公路橋隧設(shè)備信息化管理分析及研究

劉磊穎　焦成全

摘要：公路工程的信息化作為公路工程現(xiàn)代化不斷發(fā)展的重要標(biāo)志，其實(shí)增強(qiáng)市場競爭力的主要手段，對公路橋梁隧道工程的信息化設(shè)備建設(shè)是工程管理能力創(chuàng)新的主要體現(xiàn)。下面就結(jié)合作者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行入手，簡要的分析公路橋隧設(shè)備的信息化管理，以供相關(guān)從業(yè)者的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：公路橋隧;設(shè)備;信息化管理

一、公路橋隧設(shè)備的信息管理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

就現(xiàn)階段的情況進(jìn)行分析，全路普遍使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)主要是依靠公路隧道信息系統(tǒng)（PWMIS）.是由運(yùn)輸局基礎(chǔ)部組織下，由信息技術(shù)中心牽頭，在各局工務(wù)專家的支持下研發(fā)成功的。從使用情況來看，PWNffS系統(tǒng)己具備了橋隧設(shè)備及病害的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能，同時(shí)利用MapInfo等軟件實(shí)現(xiàn)了大橋略圖的自動生成功能，以圖示化的形式顯示橋梁設(shè)備信息，方便使用者準(zhǔn)確掌握橋隧設(shè)備情況，一定階段內(nèi)滿足了使用需求。但隨著公路工程的快速發(fā)展及科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能己難以滿足當(dāng)今公路“信息化、專業(yè)化、科技化”的發(fā)展理念，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

第一，在橋隧設(shè)備管理信息系統(tǒng)上應(yīng)用GIS技術(shù)已是大勢所趨，圖表和數(shù)據(jù)只能抽象地反映橋隧設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，不能直觀和形象地反映橋隧設(shè)備及地形地貌的實(shí)況，尤其是在遇到事故、自然災(zāi)害或防洪搶險(xiǎn)時(shí)，不能及時(shí)地提供直觀、準(zhǔn)確的詳細(xì)情況。

第二，目前的公路橋隧設(shè)備信息管理信息系統(tǒng)只能提供數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能，只是簡單地取代手工報(bào)表，普遍缺乏決策支持功能。應(yīng)該應(yīng)用人工智能領(lǐng)域的研究成果，采用專家系統(tǒng)、知識挖掘等智能技術(shù)來提高橋隧管理信息系統(tǒng)的決策支持能力，為各種用戶提供多功能的決策支持。

第三，由于目前的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)僅限于工程項(xiàng)目的三級管理，未將管理權(quán)限下放至工區(qū)，因此現(xiàn)場的實(shí)際情況往往登記不及時(shí)，對使用者的決策方案造成一定影響。隨著車間、工區(qū)信息、網(wǎng)絡(luò)化的普及，應(yīng)逐步將權(quán)限放開，利用橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，及時(shí)由工區(qū)登記上報(bào)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況，并實(shí)行雙審核制度，最大程度地發(fā)揮工區(qū)的現(xiàn)場作用。

第四，目前使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)橋隧設(shè)備病害僅停留在以文字及數(shù)據(jù)描述病害程度的基礎(chǔ)上，未配以圖像或模型進(jìn)行說明，尤其對于需長期觀測的嚴(yán)重病害，不能及時(shí)反映病害發(fā)展的具體過程，對病害整治的重要性及整治方案造成一定影響。

第五，目前使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)僅可將設(shè)備病害按嚴(yán)重程度進(jìn)行分類并列表說明，并不能以圖形的形式直觀地反映各線的設(shè)備病害情況，對決策者來說難以在宏觀上作出病害整治部署。因此，應(yīng)以圖形分類示意各線橋隧設(shè)備的病害情況，方便決策者作出相應(yīng)決策。

二、公路橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的完善措施

（一）新型信息管理系統(tǒng)的功能分析

第一，對機(jī)油橋隧設(shè)備和病害的情況進(jìn)行有效的分類、查詢、統(tǒng)計(jì)等。第二，結(jié)合工程施工現(xiàn)場實(shí)際的情況，對其設(shè)備、病害的情況進(jìn)行及時(shí)的更新。第三，落實(shí)對橋隧設(shè)備的病害文字、圖像數(shù)據(jù)庫、模型，為橋隧的大維修及改造提供出數(shù)據(jù)支持。第四，以圖形分類示意圖各線橋隧設(shè)備病害的情況，進(jìn)而方便決策者能夠做出有效的決策。第五，按照病害的情況，錄入橋隧設(shè)備的大維修計(jì)劃，結(jié)合計(jì)劃模擬出設(shè)備劣化的變動情況。第六，對橋隧設(shè)備所具體的位置實(shí)現(xiàn)了定位的查詢。第七，利用GIS技術(shù)繪制橋址平、縱斷面圖及周邊地形圖;第八，建立預(yù)測模型，分析當(dāng)前設(shè)備的使用壽命。

