土工试验开土、汇总分析系统设计及应用

牛江波 （安徽省水利水电勘测设计院，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

目前土工试验行业开工过程基本采用手工记录，数据都是纸质的，无法较好地进行二次利用，各个单项试验也缺乏统一标准的计算软件，即使有对应的计算软件，也是标准不一，有单位自己设计的，也有不同仪器厂家的，最终无法把各个单项试验有机地整合在一起，在最后形成土工试验总表时，需要手工分别录入不同软件或手工计算得到的试验成果，然后再对应各个单项试验成果与纸质版的开土记录对土工试验成果进行人工校核、审查工作，由于土工试验成果包含有大量的数值型数据，这种方法不但效率低下，而且很容易发生漏输、漏检、错输等方面的人为性错误，笔者开发的本系统较好地解决了这一系列的问题。

2 系统设计

2.1 系统结构及功能设计

土工试验开土、汇总分析系统采用C/S结构，分为服务器端与客户端两层。其中服务器端运行系统服务程序以及SQLserver2008数据库程序，客户端又分为开土客户端与汇总分析客户端，开土客户端运行在平板设备上，轻巧方便，主要用于现场开土工作，汇总分析客户端运行在个人电脑上，方便操作办公。

系统主要功能包括：工程项目信息管理、导入土样名称形成土工总表、开土过程电子记录、单项试验成果上传、单项试验成果下载、汇总某单项试验成果、汇总全部单项试验成果、土工成果自动校审标红、数据库备份与还原。

2.2 系统主要技术

2.2.1 SQLserver2008数据库建库及应用

SQLserver2008数据库是Microsoft公司推出的关系型数据库管理系统，它可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中，可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析之类的操作，允许使用Microsoft.NET和Visual Studio开发的自定义应用程序中使用数据。在数据库中建有三种类型的表，一种是用户表，该表用于存储系统用户信息及设置相应权限；一种是工程信息表，该表用于存储相应年度的土工试验工程项目信息；最后一种是具体项目的土工试验成果表。在系统中利用结构化查询语言SQL进行数据的存储、查询、删除、修改、分析等操作。

2.2.2 TCP/IP网络编程

TCP是传输控制协议的简称，是TCP/IP体系中面向连接的运输层协议，在网络中提供全双工的和可靠的服务。在编写TCP应用程序时，必须先建立TCP连接。一旦通信双方建立了TCP连接，连接中的任何一方都能向对方发送数据和接收对方发送来的数据，其中的数据是以字节流的形式进行传输的。利用TCP进行网络编程时，.NET框架提供了两种工作方式，一种是同步工作方式，另一种是异步工作方式，本系统采用同步工作方式。

2.2.3 多线程与线程同步

一个进程可以包括一个或多个线程，线程是操作系统分配处理器时间的基本单元，在进程中可以有多个线程同时执行代码，本系统利用多线程技术大大提高了系统的数据处理速度，提高了用户体验度。同时又因为这些线程要在同一时间段内反复操作同一工程的土工总表，为了系统稳定，对这些线程进行了同步操作。

2.2.4 土工试验专业知识与经验集成化

笔者在多年的的土工试验工作中，潜心学习研究，增长了不少的专业知识，积累了较为丰富的工作经验。比如根据土的组成与状态去判断土的物理、力学指标，这些指标大约有一个范围值，以及根据这些指标的内在联系来判断具体某个指标合适与否等。笔者把这些知识与经验从日常工作中提练出来，形成了一些具体的规则，并把这些规则利用计算机语言集成了土工试验开土、汇总分析系统中，以辅助试验人员进行成果分析。

2.2.5 利用.NET平台操作EXCEL文件

在.NET平台中引入相应的动态链接库文件以及对应的命令空间和相关对象，利用这些对象中的一系列属性与方法，便可把系统中操作所得到数据导出到EXCEL文件中，并对EXCEL文件进行所需要的编辑、修改等操作。

3 系统应用

3.1 开土客户端应用

开土客户端运行在平板设备上，它可以自动读取勘察部门送来的土样送样单上的土样信息，然后把这些信息存储到服务器端的SQLSERVER数据库中。当开始开土作业时，打开开土客户端，从服务器端的SQLSERVER数据库中调出当前的开土土样，在开土客户端的对应位置处输入土样的描述信息。开土客户端可以对当前土样进行拍照，把照片存储到数据库中以保留图片信息，这样可以使土样描述信息更为丰富。开土结束后，点击生成总表的功能按钮，便可自动生成土工总表框架，总表中包括土样名称、取土深度、土样描述信息等内容，供后期的分析校审工作参考。

3.2 汇总分析客户端应用

上图是汇总分析客户端的一个主要界面，当从某个客户端添加工程信息后，这些信息便会存储至服务器端SQLSERVER数据库中，其它的汇总分析客户端就可以从服务器端访问所需要的工程信息。本客户端还可以对工程信息进行修改、删除等编辑操作。其中的“上传”按钮可以自动搜索运行当前客户端的计算机上都有哪些单项试验的成果，搜索到后，把这些试验成果上传至系统服务器端，配合开土客户端也上传的土工总表框架，就可在服务器端形成一整套的原始试验成果。当需要生成完整的土工试验总表时，只需通过“下载“按钮，把所有上传过的原始试验成果下载至本地计算机，然后通过点击”物理“等汇总单项试验的按钮来汇总单项试验，或通过点击”汇总全部“按钮来汇部所有单项试验成果，这样就得到了一个完整的土工试验成果总表。”自动校核“按钮负责自动校核上述得到土工试验成果总表，对不符合土工试验规范的或是不在土工试验经验范围内的又或是操作失误造成的异常数据都会自动标红或改正后再标红，以供专业负责人再重点分析判断。汇总、校核土工试验成果总表后，可以下载总表至本地计算机指定位置处。

4 小结

该系统可以对土工试验项目进行有效管理，方便了试验人员的日常办公与交流。其中开土客户端既存有电子版的开土信息，又可以保留开土照片，不但为后期的汇总、分析、校核提供了便利，也是一种创新。汇总、分析客户端可以自动生成土工试验成果总表，并自动进行校审。本系统节约了大量的人力，极大地提高了生产效率，避免了手工输入错误，并结合一线大量生产所得到的宝贵经验来对成果数据进行校审，在提高生产效率的同时，也为土工试验数据成果的准确与可靠增加了一道保障，有着切实的经济与社会效益。