Software para monitorización y control de deformaciones en ingeniería civil

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"De nuevo LabVIEW demostró ser una herramienta de desarrollo de software ágil y potente en conectividad con bases de datos, desarrollo de interfaces de usuario y análisis y gestión de datos."

- Francisco Navarrete , Aplitop

The Challenge:
Desarrollo de una interfaz de usuario eficaz para el control de deformaciones mediante estaciones totales robotizadas y GPS topográficos. Con capacidad para georreferenciar sobre una imagen la representación de los dispositivos de medida y puntos de control necesarios e informar al usuario de manera intuitiva y rigurosa.

The Solution:
Diseño y desarrollo en la plataforma LabVIEW 2013 aprovechando la posibilidad de desarrollo ágil en comunicación con bases de datos, generación de interfaces de usuario, análisis de datos e integración de bibliotecas de enlaces dinámicos de terceros. Generando un código altamente escalable para permitir el crecimiento según nuevos requisitos del cliente.

Author(s):
Francisco Navarrete - Aplitop
Daniel Murmann - danielmurmann@gmail.com
Javier Ruiz de Velasco - Murmann LabVIEW Consultants

El Equipo:

Aplitop es una empresa especializada en el diseño y programación de aplicaciones técnicas en los entornos de Topografía e Ingeniería Civil, desde 1987. Sus principales clientes son administraciones públicas, universidades y centros de formación, empresas constructoras, estudios de ingeniería y urbanismo, explotaciones de cantera, minas, servicios de medio ambiente, así como profesionales independientes. Sus productos están implantados en más de 40 países, y su aplicación MDT (Modelo Digital del Terreno) cuenta con más de 10.000 usuarios, y está traducida al inglés, portugués y chino entre otros idiomas.

Daniel Murmann y Javier Ruiz de Velasco son consultores LabVIEW, ambos desarrolladores certificados (CLD) e Instructores certificados (CPI) con amplia experiencia en desarrollo de software. Ofrecen soluciones para proyectos relacionados con LabVIEW o cualquier producto de National Instruments, desde estudios de viabilidad hasta el desarrollo de la solución completa, refactorización de código, diseño de la óptima arquitectura del código, asesoramiento, formación y soporte, buscando siempre superar las expectativas de sus clientes. Además Daniel Murman forma parte de la red de socios Alliance Partner de National Instruments siendo un reconocido desarrollador y consultor desde hace diez años.

Las principales razones que Aplitop valoró a la hora de elegir desarrolladores para su proyecto fueron la calidad de las propuestas de soluciones aportadas, la agilidad en los plazos de desarrollo, la flexibilidad y la confianza generada por la pertenencia a la red Alliance Partner de National Instruments.

Descripción del reto:

Los sistemas de adquisición de medidas topográficas han evolucionado enormemente en los últimos años, con la aparición de estaciones totales inteligentes con programas de cálculo cada vez más potentes y servomecanismos motrices capaces robotizar estos sistemas de modo que pueden realizar múltiples tareas de medición y cálculo en tiempo real. De igual modo los GPS geodésicos de hoy en día son capaces de reducir la incertidumbre de sus medidas y alcanzar precisiones del orden de cm y se han convertido en herramientas esenciales para los topógrafos.

Para aprovechar las potencialidades de estos avances en los dispositivos de medida, la empresa Aplitop desarrolló un software en la plataforma LabVIEW llamado TCP Control que es capaz de controlar y recoger los datos de mediciones de las estaciones totales robotizadas a partir de bibliotecas de enlaces dinámicos, asignando puntos de control y posteriores restricciones de desplazamiento de dichos puntos. De esta forma pueden controlar cualquier desplazamiento o deformación en un sistema controlado por estaciones totales robotizadas, generar alarmas por superación de restricciones de desplazamientos grabando simultáneamente toda esta información a una base de datos para poder ser procesada.

Llegados a este punto, los desarrolladores de Aplitop se enfrentaban a varios retos. Por un lado la necesidad de incorporar los GPS como nuevos dispositivos en su sistema TCP Control, donde la arquitectura del software necesitaría ser optimizada. Y por otro lado la necesidad de diseñar un programa capaz de posicionar los elementos de control en forma de iconos sobre una ortofoto de manera automática a partir de sus coordenadas y del fichero de georreferenciación de la ortofoto, para que el usuario final pueda tener visibilidad total y precisa de los elementos de control sobre el plano. Era necesario también que los iconos de control georreferenciados generasen información muy intuitiva y visual al usuario final, con cambios de estado según superación de restricciones y la posibilidad de ampliar los datos de sus mediciones mostrando información recogida en la base de datos. Por último también era necesaria la generación de informes finales para el usuario que fuesen efectivos y capaces de mostrar cualquier incidencia en el proceso.

