季节性冻土区高速铁路路基冻胀监测数据管理及应用

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1、季节性冻土区高速铁路路基冻胀监测数据管理及应用【摘要】随着我国高速铁路建设的快速发展，路基冻胀问题在季节性冻土区日趋突出，影响了列车的安全运营。目前，对这些地区修建的铁路路基冻胀情况（包括变形、温度、含水量等）进行实时监测和动态分析已成为十分重要的手段。然而对监测数据的有效管理成为路基冻胀变形分析的关键。基于大西客专、哈齐客专、牡绥线的监测数据和关系数据库技术建立了高速铁路路基冻胀监测数据库；在VisualStudio2008开发平台下运用C#语言实现了不同厂家不同格式数据的入库；同时在Access数据库中实现了用户所需数据的查询和导出，从而为用户进行路基冻胀变形研究提供了合理高效的数据获取途

2、径。【关键词】高速铁路；路基；冻胀监测；数据库引言：我国髙速铁路建设标准要求很高，建设质量的好坏直接影响到后期的行车安全，目前还没有一套成熟完整的技术标准来准确评估和控制建设和运营过程中线路存在的安全隐患。尤其在季节性冻土区路基冻胀问题成为了世界性难题，比较常见和有效的方法是对线路代表性段落进行实时监测和动态分析，将监测和分析结果作为铁路安全预警预报和冻胀问题深入研究的客观依据。然而监测结果数据量大，数据格式不统一，监测项目多，监测周期长频次高等问题对监测数据管理提出了很高的要求。如果不能及时准确的获取分析人员所关心的数据，监测数据就失去了工程意义。针对这些问题并结合在大西客专、哈齐客专以及牡

3、绥线冻胀监测方案的设计、实施、数据分析过程中所总结的经验，运用关系数据库技术在MicrosoftAccess数据库开发平台下设计出高质量的数据库实现了对监测数据科学管理、高效查询和快速导出。同时在VisualStudio2008平台下基于C#编程语言开发数据导入程序，实现了不同厂家不同格式数据的入库。该数据库和数据数据导入程序已经成功实现了大西客专、哈齐客专以及牡绥线冻胀监数据的管理和相关数据快速提取，大大提高了高速铁路路基冻胀监测数据分析效率。一、冻胀监测数据库的建立（一）数据来源高速铁路路基冻胀监测的整个过程包括监测方案设计、方案实施、监测数据分析以及报告编写四个阶段。所设计的数据库应该管

4、理监测项目的基本信息，这些信息大部分由监测方案提供，例如监测段落位置、监测断面位置、监测点位置及深度、元器件相关信息、数据传输系统安装位置、元器件厂家信息等等；还应该管理监测方案现场实施的基本情况，在方案实施过程中，由于铁路施工工况变化而不能如期安装元器件导致设计位置更改，人为操作导致元器件安装顺序颠倒甚至元器件损坏等信息都应该存储到数据库中；同时还要将现场施工和安全管理的基本信息录入库中；另外，在冻胀监测过程中，由于后期铁路施工干扰导致部分元器件损坏或导线中断而终止监测服务，或者数据采集和传输过程中供电不足甚至系统发生故障而导致一段时期内没有数据或数据未能按时传输，这些信息也应该存储在数据库

5、中。冻胀监测数据来源根据数据类型大体上可分为静态数据和动态数据两大类。其中静态数据是指在冻胀监测开始之前就能确定下来而不受时间影响的数据，例如监测项目基本信息、安全管理、监测段落、监测断面、监测点、元器件、采集系统等相关信息。动态数据则是指监测过程中不同元器件的监测数据（即监测记录），如冻胀计监测的变形数据、温度计监测的温度数据、含水量计监测的含水量数据、水位计监测的水位高度等等。（二）数据库设计冻胀监测数据库设计的质量决定了后期数据查询的效率，设计的关键不仅仅在于要求每个实体（数据表）包括完善的属性信息，还必须准确把握不同实体之间的联系。通过分析冻胀监测方案设计、现场实施、数据监测、数据分析

6、等阶段所提供的信息设计出冻胀监测数据库关系图（图1-1）。图1-1高速铁路路基冻胀监测数据库关系图该数据库包括等14个数据表，每个表包括相应的属性字段，部分字段有值域约束，在数据库设计过程中已经定义,数据表之间的联系通过外码实现，如图1-1所示。该数据库将路基冻胀监测项目的绝大部分信息进行了合理髙效的管理，监测数据主要存储在自动观测和手动观测数据表中，冻胀监测项目、试验段、断面、测点、元器件等数据表主要用于为用户制作查询表。每个数据表都提供了数据剔除功能，当部分数据缺失或无效时选择剔除就可以使用其他有效数据进行分析。另外，该数据库提供的相关统计信息（如元器件数量、测点深度、导线长度、采集系统个

7、数等）为监测项目的成本核算提供了数据参考。二、冻胀监测数据导入程序设计（一）数据访问首先通过OpenFileDialog类定义两个对象以获取原始数据文件和数据库文件路径，然后运用OleDB技术根据文件路径连接数据文件，并将要导入的原始数据文件的表名存储在数据导入下拉列表中，将数据库文件的数据表名存储在数据库数据显示下拉列表中。当下拉列表的表名选择以后，单击显示按钮可以实现当前数据表的数据显示，如果