信息化监控技术在高速公路桥梁周期性养护中的有效应用

李贝贝

平顶山市路泰公路养护有限责任公司 河南 平顶山 467099

引言

在多方面因素的影响下，高速公路桥梁在运行阶段会不可避免地出现病害问题，倘若处理不及时，轻则对路桥工程的功能体现产生影响，重则威胁到民众行车安全。所以需强化周期性养护工作，通过全面检测、定期维修加固处理来实现对病害问题的有效规避。而传统养护管理手段无法满足实际需求，需借助信息化监控技术来创新养护模式，依托于周期性养护来促进高速公路桥梁的可靠、安全运行。

1 高速公路桥梁养护现状

随着我国高速通行需求的不断增高，公路桥梁的养护管理越发受到交通单位的重视，但在认知偏差、技术限制等因素的影响下，当前公路桥梁养护存在以下问题：①数据过于分散。通常情况下，公路桥梁自建设至运营阶段会产生大量数据信息，而因部分单位未重视对信息化技术的持续引进，导致当前公路桥梁养护管理期间相关数据资料呈现出分散化、零碎化情况，难以做到在养护作业期间进行数据信息的及时检索查询，甚至因数据信息不全、不准影响到养护质量[1]。②养护流程不合理。养护流程控制与公路桥梁能否实现稳定运行之间存在密切关联。而现阶段高速路桥养护工作的实际开展，其中病害信息采集、上传、分析，以及验收管理、病害治理等流程存在“各自为战”的问题，在具体养护过程中时常出现程序“后补”情况，因各流程环节未保持密切连接状态，导致养护作业开展受到较大限制[2]。

2 高速公路桥梁周期性养护中信息化监控技术应用

工程概况：渝黔高速作为连接广东、贵州的主要通道之一，分别于2001年、2005年完成对一期、二期的建设，本文以K1015+105、K1105+855作为起点与终点，总长度约为90km，该路段内分布涵洞197座、主线桥梁79座、隧道7座、上垮桥75座、路堑边坡336处。本文以该项目为例，阐明信息化监控技术在周期性养护中的具体实施。

2.1 管理系统构建

基于周期性的公路桥梁健康监测系统建构，可实现在运行阶段进行智能化、全面化、实时化监控监管，对公路桥梁结构安全、运行状态数据进行实时获取，进而为周期性养护作业计划的科学编制提供参考。为保证其健康监测系统的构建符合实际养护要求，需在系统设计时做到对以下模块的有效设置：

2.1.1 病害库。即依据养护需求在系统内设置病害数据库，受到运行环境复杂、天气变化、行车荷载等方面的影响，使得高速公路桥梁在使用期间不可避免的出现病害问题。为实现对病害数据的全面存储与有效利用，需在构建健康监测系统时进行病害数据库的增设，并以病害库为载体对信息化监控期间获取的相关数据信息进行存储[3]。同时，其他功能库的使用与运营，均需以病害库中相关数据的获取为前提。

2.1.2 项目库。通常情况下，需以病害库数据筛选、标记为前提来为项目库提供数据支撑。同时，项目库还可发挥数据缓冲的作用，以维修计划制定为例，管理人员可直接对项目库中筛选数据的获取，避免因人员在病害库中频繁检索影响到公路桥梁的养护效率。同时，还可利用项目库对计划库数据进行备选处理。通过对项目库模块的有效设置，可实现在周期性维护过程中依据“轻重缓急”原则进行相关数据的自动筛分组合，运行期间按相关指令对病害库数据进行结构性拆分，经模糊查询与多维组合处理后进行数据有效提取与组合，以实现借助项目库对公路桥梁病害问题进行全局直观化展示，帮助相关人员全面掌握桥梁病害程度与位置，做到在信息化监控期间依托于项目库对病害数据进行快速提取，为周期性养护作业的高效化开展提供助力[4]。

2.1.3 计划库。需依据周期性养护需求的分析，结合对计划库的设置来促进健康监测系统功能的有效发挥。依托于对计划库的增设，可基于相关数据获取来制定年度报批计划，并以病害严重性、紧迫度为基准进行病害评估，综合分析后确定最紧急的病害数据，参照其分析结果来确定年度维修计划。同时，其他数据会在项目库中保持持续滚动的状态，而管理人员需重视对病害数据变化的密切关注，进而为备选年度计划的科学编制提供参考。基于对年度计划的编制与提交，决策库可依据年度计划内容进行维修方案的自动生成[5]。

2.1.4 决策库。对于健康监测系统中决策库的设置，其作用主要是对病害案例的成因进行分析，并自动生成维修方案。以相关规定为参照进行数据信息的分类，基于对内存匹配信息的确定，通过对应录入数据实现对维修方法的生成，同时在充分考虑价格、病害程度、范围、大小等方面的前提下，自动生成契合实际维护情况的维修概算。

