論國省干線中小跨徑橋梁養護管理系統開發

劉倫祥

（貴州省畢節公路管理局,貴州 畢節 551700）

0 引言

隨著經濟的高速發展，公路交通里程不斷增加，橋梁建設數量明顯增多。隨著施工標準的提高和工藝質量的改善，中小跨徑橋梁在復雜的環境因素下，需通過養護管理系統的有效開發，以提高其養護管理的信息化、標準化、一體化、智能化和科學化[1-3]。

1 中小跨徑橋梁養護管理系統功能組成

以中小跨徑橋梁養護管理需求為基礎，進行橋梁管理系統功能模塊的設計，可在相關業務處置中將功能模塊融入，詳情如圖1所示，如圖所示系統可分為“五種應用”和“十一大模塊”。

圖1 中小跨徑橋梁養護管理系統功能模塊設計

中小跨徑橋梁養護管理系統功能模塊設計需解決下列問題：1）數據端口一致；2）系統可行，需確保系統穩定運行，使系統管理和養護密切結合；3）構建橋梁病害分析系統與養護決策體系；4）建立養護制度，提高規范標準，提高信息化水平與智能化程度；5）關注功能優化，界面交互友好，用戶體驗優[4]。

2 中小跨徑橋梁養護管理系統結構

2.1 展示平臺模塊

展示平臺模塊應以圖片形式，展現客戶關心的詳細內容，要從涉及內容、展示標準、頁面布局等方面進行優化，且滿足以下要求：

（1）提供渠道直接訪問，滿足客戶需求，點擊后即可獲取詳細信息[5]。

（2）可定制化內容，滿足區域差異、個性需求[6]。

（3）內容展示符合用戶習慣，準確客觀提供圖表信息，直觀性強。

（4）頁面簡潔，作為系統門戶，提高客戶的印象。

2.2 WebGIS模塊

通過橋梁檢索，獲取橋梁屬性及相關數據，對查詢條件進行設置后，可快速定位或顯示，在大量的信息中獲取目標信息，精準定位。

2.3 信息管理模塊

橋梁養護管理系統的信息系統應提供準確、完整、全面的數據，通過數據挖掘預處理技術和數據庫關聯技術實現基礎數據、竣工信息、橋梁壽命、設計指標的精準提取，為用戶提供規范、一致、準確的靜態數據服務，滿足客觀需求。

2.4 檢查檢測模塊

檢查檢測模塊是橋梁數據中心動態數據采集的直接入口，由橋梁檢測單位或路政公司進行數據錄入，匯總后提交審核，直接為路政公司提供橋梁檢查服務，通過系統數據匯總，提高檢測工作的準確性及工作效率，并提高錄入質量[7]。

為提高工作質量、確保數據準確，該模塊需進行定期檢查和專項檢查，確認業務流程無誤，記錄和管理相關業務的操作數據，根據管轄范圍進行管養區段的合理劃分，為橋梁工程師的日常管理提供便利。確認橋梁病害數據審核員、橋梁經常檢查人、橋梁管理員等，定崗定人確保角色明確，責任到人，圖2為詳細的檢查檢測業務流程。

圖2 檢查檢測業務流程

2.5 病害管理模塊

病害管理模塊是日常橋梁維護的主要組成部分，通過病害管理發現和處理安全隱患，確保橋梁處于安全狀態，對檢查結果進行病害查詢和實時預警，跟蹤可能存在的病害事件并及時處理[8]。

2.6 報表管理模塊

借助報表管理進行橋梁管理系統操作，在輸出顯示中設定限定條件，對相關條件組合以定量的方式瀏覽、計算、匯總，統計滿足條件的數據，并根據實際需要采用柱狀圖、餅狀圖、表格等不同方式來展現。

2.7 數據分析模塊

橋梁養護管理系統的核心是數據分析，也是提高決策科學性的直接來源。在確保橋梁數據中心準確的基礎上，借助預處理進行數據潛在信息的挖掘和匯總分析，提取有價值的內容。

基于大數據挖掘，采用不同模型進行輸入信息的分類、匯總、提取，在此基礎上進行橋梁監測數據的實時分析，通過數據反饋獲取橋梁性能、運行狀況等信息，及時準確全面地了解橋梁狀況。圖3～5為詳細的功能模塊指示。

圖3 監測數據統計分析

圖4 相關性分析

圖5 通行車輛分析

2.8 決策支持模塊

決策支持模塊是橋梁養護管理系統的大腦，也是其在同領域內占據領先地位的關鍵所在。決策系統主要包括以下幾個方面：

（1）養護成效評估。根據系統需求進行預防性養護，并借助“四新”技術進行成效評估，為項目提質增效奠定基礎[9]。詳細內容包括：1）預期目標實現程度；2）維護方案可行性；3）方案技術指標評估；4）服務質量評估；5）經濟效益評價；6）社會效益及影響力評價；7）環境效益及可行性研究。

（2）橋梁關注度。結合模塊分析結果，對不同管轄區域需重點關注的橋梁加以管理，為管理者提供科學決策指導。采用層次分析法對重點關注橋梁進行規則設定，結合專家評價結果設置權重值，對橋梁關注度排序獲取權重值，確定優先等級。

（3）預警監測。對橋梁運行狀態重點監測，結合獲取數據和分析結果明確橋梁結構等級，對風險指標預警，結合設定參數發送預警信息。

2.9 參數維護模塊的設計分析

參數維護模塊在橋梁養護管理系統主要起到輔助作用，為系統提供統一的數據標準，結合數據標準為養護人員合理使用系統提供保障[10]。其功能主要包括以下幾點：

（1）橋梁病害診斷。根據常見病害類型匯集成病害診斷庫，提示所有可能出現的病害類型及其程度，為橋梁檢測提供識別依據。

（2）制度規范。為管理者提供橋梁養護的國家標準、行業規范、地區標準、相關制度等。

（3）橋梁知識庫。提供橋梁結構、構件關系、結構權重、基本定義等基礎信息，幫助使用者了解基本信息。

（4）橋梁決策。結合病害診斷數據，提供運行、維護、維修的相關方案，為用戶選擇養護措施提供參考。

2.10 系統管理模塊

系統管理模塊是對橋梁養護管理系統使用者進行權限管理和調整的基礎。通過操作手冊為用戶管理、決策管理提供技術支撐，可進行登錄名重設、密碼更改、姓名管理等，或結合不同登錄者的工作職責進行訪問權限調整。操作手冊的存在為用戶體驗提升奠定了基礎，也為更合理的操作橋梁管理系統創造了條件。

根據使用者的不同身份，系統進行了使用者權限的設定，可從操作權限、數據權限、菜單權限三個方面進行限定。菜單權限中對不同操作人員進行角色類型劃分，不同角色對應的操作權限和操作界面存在差異；操作權限是以不同角色的操作權限分類為基礎進行劃分的，各類決策可以根據賦權差異進行操作；數據權限以操作權限和菜單權限分類為基礎，對指定用戶的可獲取數據內容進行限定。

3 結論

中小跨徑橋梁養護管理系統應滿足數據提取的基本需求，并為日常養護管理提供基礎信息參考，通過該系統直觀準確地了解橋梁運行狀況、歷史信息，從而及時準確地對橋梁實施養護方案或精準維修。借助中小跨徑橋梁養護管理系統的精準管養，延長橋梁預期壽命，為管理者提高橋梁養護管理質量提供幫助。