)力。系統(tǒng)用戶管理包括系統(tǒng)用戶登錄管理和用戶權(quán)限管理兩個部分。3.6.2 系統(tǒng)日志及安全管理

本系統(tǒng)為系統(tǒng)管理員提供系統(tǒng)日志的檢查和備份功能,使系統(tǒng)管理員通過對系統(tǒng)日志的查看了解系統(tǒng)的使用情況以及存在的不足和問題,及時地處理系統(tǒng)存在的隱患,保證系統(tǒng)的高效運行。3.6.3 數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)

為了保證管理系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)經(jīng)災(zāi)難性毀壞后,能正?；謴?fù)運行,必須進行數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)。系統(tǒng)采用自動備份與人工備份結(jié)合的方式,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。4 結(jié) 語

地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測信息管理系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)設(shè)計,各功能模塊間具有相對地獨立性,便于進行功能擴充,為后期自動化監(jiān)測的開展及安全監(jiān)測專家系統(tǒng)的建立提供支持和鋪墊[4,5]。該系統(tǒng)已在南京地鐵中應(yīng)用,不僅準確及時快速的數(shù)據(jù)處理和信息反饋,提高了地鐵運營的管理水平,而且為地鐵的安全運營提供了保證,具有顯著的社會經(jīng)濟效益和良好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]王浩,葛修潤,鄧建輝,豐定祥.隧道施工期監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的研制[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2001,10:1684—1686 [2]李元海.地鐵施工監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的分析設(shè)計及應(yīng)用[J].隧道建設(shè),1996,4:22—26 [3]黃騰,李桂華,孫景領(lǐng),岳榮花.地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪工程,2006,6:1—3

[4]趙顯富.變形監(jiān)測成果數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研制[J].測繪通報,2001,4:28—32 [5]張其云,鄭宜楓.運營中地鐵隧道變形的動態(tài)監(jiān)測方法[J].城市道橋與防洪,2005,7:87—89

第三篇：運行中的地鐵隧道變形動態(tài)監(jiān)測

運行中的地鐵隧道變形動態(tài)監(jiān)測

摘 要 文章結(jié)合廣州市“倉邊復(fù)建綜合樓項目”工程施工監(jiān)測方案，對受緊鄰基坑施工擾動影響的運行中地鐵隧道變形的動態(tài)監(jiān)測方法進行了分析，采用TCA2003全站儀的全自動動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以24 h無人值守、連續(xù)監(jiān)測運行中的地鐵隧道變形，且每次監(jiān)測可在地鐵運行間隔內(nèi)迅速完成。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可以實時提供給施工方，以指導(dǎo)當前及下一步的施工，在工程應(yīng)用中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞 地鐵隧道 連續(xù)運行 基坑開挖 變形動態(tài)監(jiān)測 概述

在我國已有地鐵的城市中，地鐵沿線（非?？拷罔F隧道）的深基坑越來越多，如何在基坑開挖中保護正在運行中的地鐵隧道，是一個十分現(xiàn)實的問題。采用信息化施工及監(jiān)測方法，可以有效地指導(dǎo)基坑施工過程，施工中采用的時空效應(yīng)法、逆作法、注漿法和基坑加固方法等均可達到保護鄰近隧道、控制變形的目的。而常規(guī)的地鐵變形監(jiān)測如連通管法、巴塞特法等，在運行的地鐵隧道中進行監(jiān)測相當困難，主要是因為地鐵運行間隔很短，運行期間絕對不允許測量人員進入，為此，須有一種簡便的、無人值守、自動的動態(tài)監(jiān)測方法，可在很短的時間間隔內(nèi)，迅速完成隧道的變形監(jiān)測，并為鄰近基坑的施工提交監(jiān)測數(shù)據(jù)。

廣州市 “倉邊復(fù)建綜合樓項目”與廣州地鐵1號線平行，西側(cè)基坑距區(qū)間隧道（公園前站～農(nóng)講所站）北線最近處約4 m，東側(cè)基坑距北線隧道最近處約8 m，基坑開挖深度約為10.5 m，采用地下連續(xù)墻圍護，兼做承重結(jié)構(gòu)?；娱_挖將對地鐵1號線構(gòu)成威脅，為保證地鐵的安全運行，必須在基坑開挖過程中對運行中的隧道變形進行不間斷監(jiān)測。自動化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 2.1 監(jiān)測要求

由于地鐵隧道在一天中的三分之二以上的時間是處于全封閉的運營狀態(tài)，絕對不允許監(jiān)測人員進入隧道內(nèi)工作，所以要求必須在隧道內(nèi)設(shè)置自動化監(jiān)測系統(tǒng)代替人工操作，實現(xiàn)對隧道水平、垂直位移的連續(xù)、精確監(jiān)測?？紤]到地鐵運行的間隔很短，所采用的監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能在3～5 min內(nèi)完成隧道（受影響的區(qū)間段）的變形監(jiān)測，以掌握基坑開挖施工引起地鐵1號線隧道變形規(guī)律及特性。2.2 監(jiān)測范圍

