土工試驗數據智能無縫對接工程地質勘察數據庫方法初探

奚震峰，奚賽英

(常州市規(guī)劃設計院，江蘇 常州 213002)

1 引 言

在巖土工程地質勘察行業(yè)，土工試驗數據是巖土工程地質進行分析評價，形成報表、圖形和勘察報告極其重要的基礎數據。在地基土的承載力計算、變形計算、物理力學特性描述等方面起著重要作用［1］。

目前國內外工程勘察軟件研發(fā)成果較多，國內常見的有理正、華寧、吉奧、KT3000 和上海軟盤等。這些工程勘察軟件的數據分析統(tǒng)計、計算和圖表功能都很強大，但都存在著不同程度的土工試驗數據錄入不太方便的問題［2］。而土工試驗數據具有指標多、數據量大和參數多的特點，土工試驗數據錄入的工作量相當大。如何快捷無誤地將土工試驗數據錄入勘察軟件工程地質勘察數據庫是本文探討的問題。通過查閱，發(fā)現(xiàn)在此領域參考文獻相對較少，已有通過編制勘察軟件接口文件達到將數據方便快速、批量導入數據庫的實現(xiàn)方法［3］。

本文以目前行業(yè)內使用較多的土工試驗數據成果表和理正勘察軟件工程地質勘察數據庫為例，通過分析兩者的結構以及數據組織方式來建立兩者間的無縫對接關系，并以三軸壓縮試驗數據為例，闡述如何將數據智能無縫地對接到工程地質勘察數據庫。

2 土工試驗數據與工程地質勘察數據庫的分析

2.1 土工試驗數據分析

對于土工試驗數據，以常州市為例，通常情況下應用較多的為含水率、密度、土粒比重、顆粒分析、界限含水率、滲透率、固結和三軸壓縮以及直接剪切等十多項物理力學性指標試驗數據。部分試驗數據借助Excel加以計算處理，并最終獲得Excel 表格形式的土工試驗數據成果表。所有的試驗數據在Excel 表格中以固定的位置分類存放。其相關數據如圖1 所示，底色為綠色區(qū)域是三軸壓縮試驗數據。

圖1 土工試驗數據成果表

2.2 工程地質勘察數據庫理正軟件分析

工程地質勘察數據庫以理正勘察軟件為例，對其中所需要支撐的中間數據進行分析，其所需要的支撐數據以Access 數據庫進行支撐，中間以表格進行數據存儲。

當前土工試驗數據的入庫大多采用如下兩種方式:①以Excel 為輔助手段，在Excel 表格中按照理正軟件工程地質勘察數據庫數據表的結構和存儲要求對土工試驗數據進行手工分類并逐條提取、編輯和排版，然后在理正軟件相應數據錄入界面下進行批量導入［5］。這一方式很難滿足一體化導入和無縫無誤的要求;②有數據接口文件的方式，可通過數據接口文件批量導入，該方式實用，但是理正軟件工程地質勘察數據庫無法對所有指標類型的數據進行批量導入，特別是結構稍顯復雜的數據，且對于同一指標數據無法分階段導入。因此，采用相關工具將數據進行挑選導入成為必然的選擇。

2.3 一體化數據模型對接

工程地質勘察數據庫數據表格多，數據結構龐大，涉及多種數據表格、參數和相互關系。目前，關于土工試驗數據成果有相關的規(guī)范但是在行業(yè)內沒有固定的格式，工程地質勘察數據庫也存在同樣的問題［4］，這樣就缺乏統(tǒng)一數據對應的接口標準體系。本文根據常州的實際情況，結合工作中土工試驗數據對接的實際特點，綜合考慮信息化技術的特點，從數據結構出發(fā)，以三軸壓縮試驗數據為例，將理正勘察軟件工程地質勘察數據庫中的三軸壓縮數據表與土工試驗數據成果表中對應的三軸試驗數據區(qū)域這兩者做了分析與對應，具體內容如表1 所示:

理正數據庫三軸壓縮試驗數據表字段與土工試驗數據成果表三軸壓縮試驗數據區(qū)域對應表 表1

而針對于數據來源的土工試驗數據成果表，其各個鉆孔參與三軸壓縮試驗的土樣在不同級別壓力下對應的試驗數據，這需按照目標數據庫如理正軟件數據庫中三軸數據表的數據格式進行重新組織并存儲，如圖2 所示，以保證三軸壓縮試驗數據在理正軟件工程地質勘察數據庫中三軸試驗數據的合法性。

圖2 理正軟件對應的三軸壓縮數據表

2.4 土工試驗數據批量導入理正軟件的設計

批量導入數據是解決數據軟件的最有效方法。一般數據導入工作占整個勘察報告工作時間的20%～30%，好的數據導入方式對巖土工程地質分析評價和勘察報告編寫的質量和進度起到顯著的促進作用。