2.1.5 管理工具。要想最大化发挥出公路桥梁健康监测系统的功能与作用，需结合以下几点来完善对管理工具的设置：①筛选。即对数据库中海量数据信息采取多样化形式进行定位确定，接着按固定流程进行病害信息的排序、查询、拆分，标记提取后自动进行病害数据信息的规范化整合与存储。以筛选条件的逐步确定为基础，可实现对海量数据的精准筛选，最终实现将所需的数据信息缩小至一定范围内，确保其筛选数据符合病害情况特点[6]。结合对筛选工具的有效应用，可帮助管理人员做到对病害数据的高效化、精准化提取利用，实现立足全局视角进行病害范围、发展的有效把控。②统计。主要是以计划库、病害库、项目库相关数据转化处理为前提，利用统计工具对相关数据进行全面整理。在实际公路桥梁周期性养护过程中，相关人员可利用统计工具对功能库中库存数据进行科学分类与整合，以此为依据进行病害程度鉴定，并为维修状况确定、病害动态发展趋势等方面的研究提供数据支撑，并以统计图的形式为周期性维护的开展提供参考。③标记。健康监测系统运行期间可借助该工具对检索结论进行有效存储，在病害库数据浏览过程中，相关人员可采取不同标签对检索后的关联数据进行标记，可实现对备选数据优先等级的确定，不仅有助于促进项目库、计划库的功能发挥，亦可为公路桥梁周期性养护的高效率开展提供技术支撑[7]。

2.2 系统主要功能

结合对路桥周期性养护要求的分析，将系统功能设置为：

2.2.1 桥梁基础数据库管理。即监测系统涉及对基础数据库的建构，其录入信息囊括桥梁名称、中心桩号、跨径组合、桥梁类型、上部结构、桥梁代码、下部结构、桥梁正立面、所属路线、建设年代、桥梁卡片、养护维修历史等[8]。依托于基础数据库的设置，可实现对桥梁相关信息进行批量化的导入、导出处理，进而为周期性养护工作的有效开展提供支撑。需注意，要想最大化发挥出数据库的作用与价值，需要提高对系统标准化问题解决的重视度。即以相关标准化指令为参照，对桥梁及其构件进行编码处理，并以字典化为基准进行信息数据的有效配置。在基础信息录入，可按照桥梁结构、部位、子部件、构件的层级顺序进行。

2.2.2 巡查检查。即对公路桥梁养护增设巡查检查功能，在日常养护作业期间对桥梁变化情况进行数据采集，并为经常性、日常检查作业的开展提供数据支撑。传统手写纸记方法的应用已经无法满足桥梁周期性养护作业的开展需求，对此可结合健康监测系统运行需求的分析，进行移动App程序的开发。在日常巡检、检查过程中，可以标准字典管理为基准，要求维护人员借助App移动端来优化其作业开展，确保桥梁数据信息的采集符合格式规范要求，促进巡检巡查作业的一致性、规范性开展。同时，可通过对巡查检查功能的合理设置，进一步提升桥梁养护作业的规范化开展，并按照统一标准进行数据采集[9]。另外，倘若在养护期间发现桥梁出现病害问题，人员可借助App移动端程序对桥梁异常情况及时上报，并利用健康监测系统对桥梁维护情况进行动态跟踪维护，进而加强周期性养护质量控制。此外，为进一步强化检查数据的质量控制，可在巡检巡查过程中选择点选作业模式，要求维护人员利用软件对桥梁病害的图片、文字、视频等进行采集，并支持相关人员以Web端为载体对巡检轨迹进行实时检查，通过加强人员监督管理来达到提升养护质量的目的。

2.2.3 养护工程管理。监测管理系统中养护工程管理功能的设置，可结合周期性养护需求的分析，设置养护工程招标、进度管理、计划制定、合约管理、计量支付、质量管理、工程验收等模块，在实际养护作业期间，管理人员可提前进行相关条件的设定，利用系统对养护维修进行任务自动派发与跟踪，以期借助上述功能来提升桥梁病害处理水平，并促进各养护环节的密切衔接，为桥梁养护中检测、检查到决策、施工、验收等环节创设闭合环境，

2.2.4 可视化展示。主要是借助GIS、BIM技术做到对高速公路桥梁的三维建模，依托于GIS技术应用，可帮助管理人员进行桥梁属性、空间数据的查询，以实现对桥梁位置的精准定位。同时，其养护项目结构、技术情况可利用GIS地图进行全局体现，具体包括病害分类标记、结构信息展示、病害查询展示、实时交互等。在实际周期性养护管理期间，管理人员可通过对GIS的关联应用，对结构信息、技术情况、养护单位、巡检结果、人员分布、统计展示、应急预警等方面信息的客观展示。而基于数据库与BIM技术的结合，可通过三维模型建构来促进桥梁信息的直观化、立体化展示，以帮助养护人员对桥梁病害情况、位置等的直观了解，无须借助大量报表、报告，即可实现对周期性养护相关信息的全面展示[10]。基于三维平台的应用，可实现对桥梁结构的缩放、漫游、旋转等操作控制，且人员可通过构件点击来获取相关参数信息，具体包括病害问题、维护数据等。通常情况下，高速公路桥梁隐蔽区域同样存在病害出现的可能，对此可依托于三维模型的建构，以更为直观的方式来客观、全面反映出桥梁病害问题，同时利用不同颜色进行标记，可帮助管理人员快速对桥梁病害问题进行分类，进而为周期性养护工作的高水平开展提供支撑。

3 结束语

综上所述，周期性养护工作水平与高速公路桥梁能否安全、可靠运行之间存在密切关联。鉴于此，为促进周期性养护工作的高质量开展，需在明确掌握桥梁养护特点的前提下，借助信息技术来构建健康监测管理系统，以期做到对周期性养护工作的全面覆盖，在促进桥梁病害动态化、信息化监管的同时，为桥梁养护工作有效开展提供技术支撑。