专利名称：一种检测管控一体化系统及方法
技术领域：
本发明是涉及一种土木工程领域检测全过程的管控一体化系统及方法。
背景技术：
目前，土木工程领域检测数据管理一般为传统的手工填写或录入在孤立的软件系 统中，且记录内容难以完全依据国家相关标准及行业规范，一旦设施出现质量问题，难以通 过有限信息进行问题总结和责任追溯；另外，检测工作仅限于检测过程，并没有对抽样、样 品制备和样品处置过程进行管理或监控；由于现有技术方法包含的人为因素多，对样品来 源缺少监控管理，所以由该方法做出的检测结果不能对检测目标设施的质量进行客观评 价，难以达到检测目的；因此，本发明提出采用对检测全流程基础信息进行全面、科学的系 统化管理的一种检测管控一体化系统及方法，此方法具有提高检测管理水平、减少人为因 素干扰、对检测数据进行电子化记录、处理、统计和分析、记录格式和内容规范化、信息实时 更新、检测过程可追溯可回放的优点，可自行组合并匹配不同的检测目标，通过建立软件和 硬件设备结合的一体化系统，完善样品相关的基础信息，为质量控制和责任追溯提供信息 基础；通过采用监控样品制备、处置、运输和检测全生命周期的方法，为达到检测的目的和 效果提供保障，为质量控制和责任追溯提供回放依据。
发明内容
一种检测管控一体化系统及方法，其特征在于建立管控一体化信息系统，针对土 木工程领域的一种检测管控一体化系统及方法，采用软件和硬件设备结合的方式，软件的 功能以让使用本发明的检测试验及相关检测过程符合《检测和校准试验能力认可准则》 (IS0/IEC17025 2005)的要求为基础，信息录入结构以责任追溯所需的信息为基础，并结 合国家相关检测标准和试验规程中各环节所需的技术信息，制成统一的格式及录入标准， 同时对录入数据是否合格进行判断，输出报告绑定二维条码；通过设立录入权限机制，进行 信息录入人员管理；硬件的功能取决于不同检测试验的技术特点和检测设备，首先是利用 一次性标签完成对样品检测全生命周期唯一身份的界定；其次，在样品制备、处置、和检测 阶段分别设置视频监控设备，存入视频服务器中，作为回放依据；再次，在样品运输过程中 通过绑定GPS设备，记录运输轨迹。
图1是本发明的系统设备连接框图；图2是本发明的检测管控一体化的通用流程图；图3是本发明实施例1检测流程图；图4是本发明实施例2，4检测流程图；图5是本发明实施例3检测流程图；图6是本发明实施例5检测流程图7是本发明的试验检测软件框图。
具体实施例方式检测管控一体化方法，其特征在于建立对控制目标实施管理的执行系统和一体化 监管的信息系统，包括如下步骤(1)对检测对象创建信息收集渠道，是一体化管理的基础信息收集通过试验检 测软件实现，软件功能由以下模块组成签订合同、制定检测方案、样品抽取、样品处置/试 件制备、试件养护、样品/试件运输、样品/试件入库交接、样品/试件保管、样品/试件出库 交接、试件制备、试件养护、检测准备、试件检测、样品处理、报告填写、结果评价、报告复核、 报告审批、报告打印、报告发放、报告存档，不通的检测对象按需求整合以上模块；设置软件 录入权限分级，根据现实工作需要，控制不同阶段、不同操作人的读写权限，录入信息实时 上传；软件的功能和录入结构以《检测和校准试验能力认可准则》(IS0/IEC17025 2005)的 要求和责任追溯所需的信息为基础，并结合国家相关检测标准和试验规程中各环节所需的 技术信息，制成统一的格式及录入标准；试验报告输出时，附带二维条码；(2)检测对象唯一是发挥检测作用的前提检测对象依据检测目的及方法确定， 取样过程视频监控，并绑定一次性标签，并伴随样品制件、运输、出入库、库存和检测全生命 周期；若标签读取一次标签编号与系统中一致，则检测流程继续，否则样品作废，试验终止，
