巖土工程勘察生產業務流程分析與業務系統設計研究

闕陳燕QUE Chen-yan

（福建巖土工程勘察研究院有限公司，福州 350108）

0 引言

隨著信息時代的來臨，人們對巖土工程勘察的工作提出了更高的要求，將巖土工程分析、巖土工程數據庫以及圖形化、數據統計等功能融為一起，使其構成智能化與信息化相融合的巖土工程勘察生產業務系統。為了促進工程勘察行業的信息化發展，此系統在設計開發的過程中就已經有信心將此系統做到全行業普及。如若巖土工程勘察的計算、自動保存等功能全部實現，那么工程人員利用此系統所得的工程數據將會變得更加精準，而且還會有效提升項目調度力，業務流程的工作效率與質量均會得到大幅度上漲，企業運行成本會得到下降，而業務處理能力則會得到上升。

1 巖土工程勘察生產業務流程分析

1.1 創建項目

巖土工程勘察生產的基礎為項目創建，項目在創建時新建與編輯的項目應滿足最基本的信息功能，其中就包括工程新建與項目新建兩部分[1][2]。工程新建所代表的是新建設的工程基本信息，其中包含了工程全方面的信息，其中有工程的名稱與編號、建設單位等。工程在完建后，創建項目的過程中應滿足所需的基本信息，而且巖土工程勘察生產系統還會自動判斷項目信息是否需要上傳至勘辦質量監管平臺。

1.2 創建綱要

創建綱要首先要滿足綱要最基本的信息、勘探孔的設計以及綱要的集成。綱要基本信息在創建的過程中包含了項目負責人、項目名稱、項目編號、審核人與審定人、項目標號等內容。此外，鉆孔設計是要與Auto ACD 進行聯動的，而且設計孔需要孔深、鉆孔屬性以及鉆孔里程等內容。

綱要信息的集成是將綱要所含的基本信息、規范條例、鉆孔信息以及項目信息等內容在word 中生成，如圖1所示。

圖1 綱要創建流程圖

1.3 綱要審核

綱要在生成以后，必須通過審核才能進行下一個環節，而每一個工程在進入施工前都需要進行二級審核，二級審核是工程質量的有效保障[3][4]。綱要在生成后，首先要將綱要提交至審核人審核，審核結束并通過以后，綱要會自動進入下一個環節。若是綱要不滿足要求，沒有通過審核，綱要便會自動退回至發起人的手中，并給出修改意見，發起人修改并再次提交直至審核徹底通過。審核的下一個環節為審定，兩者其概念并沒有太大的差異性，其性質也相差不了多少。審定通過會進入下一個環節，審定不通過被駁回，則需要退回至上一層修改文檔，直到通過為止。巖土工程勘察生產業務流程在工作期間，經常會出現臨時變更綱要的現狀，如果綱要需要經濟修改，那初始綱要需立即停止使用，新版綱要在舊版綱要停止時，新版則快速啟用。在此過程中，需要記錄每個環節的流程、變更信息[5]。

1.4 數據采集與錄入

綱要通過審核、審定完成以后，下一個環節便是數據采集與錄入，這一環節在進行的過程中應要滿足鉆孔方面的功能，可同步保存探孔所含的類別以及重要屬性。巖土工程勘察信息管理系統中含有的勘探孔作為核心基礎，主要來源可劃分為三個不同的具體部分，分別是外業APP采集與的導入、外業班采集與導入、勘探點一欄表增加與刪除[6][7]。外業班收集與導入的主要任務就是將現有的鉆孔數據導入至所含的平臺當中，其中含有各種基礎信息，還有土樣數據的取土深度、取土編號、取樣類型等數據。

2 巖土工程勘察業務系統設計與實現

2.1 系統功能模塊設計

巖土工程勘察系統從初始設計到最后的開發使用都需要相關部門的協調配合，這么做的主要目的就是提升工程勘察的整體工作效率、巖土工程勘查業余的集成，確保工程勘察的工作變得更加信息化。從上文的需求分析，我們將系統劃分為兩大類，分別為業務功能與信息管理，其中還包括了統計、圖像繪制、數據編輯以及輔助等功能模塊，如圖2 所示[8][9]。

