橋梁檢測新系統(tǒng)：操作便捷 功能強(qiáng)大

文/圖|中咨公路養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)有限公司 楊松 中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司 侯蕓

“健全完善公路橋梁基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，完善、更新橋梁檔案，落實分級建設(shè)、全面完整、規(guī)范管理、動態(tài)更新工作要求。統(tǒng)一系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)數(shù)字化、信息化、智能化，2025年底前實現(xiàn)跨江跨海跨峽谷等特殊橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)全面覆蓋。依托監(jiān)測系統(tǒng)開展日常管理，健全完善長期運(yùn)行機(jī)制，不斷拓展系統(tǒng)功能，持續(xù)建設(shè)覆蓋重要公路橋梁的技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用、精準(zhǔn)預(yù)警的監(jiān)測體系，進(jìn)一步提升監(jiān)測系統(tǒng)的實效性、可靠性和耐久性。加快推動大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、北斗導(dǎo)航等新技術(shù)與公路建管養(yǎng)深度融合，全面開展公路橋梁智能裝備、智能建造、智能檢測、智能診斷、智能預(yù)警、智能養(yǎng)護(hù)研究和推廣應(yīng)用，發(fā)揮重大工程科技示范與帶動作用。”

——摘自交通運(yùn)輸部2020年印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見》

在我國公路橋梁建設(shè)取得輝煌成就的同時，公路橋梁的安全運(yùn)營壓力也越來越大。2019年的國道312線無錫段高架橋垮塌事故，以及2021年的G50滬渝高速湖北鄂州匝道橋側(cè)翻事故，都為公路橋梁安全耐久水平監(jiān)測、檢測管理工作敲響了警鐘。

橋梁監(jiān)測、檢測的主要任務(wù)是評定橋梁狀況，檢測橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。其中橋梁檢測按照內(nèi)容可分為外觀檢查和無損檢查。外觀檢查是指檢測橋梁表觀的損壞，是橋梁檢測中最傳統(tǒng)也最直接的方法；無損檢查是指采用一定的儀器和技術(shù)手段，評測橋梁局部或整體的技術(shù)狀況及橋梁的材料，檢測橋梁內(nèi)部的損傷。

近年來，公路橋梁的安全運(yùn)營問題受到了越來越多的關(guān)注和重視，其中檢測數(shù)據(jù)的延續(xù)性和深度挖掘也越來越重要，提高定期檢測工作的效率和規(guī)范性成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

橋梁定期檢查是指定期采集橋梁的病害信息，并記錄整理成報告。一般工作流程為兩名外業(yè)檢測人員中一人負(fù)責(zé)現(xiàn)場識別標(biāo)記和拍攝病害照片，另一人負(fù)責(zé)在紙上手工記錄病害的情況；之后，外業(yè)負(fù)責(zé)人或?qū)Ｂ殐?nèi)業(yè)負(fù)責(zé)人整理外業(yè)工作采集到的數(shù)據(jù)和病害照片，分門別類錄入表格、文檔等統(tǒng)計文件；最后，根據(jù)整理的檢測數(shù)據(jù)打分，并編寫橋梁檢測報告。

傳統(tǒng)手段落后 檢測問題突出

目前在舊橋定期檢測方面，國內(nèi)各地基本都能按規(guī)定頻率和要求開展基本的檢測評定工作，但既有的橋梁定期檢測系統(tǒng)和工作方式尚存在一些問題。

信息采集

橋梁檢測信息采集過程中的問題主要集中在人員不安全和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。人員安全的威脅主要來自于采集地點(diǎn)和交通事故。一方面，檢測信息的采集地點(diǎn)可能處于人力難以到達(dá)的位置，檢測人員經(jīng)常需要借助登高車、檢測車，或搭設(shè)支架等輔助設(shè)備抵達(dá)檢測點(diǎn)附近，不僅費(fèi)時費(fèi)力、影響正常交通秩序，而且存在較大安全隱患。另一方面，由于被檢測橋梁多處于運(yùn)營期，在采集有關(guān)數(shù)據(jù)信息時，橋梁基本處于交通不中斷的狀態(tài)，檢測效率每降低一分，發(fā)生交通事故的幾率就增加一分。