地鐵1號線下行線“農(nóng)講所站～公園前站”區(qū)間隧道沿基坑的60 m及兩端各向外延伸45 m（約150 m）的范圍。監(jiān)測內(nèi)容為隧道的水平和垂直位移。2.3 自動化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成

一個完整的自動化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是指在無需操作人員干預(yù)的條件下，實現(xiàn)自動觀測、記錄、處理、存儲、報表編制、預(yù)警預(yù)報等功能，它由一系列的軟件和硬件構(gòu)成，整個系統(tǒng)配置包括：TCA自動化全站儀、棱鏡、通訊電纜及供電電纜、計算機與專用軟件。

2.3.1 TCA自動化全站儀

TCA自動化全站儀能夠自動整平、自動調(diào)焦、自動正倒鏡觀測、自動進行誤差改正、自動記錄觀測數(shù)據(jù)，其獨有的ATR（Automatic Target Recognition，自動目標識別）模式，使全站儀能進行自動目標識別，操作人員一旦粗略瞄準棱鏡后，全站儀就可搜尋到目標，并自動瞄準，不再需要精確瞄準和調(diào)焦，大大提高工作效率。

TCA2003是Leica TCA自動化全站儀中的一種（見圖1），該儀器測角精度為0.5〞，測距精度為1 mm±1 ppm?？赏ㄟ^專用的控制軟件來控制觀測目標、設(shè)定觀測周期。

2.3.2 Leica標準精密測距棱鏡

棱鏡作為觀測標志，利用膨脹螺絲固定在隧道內(nèi)側(cè)（見圖2），其數(shù)目可按實際需要設(shè)定，該標志能被TCA2003全站儀自動跟蹤鎖定，以實施精密測角和測距。

2.3.3 計算機

計算機利用電纜和全站儀連接，并裝有專用軟件以實現(xiàn)整個監(jiān)測過程的全自動化，既能控制全站儀按特定測量程序采集監(jiān)測點數(shù)據(jù)，并將測量成果實時進行處理，以便及時發(fā)現(xiàn)錯誤，杜絕返工，也可以對各個觀測周期的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲并生成監(jiān)測報告。2.3.4 其它設(shè)備

其它設(shè)備包括溫度計﹑氣壓計﹑濕度計、連接電纜、外接電源等；溫度計﹑氣壓計﹑濕度計用于測定空氣的溫度、壓力和濕度，將測定結(jié)果輸入到計算機中，對觀測結(jié)果進行修正，以提高觀測精度。2.3.5 實時控制軟件

GeoMos Monitor是專門用于監(jiān)測的、與TCA2003全站儀配套的變形測量軟件，其在Windows環(huán)境下運行，并將數(shù)據(jù)存儲在SQL Server數(shù)據(jù)庫中，它既可按操作者設(shè)定的測量過程和選定的基準點、觀測點進行相應(yīng)的測量處理，也可快速建立三維坐標、位移量以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲、檢索、編輯，可實時顯示量測數(shù)據(jù)，并進行實時處理或后處理，能實時顯示圖形或事后顯示。2.3.6 后處理軟件

采用自己編制的軟件，利用和GeoMos的軟件接口，對測量數(shù)據(jù)進行后處理，按施工方要求的格式將監(jiān)測點的位移變化轉(zhuǎn)化為標準圖表的形式直觀地表達出來，繪制出監(jiān)測報表和位移曲線，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、報警以及報表生成的功能，可以根據(jù)用戶的要求提供報表的形式。3 施工監(jiān)測 3.1 測點布設(shè)

測點分為測站點、基準點以及觀測點3類，測點布設(shè)在區(qū)間隧道K9+920~K10+070約150 m的范圍之內(nèi)?；鶞庶c用來檢驗測站是否產(chǎn)生位移，位于基坑影響區(qū)域外的東、西2點；觀測點沿隧道每隔約10 m布設(shè)1個，如圖3所示。

觀測點和基準點都采用棱鏡作為觀測標志（可實現(xiàn)在水平方向上和垂直方向上的旋轉(zhuǎn)），固定在支座上，支座采用膨脹螺絲固定在隧道管片上，安裝高度低于2 m（以確保安裝時不需要停電作業(yè)，并不對行車造成影響）。儀器設(shè)置在施工影響區(qū)域的中央（隧道的南側(cè)），固定在觀測臺上（避免對中誤差），并在旁邊放置穩(wěn)壓電源。

為了更好地掌握地鐵運行狀況和控制隧道受基坑施工的影響，在不同位置設(shè)置典型觀測斷面（斷面具體數(shù)目結(jié)合基坑開挖深度及影響范圍設(shè)定）。坐標系設(shè)置為自定義坐標系。3.2 觀測方法

通過控制軟件，在每個觀測周期開始前，利用東、西2個基準點，4測回推算出測站點的坐標，然后，四測回對所有的點進行自動觀測，得到觀測點的坐標?；娱_挖深度較淺時，可以減少觀測頻率。隨著基坑開挖深度的不斷增加，24 h實時觀測，并加大重點部位的觀測頻率。3.3 測量數(shù)據(jù)