并自动发送报警Email和手机短消息；同时结合运输过程GPS轨迹记录，保证检测对象唯 (3)检测管控一体化系统的重要环节是检测数据的采集依据检测目的不同，检 测数据采集方法亦有不同，根据检测设备特点采用的方案包括传感器采集装置、仪表采集 装置、终端机读数采集、数据手动录入；数据自动采集后通过信号转换保存至工控机，并上 传到第二层的数据管理服务器；针对部分不能自动采集的检测设备，通过安装在信息录入 终端计算机上的试验检测客户端软件手动录入实验数据；(4)检测管控一体化系统的运行保障是全程重要环节监控分为数据监控和视频 监控两部分，数据监控以试验检测软件数据实时传送为基础，一旦出现更改数据或删除实 验的情况，监控管理中心数据服务器将自动报警，形式包括向监管人员发送Email以及手 机短信息；视频监控依靠安置在取样、样品处置/试件制备、检测位置的视频采集装置采集 视频数据，通过局域网保存至视频服务器，并上传至监控管理中心数据服务器，提供过程回 放；如附图1所示，一种检测管控一体化系统，包括数据采集、录入、传输用设施、监控 设施和软件，其特征在于管控一体化系统分为三个层次最底层为数据采集层，包括安装 有试验检测客户端软件的信息录入终端计算机，连接有一次性标签读入设备和样品养护条 件测量仪表，样品检测数据采集装置和视频监控设施，以上装置采集到的数据通过局域网 上传至第二层业务管理层保存；第二层为业务管理层，视频服务器存有由底层视频监控设 施上传的视频数据；业务管理数据库服务器保存、处理和分析底层采集到的数据信息，并输 出试验结果和试样报告，与装有试验检测管理端软件的业务管理终端计算机连接，可以提 取和管理同一层中存储在视频服务器中的视频数据；最顶层为监控管理层，监控管理中心 数据库服务器存有业务管理层上传的数据信息，监控管理终端计算机通过试验检测监控端软件可以处理监控管理中心数据库服务器的数据，监控管理终端计算机通过调用监控机构 服务器中数据信息，分析比对实验数据，视频回放现场，自动将不合格数据向监管人员发送 报警提示。最底层数据采集层的设备连接包括(1) 一次性标签读入设备和样品养护条件测 量仪表一次性标签与待检测的样品绑定，在样品在制备、养护、库存、运输及检测过程中， 进行样品交接及存放时，通过标签读入设备识别样品；标签读入设备通过自带的USB接口 或者串口 RS232与工控计算机连接，将其识别的标签信息上传到工控计算机；温度控制仪 和湿度控制仪用于测量样品养护时环境的温度和湿度，仪表的串口通讯通过信号隔离器再 与可编程控制器PLC相连，PLC与工控计算机串口 RS232连接；(2) GPS定位仪随样品长距离 运输流转，记录路线、时间，通过GPS数据线与信息录入终端计算机连接将数据保存；终端 计算机试验检测客户端软件安装在信息录入终端计算机上，操作人员录入的信息将通过局 域网，将数据实时上传至第二层的业务管理服务器；(3)样品检测数据采集装置以信号隔 离器、信号转换器、可编程序控制器和工控机为通用连接设备，信号转换器和信号隔离器将 模拟信号转换成标准模拟信号，通过与可编程序控制器连接，将模拟信号转换成数字通讯 信号，并通过局域网保存到工控机中，工控机通过局域网络与业务管理服务器连接，并将数 据上传至业务管理服务器的数据库中；针对不同的检测对象，配合检测设备使用的数据采 集装置也有所不同，通过仪表采集越过信号转换器与信号隔离器直接连接；通过传感器采 集，与通用连接设备连接；通过检测设备自带终端计算机采集，通过通讯协议直接与工控机 连接；(4)视频监控设施主要由设置于取样点、样品制备、处置、养护以及检测设备采集装 置处的视频采集装置、电缆线和视频监控交换机组成，再经过局域网络连接到视频服务器。第二层业务管理层，装有数据库软件的业务管理服务器通过网络接收并存储由数 据采集层上传的数据信息；试验检测管理端软件安装在业务管理终端计算机上，可以管理 分析存储在业务管理服务器上的信息，将数据实时上传至最顶层的监控管理服务器。第三层监控管理层位于系统最上层，监控管理中心服务器通过网络接收并存储从 业务管理服务器传送的数据信息，试验检测监控端软件安装在监控管理终端计算机上，可 以管理分析存储在监控管理中心服务器上的信息；当上传数据异常，监控管理中心服务器 将自动向监管人员发送Email和手机短消息报警提示。检测管控一体化方法的通用步骤如图2所示，包括签订合同、制定检测方案、样 品抽取、样品处置/试件制备、试件养护、样品/试件运输、样品/试件入库交接、样品/试 件保管、样品/试件出库交接、检测准备、样品/试件检测、样品处理、报告填写、结果评价、 报告复核、报告审批、报告打印、报告发放、报告存档。1)签订合同以合同管理员的权限登录试验检测软件，调用合同管理界面，在该 界面中录入合同信息，系统自动生成合同编号和试验编号，确定检测目标，将信息保存至数 据库；2)制定检测方案根据合同中选择的检测目标，以计划员的权限登录试验检测软 件，调用检测方案管理界面，修改推荐默认方案，录入补充信息，并将信息保存至数据库；3)样品抽取依照国家相关标准进行取样，过程视频监控，以抽样员的权限登录 试验检测软件，调用样品抽取界面，录入取样的对应信息，并将信息实时上传至业务管理服 务器数据库，视频数据上传至视频服务器；
