專利名稱：基于gps的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大壩施工信息化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)是一個(gè)應(yīng)用于大壩心墻碾壓過程中，并具有面向多元化對(duì)象等特色的信息自動(dòng)化評(píng)價(jià)軟件平臺(tái)。它主要針對(duì)大壩心墻碾壓施工中出現(xiàn)的漏碾、 過碾問題能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)并給出評(píng)估結(jié)論，從而提高大壩碾壓施工的質(zhì)量和效率。對(duì)大壩防滲主體工程——大壩心墻的碾壓質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，是保證大壩整體質(zhì)量的不可缺少的重要措施。大壩作為重要的水利設(shè)施，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中發(fā)揮了的巨大作用。然而在大壩的施工過程中有許多關(guān)鍵技術(shù)問題亟待解決，特別是涉及到大壩防滲主體工程——大壩心墻施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，更是必要且迫切的。大壩碾壓施工過程具有碾壓工程量大、工期長(zhǎng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的試坑取樣測(cè)定干密度等方法，主要依靠人工現(xiàn)場(chǎng)操作管理，碾壓效果的質(zhì)量評(píng)價(jià)存在個(gè)人主觀性強(qiáng)、效率低等缺點(diǎn)，遠(yuǎn)不能與當(dāng)前大規(guī)模集成機(jī)械化快速施工相適應(yīng)，且也無法滿足全天候24小時(shí)不間斷施工的要求。從碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)的角度來看，這種“碾后檢測(cè)”模式缺乏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)的時(shí)效性，同時(shí)存在著對(duì)大壩心墻造成局部范圍破壞的風(fēng)險(xiǎn)。更為重要的是，這種傳統(tǒng)試坑法采用的是純粹物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，無法利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)大壩心墻碾壓過程進(jìn)行全程質(zhì)量回放，更毋論對(duì)碾壓參數(shù)(如各碾壓區(qū)的土層厚度、碾壓遍數(shù)，碾壓機(jī)械的運(yùn)行速度等)進(jìn)行圖形顯示、統(tǒng)計(jì)分析和總體評(píng)價(jià)， 不利于大壩運(yùn)營(yíng)過程中的檢修維護(hù)工作。因此，有必要去尋求一種更為科學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，將傳統(tǒng)手工為主的質(zhì)量控制過程轉(zhuǎn)化成以信息自動(dòng)化為主的智能質(zhì)量控制過程，這將是提高大壩心墻施工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵之所在。目前，據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外有學(xué)者曾對(duì)大壩施工過程信息自動(dòng)化采集進(jìn)行相關(guān)的研究，如武漢大學(xué)與湖北省清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司一起研制了一套GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并發(fā)表相關(guān)論文《GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及其在堆石壩施工中的初步應(yīng)用》，但其研究中未見到對(duì)大壩碾壓質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；又如天津大學(xué)開發(fā)了心墻堆石壩碾壓過程信息自動(dòng)采集裝置，并申請(qǐng)了發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910069167. 2，公開號(hào)101577043A)，然而其開發(fā)主要從硬件角度進(jìn)行，無實(shí)用的軟件包，研究中也沒有對(duì)應(yīng)的心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服傳統(tǒng)人工方法對(duì)大壩碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)一步從軟件角度彌補(bǔ)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)硬件的不足，提供一種大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的是一種基于GPS的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，該方法是將大壩心墻碾壓施工質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中所涉及的影響因子按照車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過
程指標(biāo)的定義構(gòu)建大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并在Visual Studio 2008開發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，采用由數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和展示層組成的三層架構(gòu)開發(fā)出相應(yīng)的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)；所述車指標(biāo)是指大壩心墻碾壓過程中對(duì)所使用碾壓車輛的行車檢查，利用該指標(biāo)準(zhǔn)確獲取碾壓車輛在施工中不合格的碾壓信息；所述場(chǎng)指標(biāo)是針對(duì)大壩心墻碾壓施工中的碾壓場(chǎng)地而言的指標(biāo)，該指標(biāo)所有參數(shù)均依據(jù)GPS點(diǎn)的高程信息設(shè)計(jì)；所述過程指標(biāo)指碾壓遍數(shù)的記錄與檢查，以防止施工中過碾和漏碾情況的發(fā)生。本發(fā)明按照車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過程指標(biāo)的定義將各項(xiàng)指標(biāo)予以分類(1)利用C#語言編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)；(2)按照指標(biāo)的具體意義，構(gòu)建大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的指標(biāo)體系，基于 VisualStudio 2008開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，菜單顯示界面和大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系相對(duì)應(yīng)；(3)基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，在分析系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用基于Windows 操作系統(tǒng)和.NET Framework運(yùn)行時(shí)環(huán)境進(jìn)行模塊化軟件設(shè)計(jì)，按照大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將由0#語言編寫的評(píng)價(jià)指標(biāo)代碼與設(shè)計(jì)界面相結(jié)合，形成具有圖形化用戶界面的人機(jī)交互軟件平臺(tái)。