標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題主要源于人的主觀性。橋梁檢測需要組織的專業(yè)人員眾多，即使經(jīng)過統(tǒng)一的培訓(xùn)，也容易出現(xiàn)不同檢測人員尺度不一，描述方式存在差異等問題。

信息處理

橋梁檢測數(shù)據(jù)處理的問題主要是手工記錄和紙質(zhì)載體的特點(diǎn)造成的。傳統(tǒng)橋梁定期檢測采用的是“一人拍照并逐張報讀照片編號，另一人及時把聽取到的信息記錄在紙上”的方式，造成檢測的病害記錄與照片無法實時對應(yīng)。

目前，仍有部分橋梁檢測信息采集和處理工作采取的是分離作業(yè)的方式。分離式作業(yè)導(dǎo)致了檢測數(shù)據(jù)時效性和準(zhǔn)確性的降低，以及橋梁檢測質(zhì)量和效率的降低，完全無法滿足橋梁定期檢測作業(yè)流程自動化和一體化的需求。

在后期的資料整合及編寫報告等工作中，手工記錄和紙質(zhì)載體暴露出信息處理工作繁瑣、單調(diào)及重復(fù)率高等弊端。在二次處理過程中，尤其是涉及計算、統(tǒng)計等部分，信息的誤差會進(jìn)一步累積，進(jìn)而增加編寫檢測報告的難度。此外，根據(jù)紙上記錄查找病害照片也是一項耗時的工作，且極易出現(xiàn)信息錯誤甚至丟失的情況。

在分析對比往年檢測信息時，需要人工翻查往年報告。部分檢測工作發(fā)展成了年復(fù)一年的重復(fù)性工作，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)深度挖掘，造成了資源浪費(fèi)。

信息載體

傳統(tǒng)的橋梁檢測信息采集通常借助紙和筆

橋梁檢測信息及其處理結(jié)果的主要載體是紙張。傳統(tǒng)的橋梁檢測需要大量的人工作業(yè)，采集到的數(shù)據(jù)也極為龐雜，且積累下的海量數(shù)據(jù)大部分是手工記錄在紙張上的。這就導(dǎo)致直觀的圖像無法與紙質(zhì)記錄一一對應(yīng)，且很難簡單快速地讀取病害發(fā)展趨勢。

在存檔方面，暴露的則是采集信息安全的問題。當(dāng)一張紙上同時載有多名檢測人員采集的信息時就會顯得十分混亂，當(dāng)檢測的橋梁數(shù)量特別多時，混亂的程度更是可想而知。期間，如果數(shù)據(jù)整理保存不及時，極易出現(xiàn)原始記錄丟失的問題。因此把橋梁檢測采集的數(shù)據(jù)記錄在紙張上，顯然不能很好地保證信息安全，也不符合當(dāng)今工程時效化、規(guī)范化、高效化和便捷化發(fā)展的趨勢和要求。

智能檢測入場 兩種模式組合

橋梁檢測人員正在使用App

近年來，為提高橋梁檢測效率，規(guī)范橋梁檢測標(biāo)準(zhǔn)，陸續(xù)出現(xiàn)了一些基于Word、Excel、VBA等軟件開發(fā)的用于橋梁定期檢測的小程序，也出現(xiàn)了一些智能化的移動檢測產(chǎn)品，通過移動終端完成病害信息記錄與拍照，可在網(wǎng)頁端完成數(shù)據(jù)處理并自動生成報告，這不僅提高了病害采集的專業(yè)性與規(guī)范性，也提高了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與報告生成的速度，但由于軟件開發(fā)人員和產(chǎn)品設(shè)計人員水平所限，系統(tǒng)界面不夠人性化，功能單一刻板，使用操作不夠便捷，系統(tǒng)功能不夠完善，導(dǎo)致不同檢測人員對軟件的使用感受不同，甚至部分產(chǎn)品體驗感差。因此亟需開發(fā)一套前端簡單明了、后端功能強(qiáng)大、前后數(shù)據(jù)可實現(xiàn)交互的系統(tǒng)。

