1系统的设计
1．1系统数据库设计
数据库是数据管理系统的核心和基础。根据地铁隧道保护区变形监测的内容和特点对系统数据库进行合理设计，使所创建的系统数据库成为存储信息与反映信息内在联系的结构化体系，从而有效、准确、及时地完成系统所需要的各项功能。数据库设计包括数据库结构设计、数据库表设计和数据库安全设计。
1．1．2数据库表的设计
系统数据库表的设计主要包括项目信息表的设计、用户信息表的设计、监测点属性表的设计、水平位移监测成果表的设计和沉降位移监测成果表的设计。
1．1．3数据库安全设计
数据库的安全是指对数据库出现问题的预防和处理，包括以下几部分:1)数据库备份与恢复数据库的备份方式有两种:一是全库备份(将整个数据库全部信息进行备份);二是增量备份(对变化的数据进行实时备份)。数据库的恢复同样包含以上两种方式。在数据库的备份和恢复过程中，可以根据需要选择合适的方式。2)数据库权限数据库权限管理按所属角色和角色权限进行管理，即将所有用户按使用数据的情况划分为不同的角色，每一个角色再赋予相应的权限。
1．2系统功能设计
根据系统需求和数据库设计将系统功能分为项目管理、监测点信息管理、监测成果管理及系统管理四大模块，每个功能模块都由具体的子模块来支持和实现。
1．2．1项目管理
1)可以通过在数据库表中输入或者程序中录入添加项目信息，可以预览所有项目信息并选择要打开的项目名称。2)可以对具体某一项目信息进行预览，包括项目名称、工程概况、工程地质概况、基坑与地铁位置关系等信息的查看、修改并进行保存。
1．2．2监测点信息管理
1)监测点属性预览。查看监测点的点名、测段、车道、具体位置、里程、材料等属性信息。
2)监测点查询。在程序界面选择监测点的属性数据类别和属性值条件，即可查询出满足用户要求的测点信息，还可以将查询结果导出到EXCEL中进行编辑打印。3)监测点管理。可以对查询到的监测点属性信息进行删除、修改;可以添加新的监测点并保存至数据库中，用户可以在系统程序界面的相应空格中填入数值并保存至系统数据库中，也可以将EXCEL格式或文本数据格式的数据自动导入系统数据库存并保存，在导入数据之前只需将所要添加的数据按照指定格式存储至EXCEL或记事本即可。监测点分布图在项目管理界面打开具体项目后会自动加载，管理者可以很直观地看到监测点的分布状况。
1．2．3监测成果管理
监测成果的输入和管理方法与监测点的输入和管理方法相似。由于测量作业的规范性，系统不允许对监测成果进行修改;监测成果的输入可以通过手动输入和数据文件导入两种方法保存至系统数据库中，添加数据过程中，程序动态显示更新的数据和添加后数据库中所有的数据信息;通过选择测点的主要属性值，设置测期、两期变化量、累计变化量等监测成果条件来查询满足用户要求的测点成果，查询结果可导入EXCEL表进行保存、打印。监测成果分析:通过应用不同的数据分析方法和方式对各种监测数据进行处理分析，同时，根据前期数据和相关辅助资料进行预报分析，其中，分析过程和方式采用表格和曲线图形方式进行。
1)监测点稳定性分析应用相关稳定性分析方法(如统计分析方法、经验分析方法)并结合监测现场实际，对不同类型监测点稳定性进行分析评判。
2)图表分析通过不同的图表形式(以沉降监测为例，如沉降量曲线图、沉降速率曲线图、沉降速率对比曲线图等)进行分析，更加直观地了解地铁结构的变形情况和趋势。
3)监测数据预报分析根据稳定性分析及监测历期的成果，应用相应的预报方法(如经验方法、统计方法等)，结合相关资料对变形趋势进行预报分析，为用户掌握结构变形的趋势提供参考。
1．2．4系统管理
1)系统用户管理
