一种新型远程实时监控系统及其在工程实践中的应用

一种新型远程实时监控系统及其在工程实践中的应用（注：该论文已于2007年7月在《广东土木与建筑》（增刊2007）上发表）李次明唐丙贵徐军（武汉岩海工程技术有限公司湖北武汉430071）摘要：通过GPRS无线通讯网及GPS全球定位系统实现对现场检测数据、地理位置的实时监控，实现检测数据自动电子备案，大大提高工程检测的监管力度，确保检测数据的客观公正。关键词：无线实时远程监控现场检测1引言建筑基桩质量检测是控制整个工程质量的重要环节，其中静载试验又是目前业内公认作为桩基础承载力检测的最准确方法，现场检测数据的真实性有效性直接关系到整个工程的质量。静载试验测试时间长（一般一个试验点测试时间在24小时以上），劳动强度大，而传统的测试方法为人工抄表方式，人为因素影响较大，数据真实性难以保证；近年来，全国特别是在广东、上海等发达地区全自动静载测试仪的应用逐渐普及，在很大程度上提高了现场测试数据的真实性与有效性。随着市场的开放，越来越多的单位和个人进入到桩基检测领域，竞争的日趋激烈，难免会产生一些不规范的行为，影响检测的质量和公正性。为加强现场监管，现行的监管措施主要有：（1）成立行业协会加强自查、自律，检测任务统一分配，遏制无序竞争；（2）建委/质检站成立专门监督科，配备现场监督员对检测工程实行现场见证制度；（3）强制推广全自动测试仪，杜绝人工抄表检测方式。行业协会是一民间机构，没有执法权，在保证有序竞争方面起到一定作用，但在工程检测的监管方面无能为力；建委监督科直接担负着现场监管的责任，但由于各地建筑市场规模和地域的扩大，市内交通的拥堵，且很多工程的检测工作均在晚上进行，监督员的工作量和工作强度急剧增大，实现每个工程监督员必须到场监督是很难实现的。从每年各地行业协会通报的情况可知，检测单位的不规范行为在各地均有发生，甚至存在严重的弄虚作假现象。各地建设主管部门都在积极寻找一种经济、高效的管理手段，尽力营造一个公平的市场竞争环境，有效控制检测质量，力保检测市场的长期健康有序发展。2远程实时监控的设想如果能有一套远程自动监控系统，将现场的检测数据实时传输到监督部门电子备案，由监督员在室内监控所有现场检测情况，将极大提高检测监管的实时性与有效性。但要满足现场监管的要求，监控系统必须具备下述功能：（1）现场监控不受时间、空间限制，可24小时连续监控，可覆盖一个完整的行政区域；（2）监控容量大，实时性好，可同时监控一个行政区域内所有测试现场的检测情况；监测结果直观明了；（3）监控信息完整，最好有检测地点位置信息，能实现对现场测试的全部数据自动电子备案；（4）系统投入不能太大，不能影响原有设备的性能和运行；原有检测设备尽量保留使用已节省费用。3远程实时监控的实现随着科技的进步，网络技术及无线通讯技术的发展，对现场进行实时监控已可实现。GPS的民用化，提供便利的现场定位信息，定位精度可达15米，可有效锁定检测测现场的地理位置；近年来GPRS无线通讯网络已基本覆盖全国，特别是城市及周边地区已无盲区，通过GPRS传输数据不受时空限制，通讯费用也较低，完全可以满足远程实时监控的需要。2005年5月，在浙江省台州市建委的要求与协作下，经过一年多努力，我公司于2006年10月份成功研制出RS-TC无线数据传输仪（以下简称RS-TC），经台州市检测中心试用，效果良好。RS-TC在不改变原有设备情况下，可通过串口直接与我公司出产的动测仪、静载仪、超声波检测仪配套使用，仅需对仪器的测试软件进行免费升级，硬件无需作任何改动。该仪器利用中国移动公司的；同时内置GPS模块，采用一体化，自带充电电池，适合便携式设备使用。该仪器原理框图见图1。（图1）RS-TC是完全按照现场监控的要求来设计的，其下述特点使其完全可以满足现场无线监控的要求：(1)传输距离不限，数据处理中心接入internet网络即可接收数据。即使测试现场与数据处理中心分别位于不同城市，也能实现实时监控。大大方便了拥有多台测试仪的检测单位对于不同现场的监控，同时也为行业管理部门对于整个地区的静载试验监控提供了技术手段。(2)实时传输数据，在数据处理中心可同步获得现场的所有数据，包括测试数据、测试参数、率定数据、全球定位信息等。