中咨公路養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)有限公司以《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011）為評定模型，從提高橋梁定期檢測評定效率和統(tǒng)一檢測標(biāo)準(zhǔn)為切入點(diǎn)，外業(yè)檢測使用的App為“極簡”模式，減少外業(yè)檢測的主觀性，內(nèi)業(yè)處理系統(tǒng)后臺采用“復(fù)雜”模式，以內(nèi)業(yè)整理及Web端功能齊全為指導(dǎo)理念，開發(fā)了由Web端和App組成的“橋梁定期采集系統(tǒng)”。

橋梁檢測人員正在錄入病害信息

App：信息采集便捷

移動端App采用的是混合開發(fā)技術(shù)，目的是為了后期易維護(hù)，方便更新，可以在不同的移動平臺之間共享代碼。目前，該App基于Android系統(tǒng)開發(fā)，擁有橋梁病害采集、本地保存和上傳橋梁采集信息等功能，在安卓系統(tǒng)手機(jī)上安裝后即可使用。

系統(tǒng)的設(shè)計主要包括登錄、任務(wù)管理、基礎(chǔ)表更新、橋梁基本信息、病害及構(gòu)件采集、病害列表、往年數(shù)據(jù)查看7個菜單項。

App使用界面

其中“基礎(chǔ)表更新”為該App的特色部分。在橋梁檢測工作中，可能會遇到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋型或者病害較多、服役時間較長的橋梁，同時有關(guān)規(guī)范也存在更新的可能。如果基礎(chǔ)表不可更新，則意味著橋型和病害類型不可調(diào)整，也意味著后期在面臨有關(guān)檢測問題時，軟件需要不停地更新。因此該App設(shè)計了“基礎(chǔ)表更新”功能菜單，不需要軟件開發(fā)人員后臺更新系統(tǒng)，只需檢測人員每次在Web端添加有關(guān)類型信息，逐漸完善數(shù)據(jù)字典即可，該App能夠根據(jù)數(shù)據(jù)字典的最新數(shù)據(jù)同步更新橋梁的結(jié)構(gòu)類型和病害類型。

同時，該App貫徹了“簡單”和“統(tǒng)一”的理念。橋梁檢測人員僅需了解橋梁基礎(chǔ)知識即可使用該App執(zhí)行檢測任務(wù)。數(shù)據(jù)采集錄入界面簡潔易懂，實現(xiàn)了橋梁病害照片的采集及病害記錄同步輸入，外業(yè)由“傳統(tǒng)的兩人工作模式”向“一人”工作轉(zhuǎn)變，減少了拍照和記錄間因無法實時對應(yīng)造成的誤差；克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不規(guī)范的問題；支持離線使用和多設(shè)備同時檢測同一橋梁，實時記錄檢測人員和檢測時間，實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)的可溯源性；滿足檢測數(shù)據(jù)實時上傳、離線上傳及備份的需求，解決了數(shù)據(jù)的安全性問題；關(guān)于同一座橋梁的二次檢測，可以查詢歷史數(shù)據(jù)和往年病害的照片，方便檢測人員直觀對比，判斷病害的發(fā)展趨勢。

Web：功能項目齊全

Web端數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要針對橋梁檢測、橋梁資產(chǎn)管理及養(yǎng)護(hù)管理等工作，采用的是B/S架構(gòu)。意味著用戶僅需在服務(wù)器端安裝橋梁管理系統(tǒng)軟件，即可通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器完成橋梁養(yǎng)護(hù)信息管理及檢測等一系列操作。其中Web端與橋梁檢測App對應(yīng)的部分，只需關(guān)注橋梁定期檢測模塊即可，該模塊主要擁有橋梁基礎(chǔ)信息錄入、項目管理、內(nèi)業(yè)整理及橋梁評定和報告生成的功能。