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4)样品处置/试件制备对抽取的样品进行样品处置/试件制备，并绑定一次性 标签，过程视频监控，再以处置员或试件制备员权限登录试验检测软件，调用样品处置/试 件制备管理界面，录入样品处置/试件制备的对应信息，信息实时上传至业务管理服务器 数据库，视频数据上传至视频服务器；5)试件养护试件养护时首先进行一次性标签读取，若信息与系统中一致，则检 测流程继续，否则样品作废，试验终止，并自动发送报警Email和手机短消息；温度控制器 和湿度控制器保持养护条件需要，并定时采集温度和湿度信息，以养护员的权限登录试验 检测软件，调用试件养护管理界面，录入养护信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；6)样品/试件运输样品/试件运输首先进行一次性标签读取，信息一致则进行 样品或试件运输，以运输记录员的权限登录试验检测软件，调用样品/试件运输管理界面， 录入运输信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；7)样品/试件入库交接样品/试件入库首先进行一次性标签读取，信息一致则 进行下一步骤，以库存管理员的权限登录试验检测软件，调用样品/试件入库管理界面，录 入相关信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；8)样品/试件库存库存首先进行一次性标签读取，信息一致则进行下一步骤，以 库存管理员的权限登录试验检测软件，调用库存管理界面，录入相关信息，并实时上传至业 务管理服务器数据库；9)样品/试件出库交接样品/试件出库首先进行一次性标签读取，信息一致则 进行下一步骤，以库存管理员的权限登录试验检测软件，调用样品/试件出库管理界面，录 入相关信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；10)检测准备以检测员权限登录试验检测软件，为检测提供辅助样品、设备、环 境的准备工作，调用检测准备管理界面，录入相关信息，并实时上传至业务管理服务器数据 库；11)样品/试件检测首先进行一次性标签读取，信息一致则进行检测，以检测员 的权限登录试验检测软件，调用样品/试件检测管理界面，检测过程视频监控；对于可自动 采集数据的试件检测仪器，检测试验数据会自动存入数据库；对于不能自动采集数据的试 件检测仪器，人工录入相关检测信息，并将信息保存至数据库；12)样品处理以样品处理员权限登录试验检测软件，调用样品处理界面，调出样 品处理管理界面，录入相关信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；13)报告填写以检测负责人的权限登陆试验检测软件，调用检测报告管理界面， 检测结果经试验检测软件自动计算得出，录入其他报告信息，并实时上传至业务管理服务 器数据库；14)结果评价以检测负责人的权限登陆试验检测软件，调用检测报告管理界面， 根据检测数据和检测结果，录入结果评价信息，并实时上传至业务管理服务器数据库；15)报告复核以报告复核者的权限登陆试验检测软件，调用检测报告管理界面， 复核报告信息是否正确，录入出错信息，退回出错环节；如正确，提交保存至业务管理服务 器数据库；16)报告审批以报告审批者的权限登录试验检测软件，调用检测报告管理界面， 审核报告信息是否正确，录入出错信息，退回出错环节；如正确，提交保存至业务管理服务
