軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)巡檢平臺開發(fā)

時間:2022-07-04 08:40:57

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軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)巡檢平臺開發(fā)

近年來,隨著城市軌道交通線路里程數(shù)的不斷增加,城市日益增長的交通大大緩解,方便居民的出行。但是,在基礎(chǔ)建設(shè)飛速前進的背后,仍有部分技術(shù)、材料、設(shè)備以及規(guī)劃等各方面的不足與缺陷,以致使軌道交通事故時有發(fā)生,無論對人民生命安全、精神方面還是對社會財產(chǎn)來說,都造成嚴重的負面影響。從而,提升軌道交通施工及運營安全的意義重大。在電子信息產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達的當今,個人數(shù)字助理(PersonalDigitalAssistant,簡為PDA)以及智能手機由于具有便攜、操作簡便、通訊快捷等多項優(yōu)點,而在眾多行業(yè)中得到應(yīng)用,如電力設(shè)備巡檢[1]、公路狀況巡檢[2]、野外測量[3]、物流管理等均有PDA的應(yīng)用實例。物流行業(yè)采用PDA對貨物信息進行鑒別和查詢,并能夠與管理總部進行實時在線聯(lián)系,野外測量中將PDA作為數(shù)據(jù)自動采集終端,減輕工作人員的勞動強度,廠房設(shè)備以及電力設(shè)備巡檢中,PDA替代并改進了傳統(tǒng)的紙張記錄模式,將現(xiàn)場檢查信息實時記錄,在查詢出異常情況時,根據(jù)事情的嚴重程度,將信息實時傳送到管理中心,以備及時采取措施,避免重大事故的發(fā)生。軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)線路長,全線結(jié)構(gòu)形式除特殊的節(jié)點外較為單一,完全進行在線監(jiān)測既不經(jīng)濟,也不現(xiàn)實,應(yīng)采用巡檢系統(tǒng)與在線監(jiān)測相結(jié)合的方法對全線結(jié)構(gòu)的安全性進行把握,即對全線建立巡檢系統(tǒng)并在線路重要節(jié)點建立在線監(jiān)測系統(tǒng)。針對軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的特點以及其當前的人工巡檢現(xiàn)狀,借鑒其他領(lǐng)域PDA應(yīng)用的成功經(jīng)驗,設(shè)計開發(fā)具有針對性的電子化PDA巡檢系統(tǒng)平臺

1軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)人工巡檢軟件平臺設(shè)計

根據(jù)軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的特點,將整個巡檢平臺劃分為兩大部分,即具有射頻識別功能的巡檢PDA和后臺巡檢管理平臺,各部分的組成及架構(gòu)如圖1所示。其中巡檢PDA軟件能夠通過對布設(shè)于結(jié)構(gòu)上電子標簽的識別,自動地調(diào)出相應(yīng)巡檢點處的巡檢內(nèi)容,并由巡檢人員現(xiàn)場對病害進行打分評價,繼而由軟件本身對構(gòu)件進行狀態(tài)初評價。現(xiàn)場巡檢工作完成后的信息存儲于PDA中,巡檢人員根據(jù)PDA給出的評價結(jié)果,酌情將信息以USB(通用串行總線)或GPRS(通用分組無線網(wǎng)絡(luò))方式傳送到后臺管理軟件,以備管理人員對信息進行存儲和及時反饋,并采取相應(yīng)的養(yǎng)護維修措施。

2人工巡檢PDA軟件的實現(xiàn)

根據(jù)本巡檢系統(tǒng)的功能并兼顧其與其他軟件的方便對接,采用微軟的VisualStudio2008.Net平臺進行軟件開發(fā),該平臺支持多種高級程序設(shè)計語言,軟件開發(fā)更加便捷,同時,.net平臺中提供有智能設(shè)備的開發(fā)框架,簡化開發(fā)過程。本軟件即是以.Net平臺中的VB語言為基礎(chǔ),在智能設(shè)備開發(fā)框架上進行的一系列開發(fā)。

2.1程序開發(fā)流程

根據(jù)前述軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)人工巡檢平臺的架構(gòu),擬對現(xiàn)場采集PDA軟件依圖2所示流程分巡檢規(guī)劃、射頻識別、現(xiàn)場巡檢、數(shù)據(jù)存儲、狀態(tài)初評估等5個模塊進行開發(fā)。相應(yīng)地,各模塊分別實現(xiàn)巡檢工作規(guī)劃、射頻識別、現(xiàn)場巡檢數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)評估以及數(shù)據(jù)存儲等五大主要功能。