圖2 系統功能架構圖

2.2 業務流程設計

以巖土工程勘察業務員流程與實際需求作為基礎，來設計巖土工程勘察生產管理系統業務具體流程圖，其中包括了不同的功能模塊：工程新建、項目新建、綱要審核等功能。巖土工程勘察生產管理系統還可有效實現綱要的創建、系統新建鉆孔、外業班導入數據，經過收集、分析等環節，最終生成報告。此外，通過構建巖土工程勘察內業務一體化操作系統，是融合外業數據采集與內業操作的關鍵，同時也是提升巖土工程勘察工作效率的主要基礎。

2.3 數據庫設計

工程勘察生產業務系統在開發的過程中，數據庫服務器作為系統最重要的核心版塊，其主要工作就是用于巖土工程勘察業務系統的儲存、統計以及分析計算工程勘察中的實驗數據，因此數據庫在設計期間應確保它的安全性、可靠性以及穩定性。從上文的硬性組成分析。可知數據庫在設計的過程中，應充分考慮平臺兼容性與數據處理能力兩方面。如若數據庫發生異常時，應確保系統可以以最快的速度來完成恢復工作，并保持之前的穩定性與兼容性；數據庫在設計過程中，數據冗余應降至最低。

巖土工程勘察生產管理系統所涉及的領域為全國不同地域的勘察院與勘察部門，因此數據儲存量適中，開發需求較高。從性能、實際所需以及成本多方面考慮，服務數據庫與外業采集數據庫中選擇使用Mysql 數據庫比較合理，由于此數據庫的傳輸速度較快、而且使用成本較低、支持跨平臺、支持內存拓展、體積小、支持高并發。其次。工程勘察生產工程系統客戶端需要支持離線操作，但不需要高并發，而客戶端數據庫則選取SQLite 數據庫。

2.4 數據庫安全設計數據庫服務器

信息安全是整個系統運行的主要核心部分，也是業務系統在工作過程中重中之重，由于信息數據與系統是否穩定運行之間有著密切的聯系，數據庫系統在設計的過程中，需滿足不同方面的安全設計，如下：①數據備份與修復，如若系統中所含的數據被病毒入侵導致數據丟失，系統無法正常工作時，安全數據庫可第一時間恢復數據并保持穩定運行；②數據讀寫權限問題，當需要訪問數據時，系統會自動上傳至管理端，并通過實際情況來分析是否安全，確保數據不會被非法用戶惡意損壞。

從上文分析得知，用戶授權的問題是個十分重要的問題，數據庫安全設計期間應區分普通用戶、管路員以及超管三種身份，對口令與ID 統一加密處理，確保每個用戶都能在規定的權限范圍內工作。其次，為了有效防止注入供給，盡量在儲存期間選用加密處理的方式，例如，輔助功能表，此表中所含的數據大部分均為用戶的數據，在進行儲存操作時應對其加密，不能以明文的形式來儲存至數據庫。最后，為SQLserver 的維護與管理，我們從SQLserver的角度來考慮問題，對于數據服務器賬號中所含的SQL權限問題應嚴格把控；其次就是SQLserver 的磁盤管理問題，在專門的物理硬盤中存放tempdb 數據庫、使用率數據庫以及內容數據庫，如圖3 所示。

圖3 數據庫安全設計

3 系統功能實現

3.1 工程管理

工程管理主要是管理巖土工程勘察生產流程中所含的綱要、項目以及效果圖，其中也包含了新建工程信息的增加與刪除、工程整體標準層配置表以及工程項目表的修改與配置表等，以Auto CAD 的方式來開展鉆孔設計并進行詳細分類，在將鉆孔分類、勘察報告、最終成果上傳至數據庫當中的管理。勘探點一覽表部分是基于鉆孔信息的數據處理，包括原位測試數據、鉆孔視電阻率測試、野外地層描述、室內試驗數據等。統計表包括原位測試統計表、鉆孔視電阻率測試成果統計表、地層統計表、土工試驗統計表、巖石單軸抗壓強度試驗統計表、靜力觸探數據統計表。

