信息技術(shù)背景下橋梁隧道管理系統(tǒng)分析和設(shè)計

朱銀丹

(廣東鴻高建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣東東莞 523000)

信息技術(shù)背景下橋梁隧道管理系統(tǒng)分析和設(shè)計

朱銀丹

(廣東鴻高建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣東東莞 523000)

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的推進(jìn)，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也越來越壯大，橋梁和隧道建設(shè)是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點。在運行中，橋梁和隧道的日常養(yǎng)護(hù)工作成為一個關(guān)鍵的部分，因此要完善橋梁和隧道的管理系統(tǒng)，做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理工作。本文對橋梁和隧道的系統(tǒng)進(jìn)行分析，并提出了系統(tǒng)設(shè)計的方案。

信息技術(shù)；橋梁；隧道；管理系統(tǒng)分析和設(shè)計

目前，我國橋梁和隧道事業(yè)得到了全面的發(fā)展，很多大型、技術(shù)含量高的橋梁和隧道相繼建成，已經(jīng)成為公路交通中重要的要素。然而也帶來了一些令人擔(dān)憂的問題，橋梁和隧道事故頻繁發(fā)生，給人民的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失，因此更要加強(qiáng)橋梁和隧道的日常管理。

一、橋梁和隧道管理介紹

橋梁和隧道的管理工作較為復(fù)雜，需要在一定的資金的支持下使橋梁和隧道保持安全運行。這其中涉及到多方面的工作，比如計劃、監(jiān)督、維護(hù)、預(yù)算管理等。因此，這就需要建立一套完整的橋梁和隧道的管理系統(tǒng)，以便可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行運算和分析。

目前橋梁和隧道的管理趨勢是逐漸向多用戶管理系統(tǒng)的方向發(fā)展，在系統(tǒng)中，每一個用戶都可以向系統(tǒng)中錄入、摘取相關(guān)的信息。

二、橋梁和隧道管理系統(tǒng)的組成

（一）檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

通過對橋梁和隧道的檢測得出一些技術(shù)數(shù)據(jù)，橋梁管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)收集、存儲和處理信息，橋梁和隧道管理系統(tǒng)的處理水平直接影響到BMS的功能。

（二）橋梁和隧道退化分析模型

對橋梁和隧道構(gòu)件的任一點進(jìn)行預(yù)測，可以同時運用定性和定量分析的方式。定性分析可以用來預(yù)測橋梁按照一個已經(jīng)確定的速度退化，定量分析可以用來預(yù)測在實際退化中的不可確定性。

（三）經(jīng)濟(jì)分析模型

經(jīng)濟(jì)分析模型包括性能改善時所需要的費用以及使用者利用時的費用，也就是對處于一定技術(shù)條件下的橋梁和隧道，在進(jìn)行維修后達(dá)到的一種狀態(tài)所需要的費用，還有使用者為了改善安全性、提高服務(wù)能力所花費的費用。

（四）技術(shù)狀況預(yù)估模型

技術(shù)狀況預(yù)估模型就是在一定技術(shù)條件下的橋梁和隧道，在進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)工作后，技術(shù)條件的狀況隨著時間的推進(jìn)而不斷變化的規(guī)律。它可以為橋梁和隧道在維修和養(yǎng)護(hù)中的長期的需求分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

（五）優(yōu)化分析模型

根據(jù)退化分析和經(jīng)濟(jì)分析得到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，運用運籌學(xué)等分析工具，以計算機(jī)技術(shù)為媒介，力求減小經(jīng)濟(jì)投入，主張運用最小的投入實現(xiàn)最優(yōu)的橋梁和隧道管理的目標(biāo)，或者在確定的資金投入下，爭取實現(xiàn)最大的橋梁和隧道管理目標(biāo)，這是橋梁和隧道管理系統(tǒng)的核心任務(wù)。

三、橋梁和隧道管理系統(tǒng)的分析

在信息技術(shù)的背景下，橋梁和隧道管理系統(tǒng)可以分為多種，本文主要探討基于GIS的橋梁和隧道管理系統(tǒng)和基于WEB橋梁和隧道的管理系統(tǒng)。

（一）基于WEB的橋梁和隧道管理系統(tǒng)

1.WEB技術(shù)和在橋梁管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

WEB可以用來發(fā)布信息、瀏覽信息、查詢信息，并為用戶提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，WEB的組成部分主要是很多處于不同區(qū)域的瀏覽器和可以瀏覽網(wǎng)頁的客戶端。WEB技術(shù)在橋梁和隧道管理系統(tǒng)中的引用主要是采用B/S的結(jié)構(gòu)模式，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的C/S的模式，B/S的結(jié)構(gòu)模式將客戶端進(jìn)行統(tǒng)一，可以集中實現(xiàn)系統(tǒng)功能，有利于系統(tǒng)的簡化。只需要在客戶機(jī)上安裝一個簡易的瀏覽器就能與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息的交互，有利于節(jié)省用戶的內(nèi)存容量，減少安裝的程序，并減輕系統(tǒng)在維護(hù)時的工作量，節(jié)約成本。