表1為不同測點的監(jiān)測報表，圖4是D12點的累計位移—時間的曲線圖。

3.4 測量誤差分析 3.4.1 誤差來源

測量的誤差來源于儀器的系統(tǒng)誤差、測站和目標的對中誤差、外界環(huán)境的影響、測量儀器的影響。

⑴ 儀器的系統(tǒng)誤差主要是由儀器本身構(gòu)造引起的，為保證精度，需在測量前對儀器進行檢校，儀器即使在檢校后還有殘余的系統(tǒng)誤差。但由于監(jiān)測需要得到的是2次測量之間的位移值，因此系統(tǒng)誤差可以基本消除。

⑵ 由于測站點、觀測點均采用強制對中措施，而且標志埋設(shè)后在整個觀測過程中不再重新安置，因此，測站、目標的對中誤差可忽略不計。

⑶ 由于本次監(jiān)測需要實時監(jiān)測，而地鐵隧道的濕度較大，對測距的精度會有影響，但地鐵隧道內(nèi)的溫度﹑氣壓﹑濕度均比較穩(wěn)定，因此，可不考慮這些外界環(huán)境因素對觀測結(jié)果的影響，可在觀測過程中利用數(shù)學(xué)模型進行修正。而列車運行帶來的震動卻對觀測結(jié)果的影響較大，故應(yīng)盡量避免在這一時段進行觀測。

⑷ 本次測量采用TCA2003全站儀觀測，其測角精度0.5″，測距精度1 mm±1 ppm，因此，其是影響測量的主要誤差源。3.4.2 誤差分析

此次監(jiān)測主要的誤差來源是儀器的測角誤差和測距誤差，儀器的測角精度為0.5″，100 m的監(jiān)測范圍內(nèi)由測角所引起的最大誤差為±0.12 mm；儀器的測距精度為1 mm±1 ppm，其中1 mm為固定誤差，±1 ppm為比例誤差(1 mm/km)，即100 m的距離由測距所引起的誤差為±0.1 mm，距離測量采用四測回觀測儀器引起的誤差為±0.5 mm；根據(jù)各點給定的初始坐標估算，點位的平面精度約±0.5 mm，Z方向的精度與豎直角的大小有關(guān)，精度略低，但仍可以保證±1 mm的精度，能夠滿足施工及甲方對地鐵保護的要求。結(jié)論

廣州市“倉邊復(fù)建綜合樓項目”基坑開挖對地鐵1號線構(gòu)成威脅，施工中采用的監(jiān)測系統(tǒng)對運行中的隧道變形進行不間斷監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果為基坑開挖施工提供了準確、及時的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，保證地鐵的安全運行。這是一種簡便、靈活、無人值守、實時、動態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。工程應(yīng)用表明，該監(jiān)測系統(tǒng)能滿足工程的要求，且監(jiān)測速度快、精度高、受人為影響少、自動化程度高，可在地鐵運行間隔內(nèi)迅速完成隧道的變形監(jiān)測。

參考文獻

1.劉立臣.廣州地鐵二號線新-磨區(qū)間土建工程施工監(jiān)測.西部探礦工程.2004 年第8 期

2.白素珍.淺談廣州地鐵二號線鷺中區(qū)間隧道施工監(jiān)測.西部探礦工程.2004 年第3 期

3.梁禹.廣州地鐵一號線隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測及成果分析.施工技術(shù).2002年6月第31卷第6 期.4.曹宇寧.廣州地鐵二號線琶洲站基坑工程的監(jiān)測及信息化施工.廣東水利水電.2001年12月第6期.5.北京城建勘測設(shè)計研究院.地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范.北京: 中國計劃出版社.1999

第四篇：地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李光，馮雪春

（葫蘆島市測繪地理信息局，遼寧 葫蘆島 12500）

摘要：通過對目前地鐵施工階段沉降數(shù)據(jù)的管理與預(yù)測方法的分析和了解，通過計算機編程語言，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的專業(yè)化、智能化的管理，并且應(yīng)用合理的預(yù)測方法對沉降數(shù)據(jù)進行后期的預(yù)測，通過嚴謹?shù)某绦蛟O(shè)計，實現(xiàn)相關(guān)功能，具有較好的實用價值及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：地鐵；沉降監(jiān)測；系統(tǒng)設(shè)計

1.前言

在地鐵施工過程中，變形監(jiān)測為工程質(zhì)量、施工進度和人身安全提供了重要的保證，就現(xiàn)階段而言，在地鐵施工過程中，由于監(jiān)測項目多，數(shù)據(jù)格式多，監(jiān)測數(shù)據(jù)接觸人員多，存在諸多對監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的混亂問題；同時，在監(jiān)測數(shù)據(jù)也存在數(shù)據(jù)共享不及時，監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)報不及時等問題，尤其是監(jiān)測數(shù)據(jù)的短期預(yù)測精度有限，對未來形變趨勢無法做出準確判斷，很大程度上影響施工安全。因此，設(shè)計一個集數(shù)據(jù)處理，管理和預(yù)測分析于一體的系統(tǒng)顯得十分重要。系統(tǒng)需求

