公路橋梁建養(yǎng)一體化信息管理研究

張樹(shù)國(guó)

廣東路路通有限公司，廣東 廣州 510100

公路橋梁是整個(gè)社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的重要組成，其建設(shè)性能對(duì)整個(gè)交通系統(tǒng)有重要影響，也在無(wú)形中影響著經(jīng)濟(jì)效益。公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，設(shè)計(jì)施工難度也逐漸增加，投入耗資巨大，做好后期養(yǎng)護(hù)工作對(duì)于延長(zhǎng)公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目的使用壽命至關(guān)重要。但是目前，我國(guó)公路橋梁信息管理手段還比較落后，橋梁信息建設(shè)沒(méi)有與養(yǎng)護(hù)形成很好的協(xié)調(diào)，需要相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目引進(jìn)全新的管理手段，實(shí)現(xiàn)特色化管理與有效化建設(shè)。

1 公路橋梁建養(yǎng)存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)的公路橋梁養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目問(wèn)題比較嚴(yán)峻，一方面，早期部分公路橋梁項(xiàng)目由于一些歷史原因或者檔案資料丟失，很難找到最初的施工資料，未及時(shí)對(duì)公路橋梁項(xiàng)目開(kāi)展維修工作，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)最好的修復(fù)時(shí)期，最終留下安全隱患。另一方面，項(xiàng)目技術(shù)資料的管理也存在一定問(wèn)題，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的流程，信息溝通不通暢，而傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄方式，資料極易丟失，不利于信息化管理[1]。橋梁信息養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)較為復(fù)雜且信息量龐大，在運(yùn)行過(guò)程中，需要大量前期數(shù)據(jù)支撐，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。此外，技術(shù)人員也比較缺乏，整體急需解決的問(wèn)題較多。

2 公路橋梁建養(yǎng)一體化

建養(yǎng)一體化指的是將建設(shè)和養(yǎng)護(hù)全壽命周期的結(jié)合在一起，重建設(shè)更重養(yǎng)護(hù)。公路橋梁全壽命周期指的是從項(xiàng)目誕生之初，一直到項(xiàng)目落地施工，直至最終結(jié)束運(yùn)營(yíng)的整個(gè)過(guò)程，即從決策階段到立項(xiàng)、設(shè)計(jì)階段，再到施工階段及項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段。工程中每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該得到重視，每一個(gè)環(huán)節(jié)也應(yīng)該有養(yǎng)護(hù)周期[2]。公路橋梁建養(yǎng)一體化在維護(hù)整個(gè)項(xiàng)目全壽命周期的同時(shí)，也能夠結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)的區(qū)域、人文環(huán)境、地理因素等對(duì)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)提供信息支撐，有效管理項(xiàng)目?jī)?nèi)容庫(kù)信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目在平臺(tái)的信息共享，打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)線團(tuán)隊(duì)的關(guān)聯(lián)，解決項(xiàng)目籌備中各單位信息不通暢的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全周期一站式跟蹤。公路橋梁建養(yǎng)一體化信息管理主要從項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)信息管理的一體化建設(shè)，以及建設(shè)單位信息云同步的一體化方向兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

（1）信息管理一體化。在公路橋梁項(xiàng)目的建設(shè)周期內(nèi)，傳統(tǒng)的關(guān)于信息管理維護(hù)通常是在整個(gè)項(xiàng)目結(jié)束之后才開(kāi)始，因此所記錄的養(yǎng)護(hù)信息也是從正式運(yùn)營(yíng)階段開(kāi)始[3]。公路橋梁信息管理過(guò)程如圖1所示，在整體項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，管理人員應(yīng)該從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始進(jìn)行信息建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全周期養(yǎng)護(hù)、科學(xué)化管理，將橋梁信息的實(shí)用價(jià)值最大化。項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)信息一體化管理是整合整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)期與建成投入運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)，將其用于一體化管理，把設(shè)計(jì)、施工與最終的運(yùn)營(yíng)連為一個(gè)整體，并對(duì)各階段的信息管理進(jìn)行優(yōu)化，每個(gè)階段盡量減少信息流失，使整個(gè)項(xiàng)目組合實(shí)現(xiàn)有效合作，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)橋梁信息一體化集成。