通過分析，對土工試驗數據實現(xiàn)簡單快捷無誤地提取到勘察軟件工程地質勘察數據庫需要做到以下幾點:①做到盡可能簡單、高效、自動化;②滿足各種類型或指標數據的導入要求;③滿足各指標分階段導入數據的需求，既要有各種指標數據單獨導入的選擇，還要有覆蓋數據和追加數據兩種導入方式可供選擇;④盡可能智能化提取，即在入庫前，對土工試驗數據進行必要的合法性監(jiān)理，并對監(jiān)理結果進行導出與聯(lián)動定位，方便查看修改。

為了滿足工作需求，如一個勘察項目的土工試驗可能只需要分析某幾個指標，或是需要分析更多指標，或者指標數據是分階段獲取的。則系統(tǒng)在設計時就需要考慮全面，對于無縫導入時，分以下幾種類型:

(1)選擇指標導入。

從土工試驗數據成果表中提取所需要的指標數據，將數據庫中對應的整張表進行批量導入。

(2)全要素導入。

以土工試驗數據成果表全部內容為對象，將所有指標數據進行批量導入數據庫。

(3)增量分要素導入。

結合所進行的勘察項目的階段進度，進行分要素的增量導入，即在第二次導入某個指標數據時，不覆蓋數據表原有數據，而是將數據追加到該數據表。

2.5 土工試驗數據監(jiān)理

針對土工試驗數據較多，人工干預點也較多，土工試驗數據出錯點較多的情況，本文設計了對土工試驗數據在導入前進行監(jiān)理的流程與功能，對土工試驗數據缺失、不完整、數值合理性不符等數據問題進行必要監(jiān)理，并對監(jiān)理結果進行導出與聯(lián)動定位，方便查看修改。

3 實踐與分析

通過實踐，本文基于Access、Excel 開發(fā)了對于土工試驗數據成果表與理正勘察軟件工程地質勘察數據庫的數據導入工具，最終形成了兩者數據智能無縫導入的工具體系。

3.1 導入工具流程設計

針對數據導入，本文設計了如圖3 所示的流程，在數據監(jiān)理對土工試驗數據修改正確之后，通過智能編號、對土工試驗數據成果表空值數據的智能篩選以及字段自動匹配后，進行一鍵快捷入庫。

圖3 數據智能導入流程

3.2 工具實現(xiàn)

通過數據導入流程以及智能算法的研究，本文實現(xiàn)了對土工試驗數據智能無縫導入的系列工具。如圖4 所示，當選擇了某一勘察項目的土工試驗數據成果表以及該項目的工程地質勘察數據庫后，選擇所需導入的土工試驗數據至對應的數據表。

圖4 模型庫管理數據導入工具界面

以三軸壓縮試驗數據導入為例，可以智能地從土工試驗數據成果表和工程地質勘察數據庫中獲取相關工程信息以及相關常量信息，然后選擇相應的數據導入方式，如新建、覆蓋數據或者是追加數據，直接導入即可完成該指標數據的導入工作。如圖5 所示:

圖5 三軸壓縮數據導入界面

3.3 成效分析

本軟件彌補了現(xiàn)有版本的理正工程地質勘察軟件不能批量導入所有類型和指標的土工試驗數據的不足，顯著提高了數據導入的工作效率。以常州市地鐵勘察項目為例，原來總共需要10 天的數據錄入工作量，現(xiàn)在只需總共90 min左右的時間即可完成，使得數據更為標準、錯誤率為零。讓報告編寫人員從繁瑣的數據錄入工作中解脫出來，將其寶貴的工作精力和項目工期用來做更有意義的巖土工程地質分析評價和報告編寫工作。

4 結 語

本文對土工試驗數據直接導入理正勘察軟件工程地質勘察數據庫進行了實現(xiàn)。詳細分析了土工試驗數據成果表的結構以及理正工程地質勘察數據庫各數據表的結構及其數據組織方式，結合工作中數據處理方面的經驗和流程，對兩者數據的對應進行了智能化的監(jiān)理、數據獲取、智能編號、智能篩選、字段智能匹配，解決了兩者無縫快速對接的關鍵問題，軟件貼合使用習慣，使得以往手工錄入數據的困境得到完美解決。但工程地質勘察數據庫以及土工試驗數據中，還有許多不夠智能的地方，需要進一步的研究，進一步將兩者進行有機集成。

［1］段保春．巖土工程勘察土工試驗數據自動化處理實現(xiàn)方法［J］．河北地質礦產信息，2005(2):12～14．

［2］段鴻海，周無極．工程勘察與評價［M］．鄭州:黃河水利出版社，2009．

［3］王偉，尹麗軍，袁穎．利用Excel 編制理正工程地質勘察軟件接口文件的方法［J］．勘察科學技術，2014(4):7～11．

［4］崔國柱．巖土工程勘察行業(yè)計算機應用現(xiàn)狀分析與建議［J］．西部探礦工程，2009(11):19～20．

［5］曹成意，鄭創(chuàng)新，曾勇生．Excel 和Access 在工程勘察中的應用［J］．四川建筑，2011，31(1):219～222．