基于Java的钻芯法报告自动生成系统的设计

何永彬 陈 松 蔡旭颖

1. 广州市住房城乡建设行业监测与研究中心 广东 广州 510600

2. 广州广检建设工程检测中心有限公司 广东 广州 510405

基桩钻芯法是检测基桩施工质量常用到的一种方法，能同时对桩身长度、强度、完整性、桩端沉渣厚度及桩端岩性进行直观检测[1]和评判，该方法具有检测过程直观，检测结果可靠的优点，同时，相对于静载试验，钻芯法设备较轻便，现场作业受场地条件限制小，适用性强，广泛应用于工程质量验收检测活动。

钻芯综合柱状图是钻芯法检测报告的重要组成部分，能直观准确的表达钻孔的综合信息。柱状图传统绘制方法主要有CAD绘制、Excel和Word绘制及柱状图专用软件绘制等，存在有诸多问题，如：多个钻芯孔无法批量生成，绘制效率低；数据与报告正文数据自动关联同步化程度低，出错率高；柱状图专用软件内容、架构固定，无法根据实际需求个性化扩展，兼容性和扩展性差。钻芯检测报告正文编制目前主要为人工方式完成，存在着编制效率低，数据关联同步化程度低，内部数据经常出现互相打架的现象，报告严谨性和正确率难以得到保证。

基于上述问题，基于JAVA[2]语言开发平台，采用BS架构（Browser/Server，浏览器/服务器），研究设计一套基桩钻芯法检测报告自动生成系统，从而实现柱状图和报告正文等内容的自动化生成，提高工作效率，降低报告出错率。

1 系统设计

1.1 实现功能分析

1）权限设定功能；2）表格数据模板的读取与解析；3）混凝土芯样委托单自动生成；4）芯样抗压结果的提取与导入；5）普通柱状图批量绘制；6）特殊钻芯钻孔柱状图；7）报告正文自动生成； 8）芯样照片、抗压结果等报告附件自动生成。

1.2 流程设计

本系统主要操作流程如图1所示。

图1 系统主要操作流程图

1.3 系统架构设计

本系统架构前端采用BootStrap[3]和jQuery[4]，后端采用SpringBoot[5]，整体采用shiro[6]作为安全框架。系统核心模块分为数据模块、柱状图生成模块、报告正文生成模块和其他辅助模块。系统平台部署上，使用Docker[7]虚拟化容器，隔离外部运行环境，便于打包、运行和部署，采用Jenkins[8]持续集成自动化构建，可极大简化系统部署上线的流程，Bug出现时可迅速修复。系统架构如图2所示。

数据模块、柱状图生成模块及报告正文生成模块为本系统核心模块，本文主要对该三个模块进行介绍。

1.4 数据模块

1.4.1 数据表格设计

表格数据区域划分主要根据工作流程进行划分，可分为基本资料区、原始记录区、编录与照片区、芯样区，如图3所示。数据采集方式分为网页在线填写和现场自动采集两种。

图3 数据表区域划分

1.4.2 数据储存结构设计

为便于数据管理和系统兼容使用，系统将数据进行结构化储存，主要存储信息有：工程基本信息、钻孔信息列表、基桩信息列表等。工程基本信息主要储存工程概况表信息；钻孔信息主要储存钻孔基本信息、持力层分层信息、芯样力学数据信息；基桩信息：储存该桩所包含的孔、完整性类别、沉渣厚度信息等。

1.4.3 数据读取

该流程包含数据合法性检查、读取实施和数据保存三个主要内容。合法性检查实现对规定格式和内容的防篡改和修订。确保数据合规后，即可实施读取，本系统采用同桩多孔索引的方式，在加快运行效率的同时，也方便数据的访问。数据读取完成后，储存结构对孔的基本信息、分层信息、芯样信息等进行储存。

1.5 柱状图生成

钻孔柱柱状图在使用过程中需固定格式和内容，PDF格式具有兼容性高、文件结构稳定、支持多媒体元素等优点[9]，系统采用PDF格式进行柱状图绘制。柱状图采用以表格作为主框架，表格与自适应线条相结合，相对位置与绝对位置相结合的方式进行绘制，解决表格绘制不灵活的问题。下面对柱状图关键技术点进行介绍。

1.5.1 比例尺确定

比例尺是柱状图绘制的重要参数，PDF绘制的尺寸根据实际数据动态变化，比例尺不固定，会出现绘制尺寸显示不协调。本系统建立成适配孔深的动态比例尺，保证柱状图协调。

1.5.2 数据分层

根据固定比例尺，计算各分层所需绘制的尺寸，同时将提取到的标高、深度、厚度等信息按层填充到PDF文件。

1.5.3 图例分层

本系统采用拼接方式来处理原始图像，可有效解决图像模糊、失真问题。如图4所示。

图4 图例拼接与填充示例

1.5.4 自适应线条

柱状图绘制过程中，为呈现较好的展示效果，可能需要将分层比例进行局部放大，如“沉渣”层，需要对分层图例两侧线条进行重绘，实现相关线条根据需要进行自适应调整，适用于较复杂情况的柱状图绘制。

1.6 报告正文生成

报告正文生成简要流程如图5所示，下面对其关键要点进行介绍。

图5 报告正文生成流程图

1.6.1 数据校验

数据填写时难免会出现疏漏，如A1桩A1-1孔桩径填写为1.2m，而A1-2孔桩径却无意中填写成了1.1m，因此系统的自动数据校验非常有用。对于桩径、设计桩顶标高、桩身设计强度等同桩各孔数据不一致，前后矛盾的情况，系统研究了自动查询和提醒功能，实现数据的校验。

1.6.2 数据计算

数据确认无误后，系统即可对报告中所需数据进行计算，并统计总进尺、检测桩与孔数量、芯样取样数等信息。

1.6.3 报告文本数据

报告文本主要包含报告基本信息、工程概况、桩资料、检测结果数据、报告结论等内容，基本信息、工程概况、桩资料等数据可以从结构化数据中直接获取，而检测结果数据、报告结论等内容由表格、文本描述来呈现.

1.6.4 报告模板与渲染

报告模板的渲染可以采用XML和模板引擎生成Word[10]。

2 结论

1、目前，基桩钻芯法检测普遍存在检测报告出具效率低和出错率高的问题，设计研究一种能实现报告自动生成的系统和方法具有非常重要的现实意义。

2、本文所述的钻芯法检测报告自动生成系统基于Java语言平台研究设计，采用BS架构（浏览器/服务器），系统安全性好，运行稳定，兼容性和扩展功能容易实现，应用前景较好。

3、建筑工程检测行业普遍存在信息化智能化程度不高的现象，成功开发和设计该系统并推广至全行业，促进其它检测项目向智能化自动化发展，推动工程检测行业的转型升级，提升行业生产效率。