土工試驗開土、匯總分析系統設計及應用

牛江波 （安徽省水利水電勘測設計院，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

目前土工試驗行業開工過程基本采用手工記錄，數據都是紙質的，無法較好地進行二次利用，各個單項試驗也缺乏統一標準的計算軟件，即使有對應的計算軟件，也是標準不一，有單位自己設計的，也有不同儀器廠家的，最終無法把各個單項試驗有機地整合在一起，在最后形成土工試驗總表時，需要手工分別錄入不同軟件或手工計算得到的試驗成果，然后再對應各個單項試驗成果與紙質版的開土記錄對土工試驗成果進行人工校核、審查工作，由于土工試驗成果包含有大量的數值型數據，這種方法不但效率低下，而且很容易發生漏輸、漏檢、錯輸等方面的人為性錯誤，筆者開發的本系統較好地解決了這一系列的問題。

2 系統設計

2.1 系統結構及功能設計

土工試驗開土、匯總分析系統采用C/S結構，分為服務器端與客戶端兩層。其中服務器端運行系統服務程序以及SQLserver2008數據庫程序，客戶端又分為開土客戶端與匯總分析客戶端，開土客戶端運行在平板設備上，輕巧方便，主要用于現場開土工作，匯總分析客戶端運行在個人電腦上，方便操作辦公。

系統主要功能包括：工程項目信息管理、導入土樣名稱形成土工總表、開土過程電子記錄、單項試驗成果上傳、單項試驗成果下載、匯總某單項試驗成果、匯總全部單項試驗成果、土工成果自動校審標紅、數據庫備份與還原。

2.2 系統主要技術

2.2.1 SQLserver2008數據庫建庫及應用

SQLserver2008數據庫是Microsoft公司推出的關系型數據庫管理系統，它可以將結構化、半結構化和非結構化文檔的數據直接存儲到數據庫中，可以對數據進行查詢、搜索、同步、報告和分析之類的操作，允許使用Microsoft.NET和Visual Studio開發的自定義應用程序中使用數據。在數據庫中建有三種類型的表，一種是用戶表，該表用于存儲系統用戶信息及設置相應權限；一種是工程信息表，該表用于存儲相應年度的土工試驗工程項目信息；最后一種是具體項目的土工試驗成果表。在系統中利用結構化查詢語言SQL進行數據的存儲、查詢、刪除、修改、分析等操作。

2.2.2 TCP/IP網絡編程

TCP是傳輸控制協議的簡稱，是TCP/IP體系中面向連接的運輸層協議，在網絡中提供全雙工的和可靠的服務。在編寫TCP應用程序時，必須先建立TCP連接。一旦通信雙方建立了TCP連接，連接中的任何一方都能向對方發送數據和接收對方發送來的數據，其中的數據是以字節流的形式進行傳輸的。利用TCP進行網絡編程時，.NET框架提供了兩種工作方式，一種是同步工作方式，另一種是異步工作方式，本系統采用同步工作方式。

2.2.3 多線程與線程同步

一個進程可以包括一個或多個線程，線程是操作系統分配處理器時間的基本單元，在進程中可以有多個線程同時執行代碼，本系統利用多線程技術大大提高了系統的數據處理速度，提高了用戶體驗度。同時又因為這些線程要在同一時間段內反復操作同一工程的土工總表，為了系統穩定，對這些線程進行了同步操作。

2.2.4 土工試驗專業知識與經驗集成化

筆者在多年的的土工試驗工作中，潛心學習研究，增長了不少的專業知識，積累了較為豐富的工作經驗。比如根據土的組成與狀態去判斷土的物理、力學指標，這些指標大約有一個范圍值，以及根據這些指標的內在聯系來判斷具體某個指標合適與否等。筆者把這些知識與經驗從日常工作中提練出來，形成了一些具體的規則，并把這些規則利用計算機語言集成了土工試驗開土、匯總分析系統中，以輔助試驗人員進行成果分析。

2.2.5 利用.NET平臺操作EXCEL文件

在.NET平臺中引入相應的動態鏈接庫文件以及對應的命令空間和相關對象，利用這些對象中的一系列屬性與方法，便可把系統中操作所得到數據導出到EXCEL文件中，并對EXCEL文件進行所需要的編輯、修改等操作。

3 系統應用

3.1 開土客戶端應用

開土客戶端運行在平板設備上，它可以自動讀取勘察部門送來的土樣送樣單上的土樣信息，然后把這些信息存儲到服務器端的SQLSERVER數據庫中。當開始開土作業時，打開開土客戶端，從服務器端的SQLSERVER數據庫中調出當前的開土土樣，在開土客戶端的對應位置處輸入土樣的描述信息。開土客戶端可以對當前土樣進行拍照，把照片存儲到數據庫中以保留圖片信息，這樣可以使土樣描述信息更為豐富。開土結束后，點擊生成總表的功能按鈕，便可自動生成土工總表框架，總表中包括土樣名稱、取土深度、土樣描述信息等內容，供后期的分析校審工作參考。

3.2 匯總分析客戶端應用

上圖是匯總分析客戶端的一個主要界面，當從某個客戶端添加工程信息后，這些信息便會存儲至服務器端SQLSERVER數據庫中，其它的匯總分析客戶端就可以從服務器端訪問所需要的工程信息。本客戶端還可以對工程信息進行修改、刪除等編輯操作。其中的“上傳”按鈕可以自動搜索運行當前客戶端的計算機上都有哪些單項試驗的成果，搜索到后，把這些試驗成果上傳至系統服務器端，配合開土客戶端也上傳的土工總表框架，就可在服務器端形成一整套的原始試驗成果。當需要生成完整的土工試驗總表時，只需通過“下載“按鈕，把所有上傳過的原始試驗成果下載至本地計算機，然后通過點擊”物理“等匯總單項試驗的按鈕來匯總單項試驗，或通過點擊”匯總全部“按鈕來匯部所有單項試驗成果，這樣就得到了一個完整的土工試驗成果總表。”自動校核“按鈕負責自動校核上述得到土工試驗成果總表，對不符合土工試驗規范的或是不在土工試驗經驗范圍內的又或是操作失誤造成的異常數據都會自動標紅或改正后再標紅，以供專業負責人再重點分析判斷。匯總、校核土工試驗成果總表后，可以下載總表至本地計算機指定位置處。

4 小結

該系統可以對土工試驗項目進行有效管理，方便了試驗人員的日常辦公與交流。其中開土客戶端既存有電子版的開土信息，又可以保留開土照片，不但為后期的匯總、分析、校核提供了便利，也是一種創新。匯總、分析客戶端可以自動生成土工試驗成果總表，并自動進行校審。本系統節約了大量的人力，極大地提高了生產效率，避免了手工輸入錯誤，并結合一線大量生產所得到的寶貴經驗來對成果數據進行校審，在提高生產效率的同時，也為土工試驗數據成果的準確與可靠增加了一道保障，有著切實的經濟與社會效益。