7器数据库；17)报告打印以任意权限登录试验检测软件，调用报告存档管理界面，使用报告 打印功能，进行打印操作，打印记录保存至业务管理服务器数据库；18)报告发放以报告发放者的权限登录试验检测软件，调用报告存档管理界面， 录入报告发放信息，并保存至业务管理服务器数据库；19)报告存档以档案员的权限登录业务管理计算机，调用报告存档管理界面，录 入报告存档信息，并保存至业务管理服务器数据库；试验检测管理软件是检测管控一体化系统的基础，包括(1)合同管理、(2)检测 方案管理、⑶样品抽取管理、⑷样品处置/试件制备管理、(5)试件养护管理、(6)样品 /试件运输管理、(7)样品/试件进出库、库存管理界面、(8)检测准备管理、(9)样品/试 件检测管理界面、10)样品处理管理(11)检测报告管理、(12)报告存档管理，共12个模块， 如图7所示。实施例一如图3所示，检测目标为水泥混凝土强度的检测过程，检测步骤与检测管控一体 化系统的通用步骤一致。实施例二如图4所示，检测目标为水泥强度的检测过程，检测步骤与检测管控一体化系统 的通用步骤不同，包括签订合同、制定检测方案、样品抽取、样品处置、样品运输、样品入库 交接、样品保管、样品出库交接、试件制备、试件养护、检测准备、试件检测、样品处理、报告 填写、结果评价、报告复核、报告审批、报告打印、报告发放、报告存档。实施例三如图5所示，检测目标为钢筋强度的检测过程，检测步骤与检测管控一体化系统 的通用步骤不同，包括签订合同、制定检测方案、样品抽取、样品处置、样品运输、样品入库 交接、样品保管、样品出库交接、试件制备、检测准备、试件检测、样品处理、报告填写、结果 评价、报告复核、报告审批、报告打印、报告发放、报告存档。实施例四如图4所示，检测目标为浙青针入度的检测过程，检测步骤与检测管控一体化系 统的通用步骤不同，包括签订合同、制定检测方案、样品抽取、样品处置、样品运输、样品入 库交接、样品保管、样品出库交接、试件制备、试件养生、检测准备、试件检测、样品处理、报 告填写、结果评价、报告复核、报告审批、报告打印、报告发放、报告存档等。实施例五如图6所示，检测目标为水泥混凝土强度试件的检测过程，检测步骤与检测管控 一体化系统的通用步骤不同，包括签订合同、制定检测方案、试件入库交接、试件保管、试 件出库交接、检测准备、试件检测、样品处理、报告填写、结果评价、报告复核、报告审批、报 告打印、报告发放和报告存档。
权利要求
一种检测管控一体化系统，包括数据采集、录入、传输用设施、监控设施和软件，其特征在于管控一体化系统分为三个层次最底层为数据采集层，包括安装有试验检测客户端软件的信息录入终端计算机，连接有一次性标签读入设备和样品养护条件测量仪表，样品检测数据采集装置和视频监控设施，以上装置采集到的数据通过局域网上传至第二层业务管理层保存；第二层为业务管理层，视频服务器存有由底层视频监控设施上传的视频数据；业务管理数据库服务器保存、处理和分析底层采集到的数据信息，并输出试验结果和试样报告，与装有试验检测管理端软件的业务管理终端计算机连接，可以提取和管理同一层中存储在视频服务器中的视频数据；最顶层为监控管理层，监控管理中心数据库服务器存有业务管理层上传的数据信息，监控管理终端计算机通过试验检测监控端软件可以处理监控管理中心数据库服务器的数据，监控管理终端计算机通过调用监控机构服务器中数据信息，分析比对实验数据，视频回放现场，自动将不合格数据向监管人员发送报警提示。
2.根据权利要求1所述的检测管控一体化系统，其特征在于所述的最底层数据采集层 的设备连接(1) 一次性标签读入设备和样品养护条件测量仪表一次性标签与待检测的 样品绑定，在样品制备、养护、库存、运输及检测过程中，进行样品交接及存放时，通过标签 读入设备识别样品；标签读入设备通过自带的USB接口或者串口 RS232与工控计算机连接， 将其识别的标签信息上传到工控计算机；温度控制仪和湿度控制仪用于测量样品养护时环 境的温度和湿度，仪表的串口通讯通过信号隔离器再与可编程控制器PLC相连，PLC与工控 计算机串口 RS232连接；(2)GPS定位仪随样品长距离运输流转，记录路线、时间，通过GPS 数据线与信息录入终端计算机连接将数据保存；试验检测客户端软件安装在信息录入终端 计算机上，操作人员录入的信息将通过局域网，将数据实时上传至第二层的业务管理服务 器；(3)样品检测数据采集装置以信号隔离器、信号转换器、可编程序控制器和工控机为通 用连接设备，信号转换器和信号隔离器将模拟信号转换成标准模拟信号，通过与可编程序 控制器连接，将模拟信号转换成数字通讯信号，并通过局域网保存到工控机中，工控机通过 局域网络与业务管理服务器连接，并将数据上传至业务管理服务器的数据库中；针对不同 的检测对象，配合检测设备使用的数据采集装置也有所不同，使用仪表采集，越过信号转换 器与信号隔离器直接连接；使用传感器采集，与通用连接设备连接；使用检测设备自带终 端计算机采集，通过通讯协议直接与工控机连接；(4)视频监控设施主要由设置于取样点、 样品制备、处置、养护以及检测设备采集装置处的视频采集装置、电缆线和视频监控交换机 组成，再经过局域网络连接到视频服务器。