所述的車指標(biāo)包括車向指標(biāo)和車速指標(biāo)，其中車向評(píng)價(jià)指標(biāo)按照下述公式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征是一種基于GPS的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，該方法是將大壩心墻碾壓施工質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中所涉及的影響因子按照車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過程指標(biāo)的定義構(gòu)建大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并在 VisualStudio 2008開發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，采用由數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和展示層組成的三層架構(gòu)開發(fā)出相應(yīng)的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)；所述車指標(biāo)是指大壩心墻碾壓過程中對(duì)所使用碾壓車輛的行車檢查，利用該指標(biāo)準(zhǔn)確獲取碾壓車輛在施工中不合格的碾壓信息；所述場(chǎng)指標(biāo)是針對(duì)大壩心墻碾壓施工中的碾壓場(chǎng)地而言的指標(biāo)，該指標(biāo)所有參數(shù)均依據(jù)GPS點(diǎn)的高程信息設(shè)計(jì)；所述過程指標(biāo)指碾壓遍數(shù)的記錄與檢查，以防止施工中過碾和漏碾情況的發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是按照車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過程指標(biāo)的定義將各項(xiàng)指標(biāo)予以分類(1)利用C#語言編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)；(2)按照指標(biāo)的具體意義，構(gòu)建大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的指標(biāo)體系，基于 VisualStudio 2008開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，菜單顯示界面和大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系相對(duì)應(yīng)；(3)基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，在分析系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用基于Windows操作系統(tǒng)和NET Framework運(yùn)行時(shí)環(huán)境進(jìn)行模塊化軟件設(shè)計(jì)，按照大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將由C#語言編寫的評(píng)價(jià)指標(biāo)代碼與設(shè)計(jì)界面相結(jié)合，形成具有圖形化用戶界面的人機(jī)交互軟件平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述的車指標(biāo)包括車向指標(biāo)和車速指標(biāo)，其中車向評(píng)價(jià)指標(biāo)按照下述公式計(jì)算D=arctanIv X2 - X1 J式中D表示車向，(x2，y2)為當(dāng)前GPS碾壓采集點(diǎn)的坐標(biāo)值，(Xij7i)為相鄰上一個(gè)GPS 碾壓采集點(diǎn)的坐標(biāo)值；車速指標(biāo)按照下述公式計(jì)算S = ^](x2-x,)2 +(y2-y,f It式中S表示車速，(x2,y2)為當(dāng)前GPS碾壓采集點(diǎn)的坐標(biāo)值，(Xij7i)為相鄰上一個(gè)GPS 碾壓采集點(diǎn)的坐標(biāo)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述的場(chǎng)指標(biāo)包括平整度指標(biāo)、壓實(shí)率指標(biāo)和厚度指標(biāo)，其中平整度指標(biāo)按照下述公式計(jì)算尸=Ix 100%式中p表示平整度，Ni為處于某個(gè)高程差區(qū)域范圍內(nèi)的格子數(shù)目，N為碾壓區(qū)域格子總數(shù)；壓實(shí)率評(píng)價(jià)指標(biāo)按照下述公式計(jì)算
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述的過程指標(biāo)為遍數(shù)指標(biāo)，是通過大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄與自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，其步驟是(1)從GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，按照用戶設(shè)定的坐標(biāo)點(diǎn)篩選標(biāo)準(zhǔn)將不合格坐標(biāo)點(diǎn)過濾掉，如GPS開機(jī)時(shí)尋找整周未知數(shù)過程所采集的點(diǎn)被視為不合格坐標(biāo)點(diǎn)；(2)由兩坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造碾壓區(qū)域，然后計(jì)算出碾壓區(qū)域所覆蓋的格子；(3)統(tǒng)計(jì)碾壓區(qū)域每個(gè)格子的碾壓遍數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于采用 Visual Studio 2008開發(fā)平臺(tái)和C/S模式，通過C#語言將所述車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過程指標(biāo)涉及到的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，開發(fā)出與Windows操作系統(tǒng)兼容的圖形界面應(yīng)用軟件包。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述數(shù)據(jù)層通過SQL和C#語言，依據(jù)三層架構(gòu)思想，設(shè)計(jì)針對(duì)數(shù)據(jù)層的訪問接口，使之能與其他模塊獨(dú)立。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述業(yè)務(wù)層采用多線程的數(shù)據(jù)高效處理技術(shù)，在數(shù)據(jù)層訪問接口獲取GPS所采集的碾壓數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上， 使用C#語言和Office開發(fā)類庫編程實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算及評(píng)價(jià)報(bào)告的生成，有效地提高業(yè)務(wù)層的響應(yīng)能力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征是所述展示層采用GDI+技術(shù)，通過C#語言編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)評(píng)價(jià)結(jié)果的可視化功能，將業(yè)務(wù)層處理得到的評(píng)價(jià)結(jié)果以專題圖的形式向用戶進(jìn)行展示。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于GPS的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建方法，具體是將大壩心墻碾壓施工質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中所涉及的影響因子按照車指標(biāo)、場(chǎng)指標(biāo)和過程指標(biāo)的定義構(gòu)建大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并在VisualStudio2008開發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，采用由數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和展示層組成的三層架構(gòu)開發(fā)出相應(yīng)的大壩心墻碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)；利用車指標(biāo)準(zhǔn)確獲取碾壓車輛在施工中不合格的碾壓信息；場(chǎng)指標(biāo)的所有參數(shù)均依據(jù)GPS點(diǎn)的高程信息設(shè)計(jì)；所述過程指標(biāo)指碾壓遍數(shù)的記錄與檢查，以防止施工中過碾和漏碾情況的發(fā)生。本發(fā)明能夠提供在線評(píng)價(jià)，實(shí)用性強(qiáng)，不僅可以用于提高大壩施工的質(zhì)量和效率，也可應(yīng)用于高速公路、機(jī)場(chǎng)等大型工程的基礎(chǔ)施工。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102222158SQ20111012017
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者吳浩, 李巖, 王乾坤, 王冉, 肖紹志 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)