2.1系統(tǒng)功能需求

系統(tǒng)的主要功能就是對數(shù)據(jù)的進行短期、準確的預(yù)測，這是系統(tǒng)的核心功能；系統(tǒng)還應(yīng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的錄入（包括手動錄入和導(dǎo)入已有文件）、數(shù)據(jù)存儲（建立專門的數(shù)據(jù)文件）、數(shù)據(jù)處理（包括對數(shù)據(jù)進行粗差檢驗、危險值預(yù)警、平差等）、生成監(jiān)測報表（建立數(shù)據(jù)的日報、周報等并附有工程信息）、生成沉降曲線圖（包括沉降速率圖和累積沉降圖）、實現(xiàn)簡易的監(jiān)測點位圖（相對點位圖）等功能。2.2 系統(tǒng)性能需求

(1)系統(tǒng)穩(wěn)定性高，應(yīng)能在正常情況下，保證系統(tǒng)所有功能都能正常使用；在非正常情況下，盡可能保證部分功能正常使用；

(2)系統(tǒng)對電腦硬件要求低，在施工現(xiàn)場上任何硬件水平的電腦上都能運行，使系統(tǒng)具有廣泛的硬件適用性；

(3)系統(tǒng)對計算機系統(tǒng)軟件要求低，在施工現(xiàn)場并不能所有電腦都安裝了VC2008++等基礎(chǔ)支持性軟件，因此，系統(tǒng)必須具有良好的兼容性。

(4)系統(tǒng)應(yīng)具有一定安全性，由于系統(tǒng)內(nèi)部可能載有國家保密級數(shù)據(jù)，因此應(yīng)能避免操作系統(tǒng)漏洞給本系統(tǒng)造成影響。系統(tǒng)總體設(shè)計

按照上文所說的需求分析和總體設(shè)計，“地鐵施工階段沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)”將是一個界面友好、簡單易操作、能夠生成圖形化，同時又能夠顯示相對點位，基于這些需求，本文在綜合考慮了所有的編程語言后，相對比而言，C#語言和Matlab語言以及使用ArcGIS Engine的相關(guān)模塊能夠符合系統(tǒng)需求。

“地鐵施工階段沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)”是一個全方位、流程化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，為滿足設(shè)計要求，系統(tǒng)將主要包括：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析與計算、數(shù)據(jù)預(yù)測三大部分，從原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入（錄入）為開始，數(shù)據(jù)分析與預(yù)測為過程，生成監(jiān)測數(shù)據(jù)報表為終止，其中包含數(shù)據(jù)建檔、粗差剔除、簡易平差、危險值警示、各種沉降數(shù)據(jù)示意圖、累積沉降曲線圖等等功能。系統(tǒng)總設(shè)計圖如圖3.1。

圖3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計圖

Fig.3.1 Overall System Design Drawing 4 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計

系統(tǒng)主要分為三個模塊：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析與計算、數(shù)據(jù)預(yù)測。4.1 數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)管理做為數(shù)據(jù)的載體，貫穿于整個系統(tǒng)之中，通過施工測量員提供的資料和意見，針對數(shù)據(jù)管理模塊具體化如下圖4.1，其流程包括數(shù)據(jù)錄入、建立數(shù)據(jù)檔案、數(shù)據(jù)分析以及生成最后的監(jiān)測報表。

圖4.1 數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計圖

Fig.4.1 Data Management Module Design Drawing 4.2 數(shù)據(jù)分析與計算模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)分析與計算是“地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)”的重要組成部分，數(shù)據(jù)分析能力的強弱決定系統(tǒng)的實際應(yīng)用等級水平，這個模塊包含計算和分析，沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)的計算可以通過簡單的計算機語言編寫，其目的是根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范求出精度評定的相關(guān)參數(shù)；而分析則主要體現(xiàn)在粗差剔除的方法上，根據(jù)一期的沉降數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，對粗差剔除的理論方法宜采用格拉布斯準則進行判別，并警示顯示。具體模塊設(shè)計見下圖4.2

圖4.2 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計圖

Fig.4.2 The Data Processing Module Design Drawing 4.3 數(shù)據(jù)預(yù)測模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)預(yù)測模塊是“地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)”的核心部分，數(shù)據(jù)預(yù)測精度的高低決定著下一步的施工，在很大程度上左右工程進度，因此，數(shù)據(jù)預(yù)測模塊要求主要有兩個：首先，算法預(yù)測精度高，能夠保障施工技術(shù)要求；其次，程序?qū)?shù)據(jù)質(zhì)量要求要低，任何數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)量大小，都能準確預(yù)測。由于地鐵施工階段，工期緊張，因此，短期對數(shù)據(jù)預(yù)測能力要求較高，對長期數(shù)據(jù)預(yù)測能夠保障總體趨勢即可。

