Development of a Web Interface for an Inclinometer Monitoring System

Abstract

Inclinometric monitoring is an important tool for the assessment of the behaviour of geotechnical structures. The current challenge in inclinometer monitoring in geotechnical engineering lies in the high cost associated with in-place inclinometer (IPI) solutions, leading to its infrequent usage. This financial barrier restricts the widespread adoption of inclinometer systems and, when implemented, often results in irregular sensor placement due to budget constraints.

The available and costly commercial solutions have outdated interfaces and the latency in data analysis, caused by its non-real-time availability of data, adds a compelling aspect to the problem, given its direct impact on the robustness and reliability of the monitoring processes. To address this, a low-cost inclinometer monitoring system was developed at LNEC, and this dissertation aims to enhance it by proposing a comprehensive and easy-to-use web interface solution.

The proposed approach of a prototype for a web interface is designed to be intuitive, interactive and adaptable to the constantly evolving needs of geotechnical engineers. The solution aims to be a technological upgrade that standout from the unrefined alterna- tives that lack a sophisticated and user-friendly interface, as well as, an efficient data visualization and analysis. The development of the web application should enable to interactively analyze the data collected by the inclinometers, with appropriate tools, in real-time as the readings from sensors are gathered. To ensure the successful integration of the web interface with the existing inclinometer system, different validation processes were carried out, including the evaluation of graphical interactions, laboratory testing, analysis of performance metrics and user surveys.

Beyond immediate outcomes, this solution addresses the fundamental issues of us- ability and data analysis in existing inclinometric monitoring systems, fostering a more efficient and user-centric approach.

Alternate abstract:

A monitorização inclinométrica é uma ferramenta importante para a avaliação do com- portamento das estruturas geotécnicas. O desafio atual na monitorização inclinométrica em engenharia geotécnica reside no elevado custo associado às soluções de inclinómetros fixos (IPI), o que leva à sua utilização pouco frequente. Esta barreira financeira restringe a adoção generalizada de sistemas de inclinómetros e, quando implementada, muitas vezes resulta numa colocação irregular de sensores devido a restrições orçamentais.

As soluções comerciais disponíveis e dispendiosas têm interfaces obsoletas e a latência na análise de dados, que é causada por estes não estarem disponíveis em tempo real, acrescenta um aspecto relevante ao problema, dado o impacto direto na robustez e confia- bilidade dos processos de monitorização. Para resolver este problema, foi desenvolvido um sistema de monitorização inclinométrica de baixo custo pelo LNEC e esta dissertação tem como objetivo aprimorá-lo, propondo uma solução de uma interface web abrangente e fácil de utilizar.

A abordagem proposta de um protótipo de uma interface web foi concebida para ser intuitiva, interativa e ajustada às necessidades em constante evolução dos engenheiros geotécnicos. A solução pretende ser uma melhoria tecnológica em relação às alternativas, que carecem de uma interface sofisticada e fácil de utilizar, assim como, de uma visualiza- ção e análise eficiente de dados. O desenvolvimento da aplicação web permitirá analisar interativamente os dados recolhidos pelos inclinómetros, com as ferramentas apropriadas, em tempo real, à medida que as leituras dos sensores são obtidas. Para garantir o sucesso da integração da interface web com o sistema de monitorização existente, foram efetuados diferentes processos de validação, incluindo a avaliação das interações gráficas, testes de laboratório, análise de métricas de desempenho e questionários a utilizadores.

Para além dos resultados imediatos, esta solução aborda os problemas fundamentais de usabilidade e análise de dados nos sistemas de monitorização inclinométrica existentes, promovendo uma abordagem mais eficiente e centrada no utilizador.