3.2 數據處理

數據功能處理功能可將采集到的數據以信息數據為基礎形成剖面表，將剖面表中所含的數據一一計算，可得出相關的統計表、計算方式表以及效果圖。其中數據采集部分也包括外業APP 數據手機與導入、勘察信息數據的收集與導入等。

3.3 基礎庫

基礎庫的主要用處就是有效管理項目以上的末班定制以及基礎信息的日常維護與更新，其中包括字典維護、對照表以及圖例庫等功能。其次，基礎庫功能模板中方法主要包括數據加載、修改、增加、刪除等。

3.4 項目數據編輯模塊

項目數據編輯模塊應滿足新創建項目與工程基本信息的全部設置，可對鉆孔底層的各種數據隨意編輯。數據編輯模塊中，如果系統所含的項目并沒有需要用到的項目，那么相關工作人員可以針對此來進行新建，在由系統操作人員來將其錄入、此外，針對系統中已經含有的全部項目，換句話來說，就是當一個用戶在進行項目創建的過程中，將基本信息以及文件全部上傳至系統時，需對要操作的工程項目中打開要用到的項目，然后對項目中所含的信息數據進行編輯操作，而在此過程中失效的項目可直接從中刪除。

3.5 項目文檔管理

項目文檔在進行管理包括項目文件的上傳，文件夾批量上傳等操作以及項目目錄的重命名、刪除等不同的兩種情況。如果是新建的項目，那么用戶的文檔列表就不出現，但需要用戶來自己選擇文檔目錄，然后完成上傳。

4 系統一體化應用案例

4.1 工程概況

2019 年上半年某市某商業綜合中心在建設過程中，由于所建建筑整體偏高，而且對地理方位的要求十分嚴格，因此工程在進行開展之前，需針對現有的地形來進行開展有效的巖土工程勘察工作，通過合理的分析，決定采用巖土工程勘察生產系統來進行勘察。

4.2 工程中巖土勘察主要任務

①工程勘察工作中需要勘察建筑與開挖區域所含的圖層以及巖層的整體結構和包含的力學性質，在采集全面巖土信息以后，根據所獲得的信息來針對巖土層的機構以及整體承載力進行分析，為后續相關的工作方案提供理論依據。

②在勘察工作中，巖土工程勘察還需要對開挖區域中的地下水環境進行統一定位，只有精準掌握地下水的整體位置以及變化情況，并根據相關的數據來分析地下水對工期的整體影響現狀，并針對現有的情況進行措施制定。

③工程勘察中還需要對其中所含的裂隙水、巖溶水等分布情況，并通過相關的資料來有效分析其中的水層。

4.3 勘查模式與工作量分析

勘察在進行過程中選擇使用液壓回轉技術來開展鉆探取樣的工作，而巖土試驗則選擇N120 與N65 兩種大型設備，兩種設備所使用的重錘重量大致為160kg。此外，波速勘察工作在開展期間會使用單孔檢層的方式，測試鉆孔區域完成以后，在進行抽水試驗測試，其中主要利用鉆孔成孔的方式來進行實驗，同時加設不透水境地。在手錘實驗觀測過程中，采用鉆機成孔的方式。提水實驗采用鉆機成孔的方式。抽水實驗的開展會隨著設計標準來有效開展，按照抽水特征的曲線以及實際用水的水量來對其進行評價分析，從而可識別開挖區域的地下水類型。

5 結語

通過對巖土工程勘察信息化管理發展現狀研究，全面的整合和目前巖土工程勘察生產業務管理所存在的難題，并結合實際生產業務流程，進行了勘查模型與關鍵基礎的研究，為了整個工程勘察行業數字化發展，設計并實現了巖土工程勘察生產業務系統。而此系統設計開發的未來目標是在整個行業內做到推廣使用，將工程業務數據的整合、計算、更新以及保存等功能全部實現，為工程人員提供支持，為工程行業提供更精準的數據。