在導(dǎo)入的原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)分析計算后，首先利用時間序列分析模型分析，使數(shù)據(jù)的特性能夠識別在時間序列當中，通過自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)，確定時間序列分析模型的參數(shù)，通過對殘差的對比分析，選擇適當?shù)男〔ɑ?，利用分層閾值小波去噪，消去噪聲，最后使用指?shù)平滑法對數(shù)據(jù)實現(xiàn)預(yù)測，并生成預(yù)測曲線和計算出預(yù)測值。具體設(shè)計運行流程，見下圖4.3。

Fig.4.3

4.3 數(shù)據(jù)預(yù)測模塊設(shè)計圖

Data Prediction Module Design Drawing

圖 5 地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)功能實現(xiàn)

5.1 系統(tǒng)主界面及數(shù)據(jù)管理模塊的實現(xiàn)

圖5.1 系統(tǒng)登錄界面 Fig.5.1 System Login Screen 圖5.1為該系統(tǒng)的登錄界面，用戶通過輸入賬號、密碼方可登錄成功，密碼和賬號為授權(quán)方授予，除此之外無權(quán)限修改，并且賬號、密碼實行二級授權(quán)，低等級授權(quán)能夠使用大部分系統(tǒng)功能，高等級授權(quán)能夠使用包括數(shù)據(jù)修改等全部功能。輸入賬號、密碼后，點擊“登錄”按鈕，系統(tǒng)將進入主界面，如圖5.2。

圖5.2 系統(tǒng)主界面 Fig.5.2 System Main Screen 圖5.2為系統(tǒng)主界面，主界面大致分為三個區(qū)：數(shù)據(jù)操作區(qū)、圖形顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)。

在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入方面，其方式有兩種：一是通過儀器生成的數(shù)據(jù)文件，比如excel格式、dat格式等；另一種是手動錄入數(shù)據(jù)，這種方式適用于現(xiàn)場人為記錄數(shù)據(jù)，現(xiàn)場計算的狀況，其界面如下圖5.3。

圖5.3 鍵入數(shù)據(jù)界面 Fig.5.3 Type Data Screen 5.2 數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)

數(shù)據(jù)處理模塊是“地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)”的重要組成部分，為此，在系統(tǒng)中創(chuàng)建“數(shù)據(jù)管理”模塊（如圖5.4），實現(xiàn)粗差剔除、平差計算、收斂測量計算等常用、實用的功能。

圖5.4 數(shù)據(jù)管理選項卡 Fig.5.4 Data Management Tab 這里以粗差剔除為例，做簡要說明。粗差探測是數(shù)據(jù)處理很重要的一個步驟，較大的粗差能夠影響數(shù)據(jù)以及之后的平差精度，并且能夠在數(shù)據(jù)預(yù)測降低預(yù)測精度，因此必須將粗差探測，并選擇剔除掉。在上文中，我們提到粗差剔除的四種方法，沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)多集中在30期到100期數(shù)據(jù)，因此，本文選擇格羅布斯準則，并且能夠起到較好的效果。選定監(jiān)測點，單擊“粗差剔除”，如有粗差，數(shù)據(jù)底色將為紅色，如果超出安全施工的每日警戒值，底色見為黃色，見圖5.5所示。

圖5.5 粗差剔除界面

Fig.5.5 Gross Error Elimination Screen 5.3 圖形繪制實現(xiàn)

在“數(shù)據(jù)操作區(qū)”下方的選項卡中，除了“基本信息”還有“數(shù)值分析”，里面可以選擇多種繪制多種曲線示意圖，曲線類型大致分為3種：累計沉降曲線、沉降示意曲線以及監(jiān)測點點位圖，要說明的是收斂監(jiān)測也屬于單一變量的，其預(yù)測方式及方法與沉降監(jiān)測一致。下圖5.6為期沉降量示意圖，圖5.7為累計沉降量示意圖。

圖5.6 期沉降量示意圖

圖5.7 監(jiān)測點沉降示意圖

Fig.5.6 Period Settlement Diagram

Fig.5.7 Monitoring Points Sedimentation

Diagram 6 小結(jié)

本文實現(xiàn)“地鐵施工沉降監(jiān)測與預(yù)報”系統(tǒng)的所有功能，并為每一個模塊設(shè)計了相應(yīng)的界面，實現(xiàn)了各模塊間、開發(fā)語言間的數(shù)據(jù)傳遞；通過計算機語言的編寫，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)計算、粗差探測計等功能，尤其是在數(shù)據(jù)預(yù)測方面，將前文實驗分析的結(jié)果實現(xiàn)在系統(tǒng)之中，使研究實現(xiàn)了實際應(yīng)用的價值。