為滿足簡單快捷的需求，橋梁基礎(chǔ)信息錄入功能設(shè)置了既可以只錄入樁號和橋梁名稱及橋梁結(jié)構(gòu)形式就可開展橋梁檢測工作的簡單錄入模式，又可以錄入橋梁設(shè)計、施工等全面的基礎(chǔ)信息用于橋梁養(yǎng)護(hù)；錄入資產(chǎn)管理及交通運(yùn)輸部年報統(tǒng)計數(shù)據(jù)，滿足運(yùn)營及管理單位的數(shù)據(jù)信息化需求。橋梁基礎(chǔ)信息錄入之后，即可開展檢測任務(wù)，且執(zhí)行新的檢測任務(wù)前無需重復(fù)錄入基礎(chǔ)信息。

項目管理功能主要解決的是橋梁數(shù)量多、檢測任務(wù)多的問題，可統(tǒng)一整理不同省份、時間等類別的項目。針對每個項目，都可設(shè)置基本信息的錄入與查詢功能及不同使用人員的查看權(quán)限，避免了數(shù)據(jù)冗余和信息泄露。

橋梁評定及內(nèi)業(yè)報告整理功能目前采用的是《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011），后期如果規(guī)范有更新，用戶可自行設(shè)置評定規(guī)則，無需通過軟件開發(fā)人員更新軟件。針對現(xiàn)場病害采集數(shù)據(jù)的整理統(tǒng)計工作，可以實現(xiàn)分類并根據(jù)整理統(tǒng)計結(jié)果生成相應(yīng)的報告和病害列表。橋梁檢測報告格式一般比較固定，該功能根據(jù)國內(nèi)多個省份的使用習(xí)慣設(shè)置了多種報告模板，可以按照需求實現(xiàn)“一橋一報告”，也可以批量生成報告。報告格式及生成的文件類型可自行選擇，例如生成可修改的Word版或加密的PDF版。

多地推廣應(yīng)用 效率大幅提升

目前，橋梁定期采集系統(tǒng)已經(jīng)在吉林、甘肅、內(nèi)蒙古、江蘇、湖北、陜西等多個省份的近兩千座橋梁中推廣應(yīng)用。特別是在吉林的橋梁檢測項目中，嚴(yán)寒的天氣導(dǎo)致人工野外紙筆記錄幾乎無法完成現(xiàn)場檢測，利用橋梁定期采集系統(tǒng)不僅降低了檢測難度，還提升了檢測人員工作效率，在業(yè)主規(guī)定時間內(nèi)提前完成了任務(wù)。

橋梁定期檢測系統(tǒng)的應(yīng)用和測算數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)在極大減輕檢測人員工作強(qiáng)度、提高檢測數(shù)據(jù)的安全性情況下，明顯提升了檢測效率。

在外業(yè)檢測階段，一輛橋檢車采取傳統(tǒng)的紙筆記錄方式，4 個人檢測一跨橋梁要花費(fèi)20分鐘左右時間。而橋梁定期檢測系統(tǒng)終端檢測，在同樣情況下檢測橋梁耗費(fèi)的時間大約為10分鐘至15分鐘，節(jié)約了30%至50%的時間，對應(yīng)的機(jī)械使用、道路封閉與人工費(fèi)用也能節(jié)省30%至50%，同時保證了數(shù)據(jù)的規(guī)范統(tǒng)一。在報告整理階段，采用橋梁定期檢測系統(tǒng)生成報告或各種格式報表的時間，相較于人工整理時間節(jié)約了80%以上，而且準(zhǔn)確度高，相應(yīng)人工費(fèi)用也節(jié)省了50%至80%。