Descripción de la solución:

Daniel Murmann y Javier Ruiz de Velasco estudiaron los retos a los que se enfrentaba Aplitop y le propusieron una solución. Utilizando LabVIEW Developer Suit 2013, los consultores desarrollarían un programa de ejecución en paralelo al programa principal TCP Control de forma que ambos pudiesen funcionar de manera asíncrona, y donde desde TCP Control se pudiese llamar al nuevo programa MPC (Monitorización de puntos de control). De esta manera TCP Control y MPC compartirían información principalmente a través de la base de datos y un fichero de datos. La nueva aplicación constaría de dos ventanas principales (configuración y monitorización) de forma que desde la primera se pudiese cargar la imagen y los dispositivos sobre ella en forma de iconos y desde la segunda ventana se pudiese controlar el estado de los puntos de manera visual.

La ventana de configuración permitiría la colocación de los dispositivos y puntos de control de forma manual o automática. En caso de trabajar con una ortofoto o imagen referenciada la aplicación realizaría los cálculos necesarios para la georreferenciación y desplegaría los puntos de control sobre la imagen. Y si no se dispusiese de una imagen georreferenciada o en caso de trabajar sobre un plano no a escala o un diagrama, la aplicación permite desplegar los dispositivos y puntos de control sobre la imagen de forma manual dando así total libertad de posicionamiento para el usuario.

En esta ventana también se añadió un potente configurador de datos generales que permite al usuario utilizar cualquier diseño de icono para los dispositivos y puntos de control, variar los colores de los estados, añadir logos, configurar el estilo de la línea indicadora de lectura de la estación total, modificar la velocidad de adquisición de datos, control del tamaño de los iconos, control de zoom, dirección de base de datos, etc…De forma que la configuración de todas las constantes del software fuesen modificables por el cliente final dando como resultado un software configurable y flexible.  

                                

                                            Ilustración 1. Posicionamiento sobre la imagen de los dispositivos y puntos de control.

En la ventana de monitorización se podría ver de manera intuitiva la secuencia de lecturas, ya que la estación total indica sobre qué punto de control está leyendo y los estados de los puntos de control varían en función de una lectura correcta, una interrupción de lectura (en caso en el que algo se interpone entre la estación total y el punto de control) o una superación de restricciones de desplazamiento a la que pudiera estar sometido dicho punto. La ventana de monitorización permite ampliar la información de cada punto al pasar el ratón sobre él, ya que genera un “Tip” con información acerca del modo de posicionamiento, restricción a la que está sometido y valor y fecha de la última lectura en dicho punto de control. Además, al hacer clic con el ratón sobre un punto de control o dispositivo se abre una venta que presenta al usuario toda la información relativa a dicho elemento que está almacenada en la base de datos.

 

 

                    


                                                                                  Ilustración 2. Monitorización de puntos de control.

                                                                                                      

                                                                Ilustración 3. Ampliación de información con la base de datos.

Se añadió en el programa TCP Control el código necesario para la generación de informes finales para los usuarios, en PDF o Excel, con una flexibilidad y capacidad de configuración muy alta. Con superación de restricciones resaltadas, generación de cabeceras por cada hoja y posibilidad de mostrar tablas o gráficas.

Durante la fase de integración de los GPS como puntos de control en el programa TCP Control, los consultores trabajaron de manera sinérgica con los desarrolladores de Aplitop, integrando en el código ya existente las bibliotecas de enlaces dinámicos que Aplitop diseñaba, y optimizando su arquitectura para conseguir el mejor resultado final.

        

                           


                                                                        Ilustración 4. Monitorización de puntos de control con GPS.

Finalmente el código fuente del proyecto fue entregado a Aplitop en condiciones de máxima escalabilidad, altamente mantenible y legible. De esta forma se facilita el posterior crecimiento de la aplicación con futuras mejoras y nuevos requisitos de los clientes. De nuevo LabVIEW demostró ser una herramienta de desarrollo de software ágil y potente en conectividad con bases de datos, desarrollo de interfaces de usuario y análisis y gestión de datos.

 

Conclusión

El proyecto resultó un éxito. Aplitop consiguió superar los retos que se le presentaban en su camino por seguir liderando la innovación en el ámbito de las aplicaciones técnicas de Topografía e Ingeniería civil, un mercado altamente competitivo, cambiante y que constantemente plantea nuevas exigencias técnicas

Author Information:
Francisco Navarrete
Aplitop
Calle Sumatra, nº 9
Málaga 29190
Spain
Tel: 34 952 43 97 71
Fax: 34 952 43 13 71
fnavarrete@aplitop.com

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