论国省干线中小跨径桥梁养护管理系统开发

刘伦祥

（贵州省毕节公路管理局,贵州 毕节 551700）

0 引言

随着经济的高速发展，公路交通里程不断增加，桥梁建设数量明显增多。随着施工标准的提高和工艺质量的改善，中小跨径桥梁在复杂的环境因素下，需通过养护管理系统的有效开发，以提高其养护管理的信息化、标准化、一体化、智能化和科学化[1-3]。

1 中小跨径桥梁养护管理系统功能组成

以中小跨径桥梁养护管理需求为基础，进行桥梁管理系统功能模块的设计，可在相关业务处置中将功能模块融入，详情如图1所示，如图所示系统可分为“五种应用”和“十一大模块”。

图1 中小跨径桥梁养护管理系统功能模块设计

中小跨径桥梁养护管理系统功能模块设计需解决下列问题：1）数据端口一致；2）系统可行，需确保系统稳定运行，使系统管理和养护密切结合；3）构建桥梁病害分析系统与养护决策体系；4）建立养护制度，提高规范标准，提高信息化水平与智能化程度；5）关注功能优化，界面交互友好，用户体验优[4]。

2 中小跨径桥梁养护管理系统结构

2.1 展示平台模块

展示平台模块应以图片形式，展现客户关心的详细内容，要从涉及内容、展示标准、页面布局等方面进行优化，且满足以下要求：

（1）提供渠道直接访问，满足客户需求，点击后即可获取详细信息[5]。

（2）可定制化内容，满足区域差异、个性需求[6]。

（3）内容展示符合用户习惯，准确客观提供图表信息，直观性强。

（4）页面简洁，作为系统门户，提高客户的印象。

2.2 WebGIS模块

通过桥梁检索，获取桥梁属性及相关数据，对查询条件进行设置后，可快速定位或显示，在大量的信息中获取目标信息，精准定位。

2.3 信息管理模块

桥梁养护管理系统的信息系统应提供准确、完整、全面的数据，通过数据挖掘预处理技术和数据库关联技术实现基础数据、竣工信息、桥梁寿命、设计指标的精准提取，为用户提供规范、一致、准确的静态数据服务，满足客观需求。

2.4 检查检测模块

检查检测模块是桥梁数据中心动态数据采集的直接入口，由桥梁检测单位或路政公司进行数据录入，汇总后提交审核，直接为路政公司提供桥梁检查服务，通过系统数据汇总，提高检测工作的准确性及工作效率，并提高录入质量[7]。

为提高工作质量、确保数据准确，该模块需进行定期检查和专项检查，确认业务流程无误，记录和管理相关业务的操作数据，根据管辖范围进行管养区段的合理划分，为桥梁工程师的日常管理提供便利。确认桥梁病害数据审核员、桥梁经常检查人、桥梁管理员等，定岗定人确保角色明确，责任到人，图2为详细的检查检测业务流程。

图2 检查检测业务流程

2.5 病害管理模块

病害管理模块是日常桥梁维护的主要组成部分，通过病害管理发现和处理安全隐患，确保桥梁处于安全状态，对检查结果进行病害查询和实时预警，跟踪可能存在的病害事件并及时处理[8]。

2.6 报表管理模块

借助报表管理进行桥梁管理系统操作，在输出显示中设定限定条件，对相关条件组合以定量的方式浏览、计算、汇总，统计满足条件的数据，并根据实际需要采用柱状图、饼状图、表格等不同方式来展现。

2.7 数据分析模块

桥梁养护管理系统的核心是数据分析，也是提高决策科学性的直接来源。在确保桥梁数据中心准确的基础上，借助预处理进行数据潜在信息的挖掘和汇总分析，提取有价值的内容。

基于大数据挖掘，采用不同模型进行输入信息的分类、汇总、提取，在此基础上进行桥梁监测数据的实时分析，通过数据反馈获取桥梁性能、运行状况等信息，及时准确全面地了解桥梁状况。图3～5为详细的功能模块指示。

图3 监测数据统计分析

图4 相关性分析

图5 通行车辆分析

2.8 决策支持模块

决策支持模块是桥梁养护管理系统的大脑，也是其在同领域内占据领先地位的关键所在。决策系统主要包括以下几个方面：

（1）养护成效评估。根据系统需求进行预防性养护，并借助“四新”技术进行成效评估，为项目提质增效奠定基础[9]。详细内容包括：1）预期目标实现程度；2）维护方案可行性；3）方案技术指标评估；4）服务质量评估；5）经济效益评价；6）社会效益及影响力评价；7）环境效益及可行性研究。

（2）桥梁关注度。结合模块分析结果，对不同管辖区域需重点关注的桥梁加以管理，为管理者提供科学决策指导。采用层次分析法对重点关注桥梁进行规则设定，结合专家评价结果设置权重值，对桥梁关注度排序获取权重值，确定优先等级。

（3）预警监测。对桥梁运行状态重点监测，结合获取数据和分析结果明确桥梁结构等级，对风险指标预警，结合设定参数发送预警信息。

2.9 参数维护模块的设计分析

参数维护模块在桥梁养护管理系统主要起到辅助作用，为系统提供统一的数据标准，结合数据标准为养护人员合理使用系统提供保障[10]。其功能主要包括以下几点：

（1）桥梁病害诊断。根据常见病害类型汇集成病害诊断库，提示所有可能出现的病害类型及其程度，为桥梁检测提供识别依据。

（2）制度规范。为管理者提供桥梁养护的国家标准、行业规范、地区标准、相关制度等。

（3）桥梁知识库。提供桥梁结构、构件关系、结构权重、基本定义等基础信息，帮助使用者了解基本信息。

（4）桥梁决策。结合病害诊断数据，提供运行、维护、维修的相关方案，为用户选择养护措施提供参考。

2.10 系统管理模块

系统管理模块是对桥梁养护管理系统使用者进行权限管理和调整的基础。通过操作手册为用户管理、决策管理提供技术支撑，可进行登录名重设、密码更改、姓名管理等，或结合不同登录者的工作职责进行访问权限调整。操作手册的存在为用户体验提升奠定了基础，也为更合理的操作桥梁管理系统创造了条件。

根据使用者的不同身份，系统进行了使用者权限的设定，可从操作权限、数据权限、菜单权限三个方面进行限定。菜单权限中对不同操作人员进行角色类型划分，不同角色对应的操作权限和操作界面存在差异；操作权限是以不同角色的操作权限分类为基础进行划分的，各类决策可以根据赋权差异进行操作；数据权限以操作权限和菜单权限分类为基础，对指定用户的可获取数据内容进行限定。

3 结论

中小跨径桥梁养护管理系统应满足数据提取的基本需求，并为日常养护管理提供基础信息参考，通过该系统直观准确地了解桥梁运行状况、历史信息，从而及时准确地对桥梁实施养护方案或精准维修。借助中小跨径桥梁养护管理系统的精准管养，延长桥梁预期寿命，为管理者提高桥梁养护管理质量提供帮助。