3.根据权利要求1所述的检测管控一体化系统，其特征在于所述的第二层业务管理 层，装有数据库软件的业务管理服务器通过网络接收并存储由数据采集层上传的数据信 息；试验检测管理端软件安装在业务管理终端计算机上，可以管理分析存储在业务管理服 务器上的信息，将数据实时上传至最顶层的监控管理服务器。
4.根据权利要求1所述的检测管控一体化系统，其特征在于所述的第三层监控管理 层位于系统最上层，监控管理中心服务器通过网络接收并存储从业务管理服务器传送的 数据信息，试验检测监控端软件安装在监控管理终端计算机上，可以管理分析存储在监控 管理中心服务器上的信息；当上传数据异常，监控管理中心服务器将自动向监管人员发送 Email和手机短消息报警提示。
5.根据权利要求1所述的检测管控一体化方法，其特征在于所述的检测管控一体化包括如下步骤(1)信息管理管控一体化方法的信息管理由试验检测软件实现，软件功能由以下模 块组成签订合同、制定检测方案、样品抽取、样品处置/试件制备、试件养护、样品/试件运 输、样品/试件入库交接、样品/试件保管、样品/试件出库交接、试件制备、试件养护、检测 准备、试件检测、样品处理、报告填写、结果评价、报告复核、报告审批、报告打印、报告发放、 报告存档，不同的检测对象按需求整合以上模块；设置软件录入权限分级，根据现实工作需 要，控制不同阶段、不同操作人的读写权限，录入信息实时上传；软件的功能和录入结构以 《检测和校准试验能力认可准则》(IS0/IEC17025 2005)的要求和责任追溯所需的信息为基 础，并结合国家相关检测标准和试验规程中各环节所需的技术信息，制成统一的格式及录 入标准；试验报告输出时，附带二维条码；(2)检测对象管理检测对象依据检测目的及方法确定，取样过程视频监控，并绑定一 次性标签，并伴随样品制件、运输、出入库、库存和检测全生命周期；若标签读取一次标签编 号与系统中一致，则检测流程继续，否则样品作废，试验终止，并自动发送报警Email和手 机短消息；同时结合运输过程GPS轨迹记录，保证检测对象唯一；(3)检测数据采集管理依据检测目的不同，检测数据采集方法亦有不同，根据检测设 备特点采用的方案包括传感器采集装置、仪表采集装置、终端机读数采集、数据手动录入； 数据自动采集后通过信号转换保存至工控机，并上传到第二层的数据管理服务器；针对部 分不能自动采集的检测设备，通过安装在信息录入终端计算机上的试验检测客户端软件手 动录入实验数据；(4)监控管理监控管理分为数据监控管理和视频监控管理两部分，数据监控管理以 试验检测软件数据实时传送为基础，一旦出现更改数据或删除实验的情况，监控管理中心 数据服务器将自动报警，形式包括向监管人员发送Email以及短信息；视频监控管理依靠 安置在取样、样品处置/试件制备、检测位置的视频采集装置采集视频数据，通过局域网保 存至视频服务器，并上传至监控管理中心数据服务器，提供过程回放。
全文摘要
一种应用于土木工程领域中的检测管控一体化系统，系统可自行组合并匹配该领域中的不同检测目标；本系统采用软件和硬件设备结合的方式，硬件包括视频设备、试件制备器具、一次性标签、标签信息读入设备、试件养生或养护设备、试件存放库房或器具、运输工具、试件检测设备、业务管理计算机、数据库服务器、视频服务器、打印机；软件为试验检测软件；本发明为检测试验提供全面客观的信息管理基础，保证检测对象唯一，检测数据软件监控，操作过程视频监控，提高检测工作效率，为监管机构提供客观的检测数据及分析结果，为异常数据和操作提供责任追溯依据，并通过Email和手机短消息实时报警。
文档编号G06Q10/00GK101916403SQ20101024505
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月27日
发明者周巍, 石庆生 申请人:周巍;石庆生