工程变形监测信息集成管理数据库设计

华中科技大学硕士学位论文工程变形监测信息集成管理数据库设计姓名：熊余伟申请学位级别：硕士专业：防灾减灾工程及防护工程指导教师：文银平2010-11-10华中科技大学硕士学位论文I摘要近年来，随着国家经济建设的快速发展，多高层建筑、大跨桥梁、地铁、高速铁路等大型工程项目日益增多，这些项目工程规模大、技术难度大、施工复杂程度高，工程建设中的安全成为关键问题之一。为了保证工程施工安全和质量，必须对工程对象的位移、沉降和变形等一系列参数及时进行监测及数据处理分析。工程变形监测信息快速、高效地处理成为建设工程安全监测中的关键问题，也是目前研究的热点。目前大多数工程变形监测数据的处理基本上是按照传统的数据处理方法由人工去完成，监测报表用Word或Excel手工制作，这种方式效率低，耗费大量的人力、物力，而且数据分析处理的周期较长，难免发生错误，往往达不到甲方提出的要求。虽然现在已经有了一些利用计算机处理分析变形监测的软件，但大多是针对某一具体监测项目，比如房屋沉降监测、基坑位移监测等等，存在一定的局限性。目前工程变形监测范围广、数据量大、共享性差、数据容易丢失的特点，现有的一些监测软件不能满足工程变形监测的技术需求。本文针对大型工程变形监测信息存储和管理的难点，利用数据库技术的优势，通过DAO技术实现数据库和VC++平台的连接，达到VC++平台对数据库的存储和管理的目的。通过对工程变形监测信息的特点进行分析研究，为数据库的划分奠定基础；结合本文研发的实际情况，通过比较多种数据库的优缺点，选择Access2003作为工程数据的存储容器。在数据库的设计过程中，将水准测量和变形测量规范的相关技术要求作为一个子库集成于数据库中，以供变形监测数据处理分析时调用。在数据库的设计方面，根据工程变形监测数据的类型的不同进行子库的划分，并确定数据库的整体设计方案，由此进行工程变形监测信息各模块数据库的设计。论文最后分别举例介绍了水准测量模块和位移观测模块数据库中数据存储的具体情况。关键词：变形监测集成管理数据库VC++平台华中科技大学硕士学位论文IIAbstractAtpresent,dataprocessingofmostoftheProjectdeformationmonitoringiscompleteledinaccordancewithtraditionaldataprocessingmethodbasicallybyartificial,monitoringreportsmadebyWordorExcel,bywhichitisinefficient,notonlywastealotofmanpowerandmaterial,butalsoleadtodataprocessingandanalysisspendingalotoftime,atshesametime,leadtomanymistakesandoftennottomeetthecustomers’demand.Althoughtherearesomecomputerprocessingsoftwaretoanalysedeformationmonitoring,mostofthemforsomespecificmonitoringprojectforexamplebuildingdepositionmonitoring,foundationpitcuttingdisplacementmonitoringandsoon.therefore,itexistscertainlimitationsbythisway.atpresent,therearemanyfeaturessuchaslargerange,largequantityofdata,sharedpoorly,datamissingsimplyforprojectdeformationmonitoring,Someoftheexistingmonitoringsoftwarecan'tmeettechnicalrequirementofprojectdeformationmonitoring.Thispaperistargetedatthedifficultyoflargeprojectdeformationmonitoringinformationstorageandmanagement,usingtheadvantageofdatabasetechnology,achievingconnectionofdatabaseandVC++platformbyDAOtechnology,finallyreachingthetargetofVC++platformfordatabasestorageandmanagement.Throughanalysingandstudyingthethefeaturesofprojectdeformationmonitoring，itwilllaidthefoundationfordivisionofdatabase.complywiththerealitiesofthispaperstudy,bycomparingtheadvantageanddisadvantageofdifferentdatabase,finallychooseaccess2003asstoragecontaineroftheprojectdata.intheprocessofdatabasedesign,setrelevanttechnicalrequirementsofcodeforstandardsmeasureanddeformationmeasureasasmalldatabasetobeintegratedinwholedatabase,sothatitwillbeusedwhencopingwithdeformationmonitoringdata.Intheprocessofdesigningdatabase,dividethewholedatabaseintosmallpiecesaccordingtotypeofdeformationmonitoringdata,andsettheoverallschemeofdatabasedesigning,then,designeachmoduledatabaseofdeformationmonitoringinformationaboutproject.Finally,illustratebyexamplesthestoragesituationofdatabaseaboutstandardsmeasuremoduleanddisplacementobservationmoduleindetailindividually.Keywords:DeformationMonitoringIntegratedManagementDatabaseVC++platform独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月本论文属于华中科技大学硕士学位论文11绪论1.1课题研究背景随着国家经济建设的快速发展，许多大型工程建设项目（如高层建筑、大型桥梁、地铁等）的不断涌现，为了保障工程结构的安全，在工程结构的施工过程中或竣工后都要对其进行变形监测[1-4]。变形监测的主要内容主要包括沉降[5-6]、水平位移[7-8]等。通过对工程的变形监测，可以避免工程因变形而遭受破坏，甚至造成严重的工程事故。近年来，在实际工程中，由于变形而导致结构物破坏的案例很多。如：江西某商住楼坍塌事故、武汉18层大楼倾斜事故和三亚物资大楼损毁事故等都属于结构变形破坏的范畴[9]。因此，工程结构进行变形监测具有非常重要的意义，是确保工程建设安全[10]重要的技术措施之一。工程变形监测过程中，工作量最大、最为繁琐的是大量数据的管理[11-12]及分析处理[13-14]，这也是工程变形监测中的关键之一。以武广客运专线沉降观测为例来说明这一特点。在一个标段为10km的沉降观测范围内，路基两边都根据需要布置了监测点，如果有特殊需要还要进行点的加密，由于地势的原因，对有些点的测量难度非常大。整个监测过程持续的时间非常长，监测周期大概为1年。除此之外，由于客运专线的沉降观测要求的精度高，所以在沉降监测的过程中，要求的技术很高。最后，因为原始监测数据量大，监测成果的分析和处理的工作量和难度都很大。然而，目前国内大部分的监测单位仍然采用传统的数据处理方法，如：监测数据的计算由人工完成,监测报表用Word或Excel手工制作；其结果导致数据不能共享、查询困难、工作效率及管理技术水平较低；而且由于施工现场的设施简单，环境较差，人员流动性强，监测数据的保存缺乏安全性和可靠性。虽然在国内有一些监测单位也研发相关的变形监测软件对工程变形监测数据进行处理分析，其成果也较好，但基本上是针对某一个方面的变形监测数据进行处理，如变形监测数据、沉降观测数据等。另外，监测数据在管理方面也存在许多问题，主要表现为监测数据的管理还处于文件管理模式阶段。鉴于目前的国内对工程数据的管理和处理状况，建立集原始变形监测信息、相关技术规范的技术要求、变形监测数据处理分析成果等一体的华中科技大学硕士学位论文2集成管理数据库系统[15-17]，具有非常重要的意义。1.2国内外研究现状数据管理经历了从低级到高级的发展过程，这一过程大致可分为三个阶段：手工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段[18-21]。1、手工管理阶段在50年代中期以前，计算机主要被运用在科学计算方面，在那个时候，计算机中没有操作系统，没有管理数据的专门软件，也没有类似磁盘的设备来存储数据。因此这个时期数据管理的主要特点变现在以下几个方面：（1）所有的数据仅以纸质形式记录，数据不能在计算机上保存。（2）数据和程序一一对应，即一组数据对应一个程序。不同应用程序的数据之间是相互独立、彼此无关的。（3）没有相关的软件系统对数据进行管理，程序员不但要确定数据的逻辑结构，而且还要在程序中设计物理结构，主要包括存储结构、存取方法及输入输出方式等。换句话说数据对程序不具有独立性，数据是程序的组成部分，一旦数据在存储上有所改变，程序也必须修改。2、文件系统阶段从50年代后期数据管理进入文件系统阶段。在操作系统中已经有了专门的管理数据的软件，通常称为文件系统。所谓的文件系统是一种专门管理各种数据的计算机软件。在文件系统中，通过一定的方式将数据组织成为一个文件，然后应用程序通过文件系统，对文件中的数据进行存取和加工等操作。在文件系统中，数据管理的主要特点为以下三个方面：（1）系统能对文件的逻辑结构与存储结构进行转换，使程序与数据有了比较大的独立性。（2）在文件系统中，文件基本上和应用程序一一对应，所以说数据还是面向应用的。不同的应用程序可以实现以文件为单位的数据共享，但是当需要的数据不完全相同时，必须建立各自的文件。华中科技大学硕士学位论文3（3）文件系统中的文件是为特定的应用服务的，文件的逻辑结构对应用程序来说还是比较优化的。所以，要对现有的数据再增加一些应用比较困难，而且系统不易扩充。一旦数据的逻辑结构发生改变