參考文獻

[1] 胡榮明.城市地鐵施工測量安全及安全監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)研究--以西安地鐵1、2號線為例[D].陜西師范大學(xué)，2011.[2] 易志強.隧道施工監(jiān)控量測數(shù)據(jù)挖掘及其變形預(yù)測[D].長沙理工大學(xué)，2011.[3] 熊艷艷，吳先球.粗大誤差四種判別準則的比較和應(yīng)用[J].大學(xué)物理實驗，2010,23（1）：66-68.[4] 林勛.時間序列分析在建筑物變形監(jiān)測中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2005.[5] 王燕.應(yīng)用時間序列分析[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2008.[6] 葛哲學(xué)，沙威.小波分析理論與Matlab-R2007實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[7] 董長虹，高志，余嘯海.Matlab小波分析工具箱原理與應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.[8] 張秀梅.基于小波消噪的時序分析法在變形檢測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[D].東南大學(xué)，2009.[9] 王旭，劉文生等.一種改進小波閾值去噪方法的研究[J].測繪科學(xué)，2011,36（5）：179-180.[10] 王宜軍.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與預(yù)報分析系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2011.[11] 張倩，占君等.詳解MATLAB圖像函數(shù)及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.作者簡介：李光（1957-），男，高級工程師，長期從事城市測量，變形監(jiān)測工作。電子郵箱：18944230@qq.com

第五篇：基于J2EE的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

基于J2EE的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：對基于XML的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、遙感數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)持久化以及用戶訪問控制技術(shù)進行了分析和設(shè)計；討論了元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)、設(shè)計思想和系統(tǒng)構(gòu)架，注重系統(tǒng)的可移植性、可維護性和可擴展性；實現(xiàn)了基于J2EE技術(shù)的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：Java 2平臺企業(yè)版；元數(shù)據(jù)管理；擴展標記語言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了海量的信息。如何有效地管理和組織這些海量信息已經(jīng)成為一個突出的問題。元數(shù)據(jù)機制是解決這一問題的有效手段。一些部門已經(jīng)針對數(shù)據(jù)在行業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用特點來開發(fā)自己的管理系統(tǒng)[1]。目前，在元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)中存在的主要問題是：基于不同操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的管理平臺不可移植、安全性差、難以維護和擴展、缺乏統(tǒng)一的建設(shè)模式與內(nèi)容服務(wù)提供方式[2，3]。

以J2EE平臺為基礎(chǔ)的各項技術(shù)的成熟為這些問題提供了良好的解決方案。J2EE是一種利用Java2平臺來簡化諸多與多級解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)的復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)。J2EE的核心技術(shù)是Java2平臺的標準版，具有Java語言的特性，是一個開放的、跨平臺的結(jié)構(gòu)，提供了健全的意外事件處理機制，具有良好的可移植性和擴展性。

基于J2EE的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具有高效、穩(wěn)定、可復(fù)用、易維護的特點；獨立于平臺，可以部署于Microsoft Windows、Linux、UNIX等操作系統(tǒng)之上；可對Oracle、SQL Server 2000、MySQL等多種數(shù)據(jù)庫進行操作。但是J2EE涉及的技術(shù)種類繁多，在實際應(yīng)用中要根據(jù)需要準確使用，而且基于J2EE的系統(tǒng)需要具有良好的系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)，才能最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢。盡管基于J2EE平臺的系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點，但目前J2EE還沒有被廣泛應(yīng)用在元數(shù)據(jù)管理中。本文提出的基于J2EE架構(gòu)的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)方法和應(yīng)用實例，是將J2EE引入元數(shù)據(jù)管理的一個初步嘗試。

1關(guān)鍵技術(shù)研究

1．1基于XML的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合

各個部門采用了不同的元數(shù)據(jù)存儲方式。由于缺乏統(tǒng)一的標準，很難對這些元數(shù)據(jù)進行有效的管理和發(fā)布。必須實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。

采用簡單文本文件作為中間介質(zhì)的信息交換方法不能描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，不適合用來進行復(fù)雜的元數(shù)據(jù)交換。XML技術(shù)實現(xiàn)信息交換與共享已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。孫君明等人[4]對基于XML的數(shù)據(jù)交換技術(shù)進行了研究。XML是采用線性語法描述樹狀結(jié)構(gòu)的標志語言。作為一種數(shù)據(jù)交換的中間件，XML具有跨平臺、結(jié)構(gòu)化和自描述性強的特點。

用XML實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的過程如圖1所示。

在圖1中，首先各地的數(shù)據(jù)提供者通過瀏覽器將數(shù)據(jù)傳送給服務(wù)器，由服務(wù)器端的XML引擎將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準的XML文檔；再由一些服務(wù)組件根據(jù)需要對XML文檔進行處理，如建立索引等。這樣，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)就被轉(zhuǎn)換成了具有統(tǒng)一標準的XML文檔；通過對這樣具有固定結(jié)構(gòu)的XML中間件的解析，實現(xiàn)從XML文檔到數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換，完成了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲[4，5]。進行信息發(fā)布時，根據(jù)客戶端的查詢條件在數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的結(jié)果集，形成XML文檔，將該文檔發(fā)送至客戶端；由客戶端的格式化工具解析該XML文檔，顯示在客戶端。

