長大橋梁養(yǎng)護信息孤島問題分析及對策

楊洋

摘 要：當前，在役長大橋梁的養(yǎng)護信息化發(fā)展迅速，管養(yǎng)數(shù)據(jù)不斷豐富，呈現(xiàn)出多源異構特點且信息孤島現(xiàn)象突出。本文分析了長大橋梁養(yǎng)護信息孤島現(xiàn)象產(chǎn)生原因及危害，并以系統(tǒng)集成與信息融合為基礎，以數(shù)據(jù)為核心驅動，提出了數(shù)字化平臺解決對策。以望東長江公路大橋為工程背景，介紹了其數(shù)字化平臺建設管理中的四要素統(tǒng)一，一庫管理等五項舉措，為新形勢下的全國性大跨橋梁管養(yǎng)平臺建設和智慧養(yǎng)護進行了探索。

關鍵詞：長大橋梁;信息孤島數(shù)字化;一庫管理

0 引言

2020年《交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》指出“提升公路基礎設施規(guī)劃、設計、建造、養(yǎng)護、運行管理等全要素、全周期數(shù)字化水平?！?/p>

大型橋梁管養(yǎng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯的多源異構特點，然而由于長大橋梁缺乏完善的相關標準，綜合評估體系尚未建立，加之開發(fā)工作未統(tǒng)籌全局統(tǒng)一規(guī)劃，使得目前大量信息化系統(tǒng)功能參差不齊，基本淪為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，形成信息不共享互換以及線上數(shù)據(jù)線下業(yè)務相互脫節(jié)的信息孤島，難以對實際養(yǎng)護工作起到真正的指導和提升作用。另外信息化系統(tǒng)的升級將面臨數(shù)據(jù)連續(xù)性中斷，新老數(shù)據(jù)無法校驗等系統(tǒng)穩(wěn)定性風險。

1 “信息孤島”分析

信息孤島出現(xiàn)的條件有如下三點：（1）局部信息化。橋梁養(yǎng)護的實時監(jiān)測、巡查檢查、維修加固等工作各自形成局部的信息化，同一個管理單位的不同橋梁各自建設相應系統(tǒng)，形成一個個孤島。（2）功能性局限。如橋梁基礎資料等靜態(tài)信息與檢查維修等動態(tài)信息、結構安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)與巡檢養(yǎng)護數(shù)據(jù)沒有關聯(lián)。（3）架構擴展性差。原系統(tǒng)之間邊界不清晰，沒有統(tǒng)一規(guī)劃，新需求的實現(xiàn)會伴隨著一個個新信息孤島的出現(xiàn)。

形成原因大體分為三個方面：需求分析不到位、標準不統(tǒng)一、認識誤區(qū)。

危害主要有：重復建設資源浪費、信息傳遞不及時、決策支持不夠、推廣難度大。

傳統(tǒng)模式下，養(yǎng)護人員完成線下作業(yè)后回到系統(tǒng)內錄入數(shù)據(jù)，無形中增加的額外工作量不能給作為信息生產(chǎn)者的使用人員帶來價值，增大信息化應用推廣難度。

2 解決對策

根據(jù)信息孤島產(chǎn)生原因，結合長大橋梁養(yǎng)護實際，提出四點對策：

2.1 提高認識，樹立數(shù)字化思維

數(shù)字化思維認為數(shù)據(jù)是物理世界在數(shù)字化世界的投影，是一切的基礎，而流程和軟件系統(tǒng)則是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程和工具。

橋梁管理單位從決策層到執(zhí)行層要提高認識，實現(xiàn)從信息化到數(shù)字化的思維轉變，掌握數(shù)字化的實質，建立相應的制度配套，協(xié)同系統(tǒng)開發(fā)單位、各使用部門，培育良好的使用習慣，杜絕線上線下兩張皮現(xiàn)象。

2.2 總體設計，規(guī)劃一體化平臺

總的來說，長大橋梁數(shù)字化管養(yǎng)主要有5個方面的目標：透徹廣泛、實時準確的全面感知;數(shù)據(jù)互通、信息共享的深度互聯(lián);融合處理、技術先進的智能分析;綜合優(yōu)化、科學高效的智慧決策;界面友好，簡潔明了的多維展示。

2.3 信息融合，提高決策水平

信息的自動產(chǎn)生、流動和融合，推動業(yè)務的高速高質量運行，最終打造數(shù)據(jù)價值生態(tài)，實現(xiàn)決策由經(jīng)驗驅動向數(shù)據(jù)驅動轉變。

2.4 標準建設，實現(xiàn)長效保障

數(shù)據(jù)標準對系統(tǒng)集成和信息資源共享具有重要意義，橫向上，引導軟硬件制造企業(yè)和維護單位按照一個標準開展工作，縱向上，是全壽命周期內信息化平臺穩(wěn)定運行的保障。