(3)多点同时监控，监督人员在数据处理中心上可以实时看到各个试验的所有曲线和图表，及时对现场测试出现的意外情况进行处理。(4)不受测试环境影响，只要有移动网络信号的地方就可以传输数据。(5)传输仪的通讯模块、GPS定位模块和蓄电池均为内置，设备外形轻巧。(6)数据自动备份，数据处理中心随时备份每一次采样结果，不用担心测试仪故障引起的数据丢失。(7)现场测试日志，数据处理中心自动生成测试日志，完整记录现场的自动和人工操作，包括参数修改、人工强制加级、人工强制采样、重新装夹传感器、现场修改数据、人为中止测试等，技术人员在办公室就能清楚知道整个测试过程的细节，对于现场测试过程能起到很好的监督作用。(8)不干扰现场测试，RS-TC无线数据传输仪现场只需连线和开机操作。测试仪的操作也与未接传输仪时相同，所有的传输过程均在后台自动完成。4远程实时监控的系统组成远程实时监控系统由监控中心、监控软件、检测仪器及无线数据传输设备组成。各部分硬件配置需求如下：（1）监控中心硬件配置：一台能连接到internet网的计算机，最好配置不间断电源，保证24小时开机，随时接收现场的测试数据；软件配置：我公司开发的免费监控软件。（2）监督员一台能连接到internet网/局域网的计算机配上免费客户端软件即可。（3）测试现场必须采用全自动静载测试仪测试，且每台全自动测试仪配备一台RS-TC无线发射机，外加一中国移动的数据通讯卡（特定套餐的手机卡）。5工程应用实例（1）浙江省台州市建委的应用情况2005年5月，浙江省台州市建委立项开发“建设工程施工计算机网络管理系统”，我公司为其配套研发桩基检测部分的现场监控系统，于2006年10月份投入运行，管理软件部分界面如图2~图4：该管理系统的桩基检测部分的数据采集，即是由全自动静载测试仪配以RS-TC无线数据传输仪自动实现的。该系统将现场各检测单位的检测数据（包括现场地理位置）实时传输到建委数据中心备案，监督员可在系统内部网上实时查看。所有检测数据按工程项目自动归档，实现了检测数据的全自动数字化管理，现场监管一目了然。该系统投入使用后一方面确保各检测单位在同一公平的竞争环检测仪1检测项目1RS-TC无线数据传输仪1监控中心（任何一台能上网的电脑）监督人员1检测仪n检测项目nRS-TC无线数据传输仪n监督人员nGPRS网络Internet网/局域网境下开展检测工作，遏制无序竞争，现场测试更加规范、真实；另一方面极大地减轻监督员的劳动强度，实现电脑化监督，监管更完善、更便捷，监管效率更高。（图2桩基检测分项界面）（图3查看测试详细结果界面）（图4查看测试曲线界面）（2）顺德区建筑工程质量监督检测中心应用情况顺德检测中心购买RS-JYC静载测试仪八套，为了更好的加强现场检测的管理，同时配备了八套RS-TC无线传输仪，虽然业务不断地扩大，但在不增加技术人员情况下，管理更便捷、更完善，达到下述功能：a)管理人员足不出户即可实时掌握现场测试情况；b)二十四小时不间断地同时监控所有检测现场，杜绝监控盲区；c)数据自动按测试时间或工程编号分类管理（如图5）；d)技术员可在室内调取现场试验完毕的测试数据及时整理报告，提高劳动效率。（图5监控结果列表）（3）部分地市质检站考察试用情况a)郑州市自2007年5月开始要求部分检测单位试用远程实时监控系统，调研该系统的实用性与可行性，预备于2007年10月1日后全面实施。届时郑州全市所有静载试验现场数据均可自动传输至建委的数据中心备案，质量监督员将在办公室内电脑上实时监控。b)东莞市质检站也正在通过宏基公司对该系统进行实用性测试，测试完毕也将在全市推广。6结束语随着检测工作的市场化及技术的迅猛发展，单纯依靠人的力量来管理已很困难，只有依靠先进的技术，让管理变得更简单、更高效；远程实时监控系统为加强现场检测监管提供了一种有效的技术手段，如能与相应的管理制度相结合将会使现场检测的管理步上新的台阶。参考文献1、JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范2、GB50007-2002建筑地基基础设计规范3、GPRS使用手册4、GPS使用说明书