楊玉泉 趙曉燕 楊元偉

（1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，200092，上海；2.上海市政工程檢測中心有限公司，201114，上海∥第一作者，高級(jí)工程師）

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(jìn)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(shí)有發(fā)生，無論對(duì)人民生命安全、精神方面還是對(duì)社會(huì)財(cái)產(chǎn)來說，都造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。從而，提升軌道交通施工及運(yùn)營安全的意義重大。

在電子信息產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達(dá)的當(dāng)今，個(gè)人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant，簡為PDA）以及智能手機(jī)由于具有便攜、操作簡便、通訊快捷等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，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(shí)例。物流行業(yè)采用PDA對(duì)貨物信息進(jìn)行鑒別和查詢，并能夠與管理總部進(jìn)行實(shí)時(shí)在線聯(lián)系，野外測量中將PDA作為數(shù)據(jù)自動(dòng)采集終端，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，廠房設(shè)備以及電力設(shè)備巡檢中，PDA替代并改進(jìn)了傳統(tǒng)的紙張記錄模式，將現(xiàn)場檢查信息實(shí)時(shí)記錄，在查詢出異常情況時(shí)，根據(jù)事情的嚴(yán)重程度，將信息實(shí)時(shí)傳送到管理中心，以備及時(shí)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(diǎn)外較為單一，完全進(jìn)行在線監(jiān)測既不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實(shí)，應(yīng)采用巡檢系統(tǒng)與在線監(jiān)測相結(jié)合的方法對(duì)全線結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行把握，即對(duì)全線建立巡檢系統(tǒng)并在線路重要節(jié)點(diǎn)建立在線監(jiān)測系統(tǒng)。針對(duì)軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及其當(dāng)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(yàn)，設(shè)計(jì)開發(fā)具有針對(duì)性的電子化PDA巡檢系統(tǒng)平臺(tái)。

1 軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)人工巡檢軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將整個(gè)巡檢平臺(tái)劃分為兩大部分，即具有射頻識(shí)別功能的巡檢PDA和后臺(tái)巡檢管理平臺(tái)，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(duì)布設(shè)于結(jié)構(gòu)上電子標(biāo)簽的識(shí)別，自動(dòng)地調(diào)出相應(yīng)巡檢點(diǎn)處的巡檢內(nèi)容，并由巡檢人員現(xiàn)場對(duì)病害進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，繼而由軟件本身對(duì)構(gòu)件進(jìn)行狀態(tài)初評(píng)價(jià)?，F(xiàn)場巡檢工作完成后的信息存儲(chǔ)于PDA中，巡檢人員根據(jù)PDA給出的評(píng)價(jià)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(tái)管理軟件，以備管理人員對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和及時(shí)反饋，并采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修措施。

圖1 軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)人工巡檢平臺(tái)架構(gòu)

2 人工巡檢PDA軟件的實(shí)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(duì)接，采用微軟的Visual Studio 2008.Net平臺(tái)進(jìn)行軟件開發(fā)，該平臺(tái)支持多種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，軟件開發(fā)更加便捷，同時(shí)，.net平臺(tái)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(tái)中的VB語言為基礎(chǔ)，在智能設(shè)備開發(fā)框架上進(jìn)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(tái)的架構(gòu)，擬對(duì)現(xiàn)場采集PDA軟件依圖2所示流程分巡檢規(guī)劃、射頻識(shí)別、現(xiàn)場巡檢、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、狀態(tài)初評(píng)估等5個(gè)模塊進(jìn)行開發(fā)。相應(yīng)地，各模塊分別實(shí)現(xiàn)巡檢工作規(guī)劃、射頻識(shí)別、現(xiàn)場巡檢數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)評(píng)估以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等五大主要功能。

2.2 程序中類的劃分

Visual Studio.Net軟件平臺(tái)是真正面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，將對(duì)象按照不同的性質(zhì)進(jìn)行劃分得到類，同類對(duì)象在數(shù)據(jù)和操作性質(zhì)方面具有公共屬性，增強(qiáng)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(diǎn)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?yàn)橹?，少?shù)節(jié)點(diǎn)較特殊，如上海市軌道交通3號(hào)線中的剛構(gòu)橋、系桿拱橋等，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(diǎn)，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(gè)類包含的子類（見圖3）。考慮程序編制的整體性，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(shí)定義類與子類間的相互關(guān)系，以備程序編寫時(shí)調(diào)用方便。

圖2 程序開發(fā)流程圖

圖3 PDA巡檢軟件中類的劃分

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(chǔ)、構(gòu)件級(jí)的評(píng)估以及養(yǎng)護(hù)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。

圖4 巡檢設(shè)置界面

圖5 現(xiàn)場巡檢界面（1）

圖6 現(xiàn)場巡檢界面（2）

（1）用戶登錄：在巡檢開始時(shí)，確定巡檢人員，密碼功能嚴(yán)禁了非系統(tǒng)內(nèi)用戶的進(jìn)入。

（2）巡檢工作選?。涸摴δ苁沁M(jìn)入本巡檢平臺(tái)中其他巡檢工作的窗口，同時(shí)亦是其他巡檢工作之間進(jìn)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(chǔ)的現(xiàn)有線路中選取當(dāng)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(diǎn)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(jìn)入到“巡檢”功能，開始現(xiàn)場巡檢工作。此時(shí)，巡檢人員首先用射頻識(shí)別儀掃描巡檢點(diǎn)處的電子標(biāo)簽，反饋出巡檢點(diǎn)編號(hào)，并調(diào)出相應(yīng)的巡檢內(nèi)容，由巡檢人員逐一對(duì)各巡檢項(xiàng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：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(jìn)制的形式存儲(chǔ)于PDA中，使本軟件以外的其他軟件不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何操作。

（7）構(gòu)件級(jí)別評(píng)估：在巡檢人員完成某一測點(diǎn)的各項(xiàng)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(jí)別的評(píng)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(duì)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(hù)維修決策：在對(duì)每座橋梁構(gòu)件評(píng)價(jià)完成后，系統(tǒng)將給出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)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(yùn)營特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了具有射頻識(shí)別功能的電子化人工巡檢PDA軟件平臺(tái)。該平臺(tái)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(duì)軌道交通橋隧結(jié)構(gòu)的巡檢以及日常養(yǎng)護(hù)維修工作具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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