1．2遙感數(shù)據(jù)的分塊存儲

遙感數(shù)據(jù)（如DEM、TM、ASTER等）具有數(shù)據(jù)量龐大的特點，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中的大數(shù)據(jù)類型存儲，如Oracle 9i中的Blob、SQL Server 2000中的Image。但是如果將它們直接存入數(shù)據(jù)庫中會造成系統(tǒng)效率低下;可采用一種分塊存儲的策略，將原始數(shù)據(jù)分割成大小一致的若干塊，一塊一塊地進行存儲。分塊大小要根據(jù)磁盤的讀寫性能和網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能確定，過大或過小都會導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率低下[6]。每塊數(shù)據(jù)以一條記錄的方式進行存儲，包含數(shù)據(jù)的編號、經(jīng)緯度、步長、時間等信息，并且建立索引。

1．3數(shù)據(jù)持久化

為了能使系統(tǒng)部署在任意數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上，加入了一個持久化層，作為連接Java應(yīng)用和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的通道。為數(shù)據(jù)庫中的每張表建立一個Java對象，定義好對象與表之間的對應(yīng)關(guān)系，只需對Java對象進行操作，不用關(guān)心SQL語句和系統(tǒng)最終使用的數(shù)據(jù)庫。持久層作為一個中間件，封裝對數(shù)據(jù)庫的操作，提供接口，隱藏數(shù)據(jù)訪問的細節(jié)[7]。

1．4用戶訪問控制

元數(shù)據(jù)的使用人員級別復(fù)雜，用戶管理困難。使用RBAC(Role－Based Access Control，基于角色的訪問控制)模型，可以提高管理的效率和安全性。RBAC在傳統(tǒng)的用戶——權(quán)限模型中引入了角色的概念。角色是一組用戶的集合，也是一個授權(quán)的集合，它將一組用戶與權(quán)限聯(lián)系起來。一個角色可以與多個用戶對應(yīng)，一個用戶可以擁有多個角色，每個角色可以執(zhí)行多種權(quán)限，每個權(quán)限可以被多個角色共享。對一個用戶授予相應(yīng)的角色，使用戶可以進行相應(yīng)的操作[8]。引入角色可以使系統(tǒng)的安全機制具有很大的靈活性，減少了權(quán)限管理的負擔和代價，同時也增強了系統(tǒng)的可維護性。

2元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計

使用本系統(tǒng)的各部門實際情況不同，系統(tǒng)可能被部署到不同的平臺上，而且需要對該系統(tǒng)進行一定的擴展和改進。所以在系統(tǒng)設(shè)計上，需要充分考慮到系統(tǒng)的可移植性和可擴展性。

2．1系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)基于J2EE平臺，是一個瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，具有J2EE平臺可以跨系統(tǒng)使用的特性，采用MVC（Model－View－Controller）應(yīng)用框架。MVC設(shè)計框架的內(nèi)部原理比較復(fù)雜，將MVC運用到應(yīng)用程序中會帶來大量的額外工作，增加應(yīng)用的復(fù)雜性。但是MVC可以輕松地實現(xiàn)程序代碼與HTML的分離，而且MVC的三個模塊相互獨立，可以構(gòu)造良好的松耦合構(gòu)件，提高應(yīng)用系統(tǒng)的可維護性、可擴展性、可移植性和可復(fù)用性。從長遠的應(yīng)用考慮，應(yīng)使用ＭＶＣ設(shè)計框架[9]。

本系統(tǒng)在傳統(tǒng)的B/S三層結(jié)構(gòu)上作了一定的改進。

（1）表現(xiàn)層。在該層使用Struts框架。Struts是一個MVC模式的表現(xiàn)層應(yīng)用框架。瀏覽器向Web服務(wù)器提出請求后，Web服務(wù)器會把請求交給控制器處理。ActionServlet控制器根據(jù)請求的不同，將它們轉(zhuǎn)發(fā)給不同的Action實例。Action實例在這里充當了用戶請求與業(yè)務(wù)處理邏輯之間的適配器，它只負責控制整個程序的流程，不關(guān)心具體業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，實現(xiàn)了請求與業(yè)務(wù)邏輯的分開。本系統(tǒng)使用一個高效的Action類——DispatchAction類。只要繼承該類，就可以在一個Action中集成多個業(yè)務(wù)方法，有利于系統(tǒng)的維護。在視圖顯示方面，其大量使用了Struts標簽，用來控制顯示的邏輯和內(nèi)容。由于不同平臺采取的編碼方式不同，在進行系統(tǒng)移植時很容易出現(xiàn)中文亂碼問題。在這里使用一個可插拔式的過濾器，實現(xiàn)對請求和響應(yīng)的預(yù)處理及后處理，很好地解決了字符編碼問題，使系統(tǒng)可以在不同的平臺上進行移植。

