長大橋梁養護信息孤島問題分析及對策

楊洋

摘 要：當前，在役長大橋梁的養護信息化發展迅速，管養數據不斷豐富，呈現出多源異構特點且信息孤島現象突出。本文分析了長大橋梁養護信息孤島現象產生原因及危害，并以系統集成與信息融合為基礎，以數據為核心驅動，提出了數字化平臺解決對策。以望東長江公路大橋為工程背景，介紹了其數字化平臺建設管理中的四要素統一，一庫管理等五項舉措，為新形勢下的全國性大跨橋梁管養平臺建設和智慧養護進行了探索。

關鍵詞：長大橋梁;信息孤島數字化;一庫管理

0 引言

2020年《交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》指出“提升公路基礎設施規劃、設計、建造、養護、運行管理等全要素、全周期數字化水平。”

大型橋梁管養數據呈現出明顯的多源異構特點，然而由于長大橋梁缺乏完善的相關標準，綜合評估體系尚未建立，加之開發工作未統籌全局統一規劃，使得目前大量信息化系統功能參差不齊，基本淪為數據存儲系統，形成信息不共享互換以及線上數據線下業務相互脫節的信息孤島，難以對實際養護工作起到真正的指導和提升作用。另外信息化系統的升級將面臨數據連續性中斷，新老數據無法校驗等系統穩定性風險。

1 “信息孤島”分析

信息孤島出現的條件有如下三點：（1）局部信息化。橋梁養護的實時監測、巡查檢查、維修加固等工作各自形成局部的信息化，同一個管理單位的不同橋梁各自建設相應系統，形成一個個孤島。（2）功能性局限。如橋梁基礎資料等靜態信息與檢查維修等動態信息、結構安全監測系統數據與巡檢養護數據沒有關聯。（3）架構擴展性差。原系統之間邊界不清晰，沒有統一規劃，新需求的實現會伴隨著一個個新信息孤島的出現。

形成原因大體分為三個方面：需求分析不到位、標準不統一、認識誤區。

危害主要有：重復建設資源浪費、信息傳遞不及時、決策支持不夠、推廣難度大。

傳統模式下，養護人員完成線下作業后回到系統內錄入數據，無形中增加的額外工作量不能給作為信息生產者的使用人員帶來價值，增大信息化應用推廣難度。

2 解決對策

根據信息孤島產生原因，結合長大橋梁養護實際，提出四點對策：

2.1 提高認識，樹立數字化思維

數字化思維認為數據是物理世界在數字化世界的投影，是一切的基礎，而流程和軟件系統則是產生數據的過程和工具。

橋梁管理單位從決策層到執行層要提高認識，實現從信息化到數字化的思維轉變，掌握數字化的實質，建立相應的制度配套，協同系統開發單位、各使用部門，培育良好的使用習慣，杜絕線上線下兩張皮現象。

2.2 總體設計，規劃一體化平臺

總的來說，長大橋梁數字化管養主要有5個方面的目標：透徹廣泛、實時準確的全面感知;數據互通、信息共享的深度互聯;融合處理、技術先進的智能分析;綜合優化、科學高效的智慧決策;界面友好，簡潔明了的多維展示。

2.3 信息融合，提高決策水平

信息的自動產生、流動和融合，推動業務的高速高質量運行，最終打造數據價值生態，實現決策由經驗驅動向數據驅動轉變。

2.4 標準建設，實現長效保障

數據標準對系統集成和信息資源共享具有重要意義，橫向上，引導軟硬件制造企業和維護單位按照一個標準開展工作，縱向上，是全壽命周期內信息化平臺穩定運行的保障。

3 工程應用

3.1 工程背景

依據前述解決對策，搭建某長江大橋的數字化養護平臺。

大橋跨徑布置（78+228+638+228+78）m，全長1 250 m，主橋為雙塔雙索面半漂浮體系斜拉橋。某大橋建立了健康監測系統、巡檢養護管理系統、稱重系統、除濕系統和視頻監控系統，多方單位參建、系統架構各異、存儲資源分散，歷年管養信息碎片化，不同系統相互獨立，缺少與其他系統數據校驗的準則和標準，尚未形成統一的評價體系，難以進行有效評估和輔助決策。

3.2 數字化舉措

為了保證這些數據和信息在管養各階段的充分流動和利用，對多類數據源進行有效管理，對采集到的數據進行妥善存儲、處理和應用，構建某大橋數字化管養平臺，主要采取以下5項舉措：

3.2.1 統一編碼、接口、模型、界面四要素

建立橋梁構件、病害、檢查維修對策等編碼體系及映射規則，筑牢統一基礎。某大橋構件編碼的基本架構為：路線編號+工程位置（中心樁號、左右分幅信息）+工程分類+工程類型+結構組成+部件類型+部件實例+構件類型+構件實例。

制定標準接口規范，融合多源異構數據。規范信息模型交付標準，統一建設與養護信息模型，模塊化界面功能設計，便利多方使用。

3.2.2 多源異構數據一庫管理，互聯互通

按照定義好的數據接口和標準，將各類指標數據和業務數據按照標準編碼的業務元素進行存儲，實行一庫管理。數據標準化存儲模型，是運營期養護信息數據的核心結構，為保證系統數據結構的長期穩定性，將嘗試設計獨立于各現有業務系統數據結構，依據公路養護業務現有和將來的業務流和單據流邏輯的標準數據模型，實現標準的基礎數據模型。

3.2.3 深化分析評估，輔助養護決策

從信息的角度出發，橋梁管理、養護工作可以看成一個從數據采集到應用的過程，信息融合的最終出口就是決策。

3.2.4 挖掘數據資源，優化信息供給

深入挖掘海量數據，提取有效信息，為運營管理單位、檢測、施工、咨詢等不同單位用戶提供定制化的信息。從用戶權限、流程設計、報表定制和信息推送等方面，增強信息針對性與及時性，優化信息供給。

3.2.5 強化保障體系，建立長效機制

數字化養護平臺的建設運行維護需要各方協同，制度保障是數字化平臺應用最重要的保障，確保業務全覆蓋和流程全覆蓋，提高文件流轉和人員溝通的效率;完善標準保障，信息系統的有效運轉依賴于對信息的標準化定義。

最終完成集智能移動終端、健康監測、除濕、稱重、視頻監控等多源異構數據融合于一體的橋梁數字化管養平臺開發，實現了某大橋管養任務、巡查檢查、養護維修、歷史狀況、結構監測、除濕等數據的有效關聯及實時同步展示。

4 結語

（1）長大橋梁養護信息孤島問題，表現為單座橋梁養護各業務間信息孤島、不同橋梁間信息孤島、行業內信息孤島、行業間信息孤島等。目前多數省份長大橋梁的數據共享和互聯互通尚未實現，導致資源重復投入，維護成本高昂，信息傳遞不及時，決策支持力度差。

（2）樹立數字化思維，構建一體化平臺架構，應用信息融合技術，以數據為核心驅動，繼而建立數字化養護平臺是長大橋梁養護信息孤島較為可行的解決對策。未來可進一步形成全國性大跨橋梁管養平臺，可最大限度地利用和發揮數據的價值，形成資源共享，為協同分析決策奠定基礎。

（3）進一步推廣如無人機巡檢等自動化信息采集方式，利用AI、云計算等技術打造強大的數據中臺，應用機器學習等技術深度挖掘數據，加快行業間協同，提升信息供給質量，將更為徹底解決信息孤島問題，進而實現智慧養護。

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