用户角色与管理权限设置，保证系统数据安全;用户登录系统的过程必须在系统日志中进行登记，包括用户名、登录时间、对系统的操作过程及在系统中滞留的时间等。系统管理员定期将系统用户使用情况向主管领导汇报。在征得主管领导同意后，系统管理员可以根据实际情况添加用户或提升、降低某些用户的使用级别，必要时可以禁止某些用户的使用权限。
2)系统日志管理
本系统为系统管理员提供系统日志的检查和备份功能，使系统管理员通过对系统日志的查看，了解系统的使用情况及存在的不足和问题，及时处理系统存在的隐患，保证系统的高效运行。
3)数据库备份与恢复
为了保证管理系统或计算机系统经灾难性毁坏后，能正常恢复运行，必须进行数据库的备份与恢复。系统采用自动备份与人工备份相结合的方式，确保系统的安全稳定运行。1．2．5退出若相关操作尚未完成或存在不确定因素，提示用户完成相关操作，避免操作失误。
2系统的开发与应用
此次研究开发工作是在充分了解地铁隧道保护区变形监测内容和过程的基础上完成的。在开发过程中，通过需求分析、系统建设目标，制定了系统开发计划、方案和技术路线，通过具体了解变形监测信息管理分析过程确定了系统开发平台与工具。系统以WindowsXP/7为操作平台，利用可视化编程语言编写客户端程序，利用客户端程序将数据导入到服务器的数据库存储，对服务器数据进行处理。数据库采用的是ACCESS2003数据库，它具有强大的数据处理与分析能力，有较高的可伸缩性及可靠性。系统的开发采用VisualBasic6．0作为开发语言，应用ADO技术与数据库有机的联系在一起。
在数据库设计阶段，根据监测项目和数据管理及数据分析的需要详细设计了数据库表。同时在数据库安全方面也做了详细设计。在功能设计阶段，根据管理分析监测数据的流程划分了系统具体的功能结构，并对每个功能模块进行了详细的设计。在设计数据管理模块过程中，应用ADO对象与SQL联合数据库编程技术，完成了VB对数据库的管理，实现了VB中对数据库的查询、添加、删除、修改等功能。为了保证数据库的安全，还增加了对数据库的恢复与备份，以防造成监测成果和项目信息的丢失。在设计数据分析模块过程中，图表分析采用MSchart控件生成监测成果曲线图(以沉降监测为例)，包括沉降量曲线图、沉降速率曲线图、过程线图等，通过结合平差数据及相关曲线图的分析，可以更加直观地了解地铁隧道保护区的变形状况。
系统应用过程:按照系统数据库中数据表的字段格式建立正确的数据库表，根据实际情况确定工程项目信息、测点属性信息和监测成果信息。将整理后的信息数据分别录入数据库中;通过系统连接数据库，对项目信息、测点属性信息和监测成果信息进行管理，并对监测成果进行分析成图和监测预报分析，并分析地铁隧道结构变形情况。该系统在南京某地铁保护区监测信息管理中得到了很好应用，实际应用表明该系统具有如下特点:
1)系统应用ADO技术将数据库与系统有机结合在一起，使VisualBasic语言与ACCESS数据库的优势得到最大的发挥，客户端界面简洁，操作简单，功能强大，真正实现了地铁隧道保护区变形监测内外业一体化操作。2)数据管理方便，具有高效的数据库，统计、查询功能界面友好。3)数据分析模块采用曲线图更加直观地呈现出地铁隧道保护区变形的过程与趋势，并运用回归分析模型对变形进行预测。4)系统开发应用的成功为今后地铁隧道保护区安全监测专家系统的研究开发积累了一定的经验，值得二次开发和完善。
3结束语
通过地铁隧道保护区变形监测信息管理系统的开发，实现了地铁隧道保护区变形信息的采集、录入、存储、分析、显示、输出和信息更新，该系统软件的研究对地铁隧道保护区变形监测信息管理、分析预测意义重大，具有较高的实用价值。
作者：曾贤敏 黄腾 李桂华 单位：河海大学
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