用戶請求和應(yīng)用邏輯。在處理之前，將所有涉及到表現(xiàn)層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)替換成更加通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型；使用通用的、與表現(xiàn)層無關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在這兩層之間傳遞參數(shù)。表現(xiàn)層方法提交的參數(shù)類型主要是HttpServletRequest和HttpServletResponse；使用這樣的參數(shù)會增加系統(tǒng)的耦合性，不利于代碼的重用，所以要將它們處理成通用的數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組。這一過程在Action適配器進行轉(zhuǎn)發(fā)之前完成，提供給業(yè)務(wù)層的參數(shù)是通用的數(shù)據(jù)類型[10]。業(yè)務(wù)層方法之間的通信也通過通用的參數(shù)類型進行，使得每個業(yè)務(wù)方法均獨立存在于系統(tǒng)之中，在很大程度上減少了系統(tǒng)的耦合，提高了可復(fù)用性。

（3）數(shù)據(jù)層。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問細節(jié)與業(yè)務(wù)層的分離，引入持久化層。

為了使系統(tǒng)具有較好的可維護性、可移植性和可復(fù)用性，采用以上的設(shè)計思想，以搭建一個邏輯清楚、功能明確、模塊化程度高的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

2．2工作流程

用戶通過瀏覽器（IE/Netscape）向服務(wù)器提交請求，請求經(jīng)過過濾器處理后再提交給控制器ActionServlet；控制器根據(jù)請求的類別將它們轉(zhuǎn)發(fā)給不同的DispatchAction類。該類中的方法對參數(shù)進行處理后調(diào)用不同的業(yè)務(wù)邏輯對請求進行分析處理，處理后得到的信息通過視圖顯示在用戶瀏覽器上。

3基于J2EE的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

根據(jù)本文提出的設(shè)計思想，實現(xiàn)了一個元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)——基于J2EE的小城鎮(zhèn)元數(shù)據(jù)管理平臺。本實例以J2EE平臺為基礎(chǔ)，Tomcat 5.0為服務(wù)器，可以使用Oracle 9i、SQL Server 2000、MySQL數(shù)據(jù)庫，使用了ORM（Object－Relation Mapping）模式的持久化層中間件Hibernate，以Eclipse 3.0為開發(fā)平臺。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，使用了以J2EE平臺為基礎(chǔ)的各項技術(shù)，遵循Java2標準平臺的編碼標準，注重系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。系統(tǒng)的XML引擎采用了DOM（Document Object Model）和SAX（Simple API for XML）。DOM負責XML文檔的生成和修改；SAX對XML進行解析。

小城鎮(zhèn)元數(shù)據(jù)管理平臺的功能主要分為管理與檢索兩部分，可以實現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、原始試驗數(shù)據(jù)、報表數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)的管理與檢索；用戶管理可以對用戶進行權(quán)限設(shè)置；系統(tǒng)管理功能可以提供系統(tǒng)運行的日志和幫助文件。

4結(jié)束語

基于J2EE的元數(shù)據(jù)管理平臺，具有良好的跨平臺特性；解決了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合、遙感數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)持久化和用戶控制訪問問題；在設(shè)計和實現(xiàn)過程中遵循J2EE的設(shè)計模式，具有良好的擴展性和維護性；功能模塊具有低耦合的特點，極大地提高了代碼的可復(fù)用性；可對元數(shù)據(jù)進行有效管理，實現(xiàn)信息的共享發(fā)布，廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域。在如何提高系統(tǒng)的安全性方面還有待于對其進行進一步的研究。

參考文獻：

［1］吳洪橋，何建邦，池天河，等.基于Internet的元數(shù)據(jù)管理模式研究[J].計算機科學(xué),2003,30(4)：89－91.[2]李廣乾.小城鎮(zhèn)信息化建設(shè)的基本思路[J].信息化建設(shè),2005(Z1)：24－26.

[3]趙春江，楊信廷.加強信息技術(shù)研究和開發(fā)促進小城鎮(zhèn)健康發(fā)展[J].小城鎮(zhèn)建設(shè),2005(1)：22－23.

[4]孫君明，郭紅.基于XML的異構(gòu)信息交換技術(shù)研究[J].計算機應(yīng)用研究，2003,20(1)：70－72.

[5]李德冠，陳夢東.一種基于XML的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[J].微機發(fā)展,2005,15(12)：12－14.

[6]朱雷，潘懋，李麗勤，等.GIS中海量柵格數(shù)據(jù)的處理技術(shù)研究[J].計算機應(yīng)用研究，2006,23(1)：66－68.

[7]孫衛(wèi)琴.精通Hibernate：Java對象持久化技術(shù)詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005.

[8]范會聯(lián)，李獻禮.基于Struts框架的Web信息系統(tǒng)中RBAC的實現(xiàn)[J].計算機時代，2005(12)：33－34.

[9]孫衛(wèi)琴.基于MVC的Java Web設(shè)計與開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2004.

[10]ALUR D,CRUPI J, MALKS D.J2EE核心模式[M].第2版.北京：機械工業(yè)出版社,2005.