在橋梁和隧道管理中采用 B/S的結(jié)構(gòu)模式，可以在管理者發(fā)出任務(wù)請求后，WEB服務(wù)器會自動和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，并根據(jù)用戶的需求從已有的信息中找尋目標(biāo)信息，編譯代碼后，可以將結(jié)構(gòu)形成一個靜態(tài)的網(wǎng)頁，傳遞到瀏覽器的一端。在橋梁和隧道需要進(jìn)行檢修和維護(hù)時，管理系統(tǒng)就會產(chǎn)生一些動態(tài)的數(shù)據(jù)和信息，通過 B/S的結(jié)構(gòu)模式可以對數(shù)據(jù)庫中的信息及時進(jìn)行更新，管理者也就能及時查詢到更新后的信息，相比較傳統(tǒng)的 C/S結(jié)構(gòu)模式來說，節(jié)省了大量人力、物力，節(jié)約了系統(tǒng)運行成本。同時有利于及時了解橋梁和隧道的數(shù)據(jù)和信息，使管理人員及時做出改進(jìn)，并可以在具體的橋梁和隧道工程中做出改進(jìn)。

2.橋梁和隧道管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)

基于 WEB技術(shù)的橋梁和隧道管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)的解決方案可以分為四個主要的項目。

第一部分是邏輯層。邏輯層主要在編輯過程中負(fù)責(zé)邏輯的運算，因此橋梁和隧道的管理系統(tǒng)下所有的邏輯運算都可以在邏輯層中實現(xiàn)。第二部分是關(guān)聯(lián)層，關(guān)聯(lián)層主要起到承上啟下的作用，其位于用戶層和數(shù)據(jù)庫之間，當(dāng)用戶需要對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行提取時，可以在關(guān)聯(lián)層進(jìn)行交互。第三部分是用戶層。用戶層可以展示系統(tǒng)主界面、橋梁和隧道綜合評估功能、橋梁和隧道信息增刪功能等。

3.綜合評估功能的設(shè)計和開發(fā)

對于橋梁和隧道管理的工作人員來說，需要辨識出橋梁和隧道每個構(gòu)件的名稱，從而對橋梁的綜合狀況進(jìn)行評估。每個構(gòu)件都會展示各自出現(xiàn)的情況和特點，并對其進(jìn)行評估值的預(yù)測，從而可以使管理者得到目前橋梁的服役狀況，并及時采取措施。

4.預(yù)測功能設(shè)計和開發(fā)

預(yù)測功能可以使管理者了解到管轄區(qū)域內(nèi)橋梁和隧道的服役狀況，并對預(yù)測得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，給出有效的建議。在對橋梁和隧道進(jìn)行預(yù)測時，需要針對不同類型的橋梁和隧道從而建立不同的分析模型，就某橋梁的管理信息來說，在建立模型之后，在系統(tǒng)中輸入橋齡，并點擊預(yù)測按鈕，從而可以在橋梁綜合狀況指數(shù)預(yù)測值中顯示預(yù)測的數(shù)值。

（二）基于GIS的橋梁和隧道管理系統(tǒng)

GIS是地理信息系統(tǒng)，就可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和整理，GIS系統(tǒng)通常可以包括三個方面，一是計算機(jī)系統(tǒng)，二是地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，三是應(yīng)用人員和組織系統(tǒng)。

1.數(shù)據(jù)采集

在橋梁管理系統(tǒng)中可以對橋梁狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，準(zhǔn)確的橋梁狀態(tài)數(shù)據(jù)將有利于管理系統(tǒng)對資源的配置。目前數(shù)據(jù)采集可以通過三種方式進(jìn)行：一是人工采集，數(shù)據(jù)資料的工作主要由人工來完成，比如制作的變形等。二是自動采集，自動采集主要是利用一些設(shè)備獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)，比如溫度、應(yīng)變等。三是其他資料。包括一些基本的設(shè)計資料、施工資料等。

2.數(shù)據(jù)的存儲和整理

GIS具有較為強(qiáng)大的空間分析功能，在管理空間信息上表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性，在收集和整理橋梁和隧道的屬性數(shù)據(jù)時，可以選擇通用數(shù)據(jù)庫。比如MMHIS技術(shù)可以將橋梁和隧道的影響數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，形成一個綜合性、全面性的數(shù)據(jù)庫，可以為用戶提供豐富的數(shù)據(jù)資源。

3.高級管理功能

高級管理功能主要是利用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)分析等方法，對橋梁進(jìn)行評估。其中重要的部分主要有三個方面，一是技術(shù)狀態(tài)評估?；贕IS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，可以按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)出橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)、功能形態(tài)和管理狀況。二是缺損狀態(tài)評估。在子系統(tǒng)中建立預(yù)估模型，在一定技術(shù)狀態(tài)下，橋梁在經(jīng)過一定的維修養(yǎng)護(hù)措施之后，預(yù)估其技術(shù)狀況隨著時間變化的規(guī)律。三是災(zāi)害分析。橋梁和隧道在交通中發(fā)揮著巨大的作用，可以依據(jù)GIS的空間分析功能，分析面對暴雨、地震等自然災(zāi)害時橋梁的損失程度和經(jīng)濟(jì)損失狀況。

結(jié)語：

橋梁維修和養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的研究和開發(fā)是一個較為復(fù)雜的過程，其在各個環(huán)節(jié)和階段都要結(jié)合我國橋梁和隧道管理方法、管理技術(shù)和管理手段等。通過對基于GIS和WEB的橋梁和隧道管理系統(tǒng)的分析，表明基于信息技術(shù)的橋梁和隧道管理系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)對橋梁和隧道建設(shè)有著重大的意義。

[1]馬建,孫守增葉飛等.中國隧道工程學(xué)術(shù)研究綜述·2015[J].中國公路學(xué)報,2015,05:1-65.

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1007-6344（2016）08-0035-01