2.2程序中類的劃分

VisualStudio.Net軟件平臺是真正面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),將對象按照不同的性質(zhì)進行劃分得到類,同類對象在數(shù)據(jù)和操作性質(zhì)方面具有公共屬性,增強了程序的健壯性和可復(fù)用性。軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)包含的節(jié)點較多,橋梁結(jié)構(gòu)中多以鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)簡支梁橋、連續(xù)梁橋為主,少數(shù)節(jié)點較特殊,如上海市軌道交通3號線中的剛構(gòu)橋、系桿拱橋等,圖2程序開發(fā)流程圖隧道結(jié)構(gòu)則是以盾構(gòu)形式為主。根據(jù)這些結(jié)構(gòu)的類型特點,在巡檢軟件開發(fā)初始,構(gòu)建軟件編程中所需相應(yīng)的類以及各個類包含的子類(見圖3)??紤]程序編制的整體性,將沿線敷設(shè)的軌道以及巡檢的基本信息等作為與橋梁、隧道結(jié)構(gòu)并列的類,并同時定義類與子類間的相互關(guān)系,以備程序編寫時調(diào)用方便。

2.3人工巡檢PDA軟件的功能

為完成基于本系統(tǒng)架構(gòu)的巡檢工作,將PDA軟件的主要功能歸納為用戶登錄、巡檢工作選取、巡檢工作規(guī)劃、基本信息、現(xiàn)場巡檢、數(shù)據(jù)存儲、構(gòu)件級的評估以及養(yǎng)護維修決策等8大主要功能。軟件的主要界面如圖4~圖6所示。(1)用戶登錄:在巡檢開始時,確定巡檢人員,密碼功能嚴禁了非系統(tǒng)內(nèi)用戶的進入。(2)巡檢工作選?。涸摴δ苁沁M入本巡檢平臺中其他巡檢工作的窗口,同時亦是其他巡檢工作之間進行切換的中轉(zhuǎn)站。(3)巡檢工作規(guī)劃:該功能包含了完成每次巡檢工作的基本信息,即巡檢日期記錄、巡檢天氣、巡檢人員登陸的密碼設(shè)置以及巡檢線路的選取等。其中,巡檢線路的選取主要是從軟件中已經(jīng)存儲的現(xiàn)有線路中選取當前需要巡檢的線路。(4)基本信息:該功能主要由巡檢人員根據(jù)巡檢需求,選取已選中線路上的巡檢區(qū)間,選定后,相應(yīng)待巡檢結(jié)構(gòu)的基本特性以及巡檢點的布置位置將出現(xiàn)在相應(yīng)文本框中,以備巡檢人員查看。(5)現(xiàn)場巡檢:在巡檢工作規(guī)劃設(shè)置完成保存之后,由巡檢人員從“工作選取”功能進入到“巡檢”功能,開始現(xiàn)場巡檢工作。此時,巡檢人員首先用射頻識別儀掃描巡檢點處的電子標簽,反饋出巡檢點編號,并調(diào)出相應(yīng)的巡檢內(nèi)容,由巡檢人員逐一對各巡檢項進行評價。(6)數(shù)據(jù)存儲:該功能將現(xiàn)場巡檢采集數(shù)據(jù)以及巡檢人員信息等以二進制的形式存儲于PDA中,使本軟件以外的其他軟件不能對數(shù)據(jù)進行任何操作。(7)構(gòu)件級別評估:在巡檢人員完成某一測點的各項巡檢內(nèi)容后,系統(tǒng)將以分值的形式給出該座橋梁構(gòu)件級別的評估。(8)數(shù)據(jù)傳輸:該功能主要是由巡檢人員根據(jù)現(xiàn)場情況或者由PDA對采集數(shù)據(jù)作出的判斷,將現(xiàn)場情況通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋到管理中心。(9)養(yǎng)護維修決策:在對每座橋梁構(gòu)件評價完成后,系統(tǒng)將給出相應(yīng)的養(yǎng)護維修策略,以供巡檢人員參考。

3結(jié)語

根據(jù)軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的運營特點,設(shè)計并開發(fā)了具有射頻識別功能的電子化人工巡檢PDA軟件平臺。該平臺以PDA設(shè)備為支撐,替代了傳統(tǒng)的紙張式的現(xiàn)場巡檢工作,使巡檢人員的工作更加規(guī)范,減少現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)量,避免人工錄入數(shù)據(jù),對軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的巡檢以及日常養(yǎng)護維修工作具有一定的現(xiàn)實意義。