（二）橋隧設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的構(gòu)建思路

1.建立公路橋隧檢測所、多級管理系統(tǒng)，加強(qiáng)各級管理單位的數(shù)據(jù)審核制度

由于橋隧工區(qū)為最熟悉現(xiàn)場的基層單位，橋隧設(shè)備數(shù)量及病害變化情況應(yīng)有橋隧工區(qū)負(fù)責(zé)填報(bào)，因此，橋隧工區(qū)應(yīng)作為橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的一個(gè)客戶端，具有通過網(wǎng)絡(luò)提報(bào)橋隧數(shù)據(jù)信息（包括橋隧各類信息及病害發(fā)展情況等）的權(quán)限;橋隧作為橋隧工區(qū)的上級單位，負(fù)責(zé)對工區(qū)提報(bào)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行復(fù)核，將復(fù)核后的數(shù)據(jù)提報(bào)段技術(shù)科;段技術(shù)科負(fù)責(zé)將車間上報(bào)的數(shù)據(jù)信息復(fù)核匯總，并將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，一方面將數(shù)據(jù)信息上傳至公路局，一方面可將制訂的病害整治計(jì)劃及方案等返至車間。

2.利用圖形、圖像及三維建模技術(shù)，增加系統(tǒng)的可視化功能

工區(qū)或車間檢查人員可對橋隧的重點(diǎn)部位、重點(diǎn)病害拍照處理，利用手機(jī)客戶端將圖像網(wǎng)傳至相關(guān)服務(wù)器，同時(shí)通過系統(tǒng)軟件對圖像進(jìn)行編輯、分類，連同文字描述一并上報(bào)上級單位審核。對于嚴(yán)重的橋隧病害，一方面可通過系統(tǒng)建立長期觀測數(shù)據(jù)，另一方面可根據(jù)病害相關(guān)數(shù)據(jù)利用三維建模技術(shù)形成病害模型，通過模型模擬分析病害發(fā)展過程，對下一步病害整治方案提供理論依據(jù)。宏觀方面，根據(jù)管內(nèi)各線的橋隧病害情況，可利用系統(tǒng)軟件按照病害的評定等級進(jìn)行圖形處理，使不同等級的橋隧病害可直觀的在線路圖上分段顯示，方便決策者對病害嚴(yán)重的區(qū)段優(yōu)先考慮。

3.利用GIS技術(shù)繪制橋址平、縱斷面及地形地貌圖

根據(jù)橋隧各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（包括橋梁標(biāo)高、橋長、孔跨式樣、基礎(chǔ)地質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋深情況、河床斷面情況等）通過系統(tǒng)繪制橋隧平、縱斷面圖，同時(shí)根據(jù)橋梁河道上下游地形地貌的勘查數(shù)據(jù)，繪制橋址地形地貌圖，結(jié)合水文檢算結(jié)果，分析預(yù)測橋涵設(shè)備的抗洪能力。

4.利用GPS定位技術(shù)確定橋隧設(shè)備的周邊環(huán)境

通過手持GPS裝置對橋隧設(shè)備進(jìn)行定位，并將GPS數(shù)據(jù)錄入橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)中，同時(shí)利用常規(guī)地圖軟件（如百度地圖、谷歌地圖等）將公路橋隧在地圖上進(jìn)行定位處理，方便決策者熟悉設(shè)備的周邊環(huán)境，一旦發(fā)生洪水、地震等自然災(zāi)害時(shí)，可快速確定災(zāi)害影響范圍，根據(jù)周邊環(huán)境制訂搶險(xiǎn)計(jì)劃（包括災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)、搶險(xiǎn)材料存放地點(diǎn)、運(yùn)輸方式、運(yùn)輸徑路等）。

三、結(jié)束語

總而言之，公路橋隧設(shè)備的信息化管理系統(tǒng)構(gòu)建及其完善工作是一項(xiàng)工作量較大，所涉及到的學(xué)科、專業(yè)較多，我們需要按照統(tǒng)籌規(guī)劃、分級實(shí)施，開放性、規(guī)范性相結(jié)合，成熟些、安全性、先進(jìn)性的結(jié)合，有著可拓展性的原則建設(shè)，為橋隧設(shè)備的信息化管理提供出一定的技術(shù)支持，在系統(tǒng)建設(shè)階段，需要先急后緩，逐步健全，最后形成一個(gè)十分完善的管理系統(tǒng)。

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