基于Java的鉆芯法報告自動生成系統的設計

何永彬 陳 松 蔡旭穎

1. 廣州市住房城鄉建設行業監測與研究中心 廣東 廣州 510600

2. 廣州廣檢建設工程檢測中心有限公司 廣東 廣州 510405

基樁鉆芯法是檢測基樁施工質量常用到的一種方法，能同時對樁身長度、強度、完整性、樁端沉渣厚度及樁端巖性進行直觀檢測[1]和評判，該方法具有檢測過程直觀，檢測結果可靠的優點，同時，相對于靜載試驗，鉆芯法設備較輕便，現場作業受場地條件限制小，適用性強，廣泛應用于工程質量驗收檢測活動。

鉆芯綜合柱狀圖是鉆芯法檢測報告的重要組成部分，能直觀準確的表達鉆孔的綜合信息。柱狀圖傳統繪制方法主要有CAD繪制、Excel和Word繪制及柱狀圖專用軟件繪制等，存在有諸多問題，如：多個鉆芯孔無法批量生成，繪制效率低；數據與報告正文數據自動關聯同步化程度低，出錯率高；柱狀圖專用軟件內容、架構固定，無法根據實際需求個性化擴展，兼容性和擴展性差。鉆芯檢測報告正文編制目前主要為人工方式完成，存在著編制效率低，數據關聯同步化程度低，內部數據經常出現互相打架的現象，報告嚴謹性和正確率難以得到保證。

基于上述問題，基于JAVA[2]語言開發平臺，采用BS架構（Browser/Server，瀏覽器/服務器），研究設計一套基樁鉆芯法檢測報告自動生成系統，從而實現柱狀圖和報告正文等內容的自動化生成，提高工作效率，降低報告出錯率。

1 系統設計

1.1 實現功能分析

1）權限設定功能；2）表格數據模板的讀取與解析；3）混凝土芯樣委托單自動生成；4）芯樣抗壓結果的提取與導入；5）普通柱狀圖批量繪制；6）特殊鉆芯鉆孔柱狀圖；7）報告正文自動生成； 8）芯樣照片、抗壓結果等報告附件自動生成。

1.2 流程設計

本系統主要操作流程如圖1所示。

圖1 系統主要操作流程圖

1.3 系統架構設計

本系統架構前端采用BootStrap[3]和jQuery[4]，后端采用SpringBoot[5]，整體采用shiro[6]作為安全框架。系統核心模塊分為數據模塊、柱狀圖生成模塊、報告正文生成模塊和其他輔助模塊。系統平臺部署上，使用Docker[7]虛擬化容器，隔離外部運行環境，便于打包、運行和部署，采用Jenkins[8]持續集成自動化構建，可極大簡化系統部署上線的流程，Bug出現時可迅速修復。系統架構如圖2所示。

數據模塊、柱狀圖生成模塊及報告正文生成模塊為本系統核心模塊，本文主要對該三個模塊進行介紹。

1.4 數據模塊

1.4.1 數據表格設計

表格數據區域劃分主要根據工作流程進行劃分，可分為基本資料區、原始記錄區、編錄與照片區、芯樣區，如圖3所示。數據采集方式分為網頁在線填寫和現場自動采集兩種。

圖3 數據表區域劃分

1.4.2 數據儲存結構設計

為便于數據管理和系統兼容使用，系統將數據進行結構化儲存，主要存儲信息有：工程基本信息、鉆孔信息列表、基樁信息列表等。工程基本信息主要儲存工程概況表信息；鉆孔信息主要儲存鉆孔基本信息、持力層分層信息、芯樣力學數據信息；基樁信息：儲存該樁所包含的孔、完整性類別、沉渣厚度信息等。

1.4.3 數據讀取

該流程包含數據合法性檢查、讀取實施和數據保存三個主要內容。合法性檢查實現對規定格式和內容的防篡改和修訂。確保數據合規后，即可實施讀取，本系統采用同樁多孔索引的方式，在加快運行效率的同時，也方便數據的訪問。數據讀取完成后，儲存結構對孔的基本信息、分層信息、芯樣信息等進行儲存。

1.5 柱狀圖生成

鉆孔柱柱狀圖在使用過程中需固定格式和內容，PDF格式具有兼容性高、文件結構穩定、支持多媒體元素等優點[9]，系統采用PDF格式進行柱狀圖繪制。柱狀圖采用以表格作為主框架，表格與自適應線條相結合，相對位置與絕對位置相結合的方式進行繪制，解決表格繪制不靈活的問題。下面對柱狀圖關鍵技術點進行介紹。

1.5.1 比例尺確定

比例尺是柱狀圖繪制的重要參數，PDF繪制的尺寸根據實際數據動態變化，比例尺不固定，會出現繪制尺寸顯示不協調。本系統建立成適配孔深的動態比例尺，保證柱狀圖協調。

1.5.2 數據分層

根據固定比例尺，計算各分層所需繪制的尺寸，同時將提取到的標高、深度、厚度等信息按層填充到PDF文件。

1.5.3 圖例分層

本系統采用拼接方式來處理原始圖像，可有效解決圖像模糊、失真問題。如圖4所示。

圖4 圖例拼接與填充示例

1.5.4 自適應線條

柱狀圖繪制過程中，為呈現較好的展示效果，可能需要將分層比例進行局部放大，如“沉渣”層，需要對分層圖例兩側線條進行重繪，實現相關線條根據需要進行自適應調整，適用于較復雜情況的柱狀圖繪制。

1.6 報告正文生成

報告正文生成簡要流程如圖5所示，下面對其關鍵要點進行介紹。

圖5 報告正文生成流程圖

1.6.1 數據校驗

數據填寫時難免會出現疏漏，如A1樁A1-1孔樁徑填寫為1.2m，而A1-2孔樁徑卻無意中填寫成了1.1m，因此系統的自動數據校驗非常有用。對于樁徑、設計樁頂標高、樁身設計強度等同樁各孔數據不一致，前后矛盾的情況，系統研究了自動查詢和提醒功能，實現數據的校驗。

1.6.2 數據計算

數據確認無誤后，系統即可對報告中所需數據進行計算，并統計總進尺、檢測樁與孔數量、芯樣取樣數等信息。

1.6.3 報告文本數據

報告文本主要包含報告基本信息、工程概況、樁資料、檢測結果數據、報告結論等內容，基本信息、工程概況、樁資料等數據可以從結構化數據中直接獲取，而檢測結果數據、報告結論等內容由表格、文本描述來呈現.

1.6.4 報告模板與渲染

報告模板的渲染可以采用XML和模板引擎生成Word[10]。

2 結論

1、目前，基樁鉆芯法檢測普遍存在檢測報告出具效率低和出錯率高的問題，設計研究一種能實現報告自動生成的系統和方法具有非常重要的現實意義。

2、本文所述的鉆芯法檢測報告自動生成系統基于Java語言平臺研究設計，采用BS架構（瀏覽器/服務器），系統安全性好，運行穩定，兼容性和擴展功能容易實現，應用前景較好。

3、建筑工程檢測行業普遍存在信息化智能化程度不高的現象，成功開發和設計該系統并推廣至全行業，促進其它檢測項目向智能化自動化發展，推動工程檢測行業的轉型升級，提升行業生產效率。