3 工程應用

3.1 工程背景

依據(jù)前述解決對策，搭建某長江大橋的數(shù)字化養(yǎng)護平臺。

大橋跨徑布置（78+228+638+228+78）m，全長1 250 m，主橋為雙塔雙索面半漂浮體系斜拉橋。某大橋建立了健康監(jiān)測系統(tǒng)、巡檢養(yǎng)護管理系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，多方單位參建、系統(tǒng)架構各異、存儲資源分散，歷年管養(yǎng)信息碎片化，不同系統(tǒng)相互獨立，缺少與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)校驗的準則和標準，尚未形成統(tǒng)一的評價體系，難以進行有效評估和輔助決策。

3.2 數(shù)字化舉措

為了保證這些數(shù)據(jù)和信息在管養(yǎng)各階段的充分流動和利用，對多類數(shù)據(jù)源進行有效管理，對采集到的數(shù)據(jù)進行妥善存儲、處理和應用，構建某大橋數(shù)字化管養(yǎng)平臺，主要采取以下5項舉措：

3.2.1 統(tǒng)一編碼、接口、模型、界面四要素

建立橋梁構件、病害、檢查維修對策等編碼體系及映射規(guī)則，筑牢統(tǒng)一基礎。某大橋構件編碼的基本架構為：路線編號+工程位置（中心樁號、左右分幅信息）+工程分類+工程類型+結構組成+部件類型+部件實例+構件類型+構件實例。

制定標準接口規(guī)范，融合多源異構數(shù)據(jù)。規(guī)范信息模型交付標準，統(tǒng)一建設與養(yǎng)護信息模型，模塊化界面功能設計，便利多方使用。

3.2.2 多源異構數(shù)據(jù)一庫管理，互聯(lián)互通

按照定義好的數(shù)據(jù)接口和標準，將各類指標數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)按照標準編碼的業(yè)務元素進行存儲，實行一庫管理。數(shù)據(jù)標準化存儲模型，是運營期養(yǎng)護信息數(shù)據(jù)的核心結構，為保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構的長期穩(wěn)定性，將嘗試設計獨立于各現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構，依據(jù)公路養(yǎng)護業(yè)務現(xiàn)有和將來的業(yè)務流和單據(jù)流邏輯的標準數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)標準的基礎數(shù)據(jù)模型。

3.2.3 深化分析評估，輔助養(yǎng)護決策

從信息的角度出發(fā)，橋梁管理、養(yǎng)護工作可以看成一個從數(shù)據(jù)采集到應用的過程，信息融合的最終出口就是決策。

3.2.4 挖掘數(shù)據(jù)資源，優(yōu)化信息供給

深入挖掘海量數(shù)據(jù)，提取有效信息，為運營管理單位、檢測、施工、咨詢等不同單位用戶提供定制化的信息。從用戶權限、流程設計、報表定制和信息推送等方面，增強信息針對性與及時性，優(yōu)化信息供給。

3.2.5 強化保障體系，建立長效機制

數(shù)字化養(yǎng)護平臺的建設運行維護需要各方協(xié)同，制度保障是數(shù)字化平臺應用最重要的保障，確保業(yè)務全覆蓋和流程全覆蓋，提高文件流轉和人員溝通的效率;完善標準保障，信息系統(tǒng)的有效運轉依賴于對信息的標準化定義。

最終完成集智能移動終端、健康監(jiān)測、除濕、稱重、視頻監(jiān)控等多源異構數(shù)據(jù)融合于一體的橋梁數(shù)字化管養(yǎng)平臺開發(fā)，實現(xiàn)了某大橋管養(yǎng)任務、巡查檢查、養(yǎng)護維修、歷史狀況、結構監(jiān)測、除濕等數(shù)據(jù)的有效關聯(lián)及實時同步展示。

4 結語

（1）長大橋梁養(yǎng)護信息孤島問題，表現(xiàn)為單座橋梁養(yǎng)護各業(yè)務間信息孤島、不同橋梁間信息孤島、行業(yè)內信息孤島、行業(yè)間信息孤島等。目前多數(shù)省份長大橋梁的數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通尚未實現(xiàn)，導致資源重復投入，維護成本高昂，信息傳遞不及時，決策支持力度差。

（2）樹立數(shù)字化思維，構建一體化平臺架構，應用信息融合技術，以數(shù)據(jù)為核心驅動，繼而建立數(shù)字化養(yǎng)護平臺是長大橋梁養(yǎng)護信息孤島較為可行的解決對策。未來可進一步形成全國性大跨橋梁管養(yǎng)平臺，可最大限度地利用和發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，形成資源共享，為協(xié)同分析決策奠定基礎。

（3）進一步推廣如無人機巡檢等自動化信息采集方式，利用AI、云計算等技術打造強大的數(shù)據(jù)中臺，應用機器學習等技術深度挖掘數(shù)據(jù)，加快行業(yè)間協(xié)同，提升信息供給質量，將更為徹底解決信息孤島問題，進而實現(xiàn)智慧養(yǎng)護。

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