圖1 公路橋梁信息管理過(guò)程

（2）建設(shè)單位信息云同步。從整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程來(lái)看，涉及各方主體，其中包括業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工方等，涉及面廣，參與主體多，因此需同步大量的信息。由于各個(gè)項(xiàng)目線所處的位置不同，管理范圍不同，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中用于交接的信息量也較為龐大。從某種意義上而言，公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)就是一個(gè)信息創(chuàng)建與資料管理、信息同步的過(guò)程。在整個(gè)項(xiàng)目的信息管理過(guò)程中做好信息的有效梳理，實(shí)現(xiàn)信息在整個(gè)全壽命周期的應(yīng)用十分重要。公路橋梁項(xiàng)目參與主主體的信息管理過(guò)程如圖2所示，由圖2可知，除了業(yè)主，其他主體參與方都是從中間環(huán)節(jié)參與到項(xiàng)目中來(lái)，逐漸熟悉項(xiàng)目、掌握項(xiàng)目的信息，并且隨著項(xiàng)目進(jìn)度的變化，根據(jù)需要對(duì)自身所掌握的信息進(jìn)行補(bǔ)充，但因各參與方所處階段、角度和需求的不同，導(dǎo)致項(xiàng)目所收集的信息的完整性、系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性難以得到保證?；谡w的建養(yǎng)信息一體化，可以打通整個(gè)信息管理界面，確保在項(xiàng)目實(shí)施的不同階段，各不同主體之間實(shí)現(xiàn)合作，完成信息的同步。此外，可以促使各主體實(shí)現(xiàn)更有深度的合作，在完成本身項(xiàng)目部分工作的情況下，同時(shí)配合運(yùn)營(yíng)端一起監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)各單位信息的跨階段云同步。

圖2 公路橋梁項(xiàng)目參與主主體的信息管理過(guò)程

3 公路橋梁建養(yǎng)一體化的信息需求

公路橋梁項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)建養(yǎng)一體化的首要任務(wù)就是進(jìn)行需求分析。公路橋梁建設(shè)養(yǎng)護(hù)的實(shí)際需求就是要求項(xiàng)目各參與方之間共享項(xiàng)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)相互之間的協(xié)同合作。

（1）運(yùn)營(yíng)人員的信息需求。按照目前的市場(chǎng)邏輯來(lái)看，一般養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)會(huì)對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)工作負(fù)責(zé)，但是項(xiàng)目工作會(huì)交由第三方公司承包或?qū)I(yè)的養(yǎng)護(hù)公司進(jìn)行管理，解決運(yùn)營(yíng)人員的信息需求很有必要。首先，收費(fèi)管理部門(mén)要提供更專(zhuān)業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式，采取科學(xué)的收費(fèi)站點(diǎn)設(shè)置、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和收費(fèi)方式等，實(shí)現(xiàn)橋梁的健康運(yùn)營(yíng)。路政部門(mén)也需要對(duì)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便查詢(xún)路政信息，實(shí)現(xiàn)即時(shí)的限流、路況更新、異常天氣預(yù)警等。項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)方可通過(guò)利用先進(jìn)的建養(yǎng)管理技術(shù)，結(jié)合科學(xué)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)公路橋梁的使用壽命和健康程度進(jìn)行評(píng)估。

（2）業(yè)主的信息需求。業(yè)主在整個(gè)項(xiàng)目中，起著統(tǒng)領(lǐng)全局的作用，作為總的項(xiàng)目管理中心，需要更全面地了解項(xiàng)目，獲得更多項(xiàng)目信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的資源共享，發(fā)揮好統(tǒng)籌全局的重要作用。業(yè)主作為總的項(xiàng)目責(zé)任人，需要平衡好各方之間的關(guān)系，在項(xiàng)目管理過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目的控制時(shí)間長(zhǎng)，覆蓋面廣，信息量也更大，需要有足夠的信息來(lái)源。

（3）設(shè)計(jì)的信息需求。設(shè)計(jì)從業(yè)者需要呈現(xiàn)最終的圖紙，是整個(gè)項(xiàng)目的重要組成部分。設(shè)計(jì)主體需要對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的承接功能、整體性能等指標(biāo)負(fù)責(zé)，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)。項(xiàng)目前期，對(duì)項(xiàng)目的可行性進(jìn)行分析，掌握設(shè)計(jì)資料，及時(shí)了解工程所在地環(huán)境資源與社會(huì)資源，結(jié)合項(xiàng)目情況規(guī)劃圖紙。從項(xiàng)目建設(shè)的最初階段，就要考慮全壽命周期的結(jié)構(gòu)，檢測(cè)系統(tǒng)方案，確保工程各個(gè)環(huán)節(jié)能夠有效銜接，確保項(xiàng)目順利施工，故滿足設(shè)計(jì)工作者的信息需求同樣十分重要。

（4）施工方的整體信息需求。施工人員是整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)人員，施工過(guò)程中所需要的項(xiàng)目圖紙和說(shuō)明書(shū)，以及整體的施工資料等都是需要其他參與方提供的基礎(chǔ)資料。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，施工方須對(duì)材料、機(jī)器及人員安排做好信息統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)高效化運(yùn)營(yíng)。近些年，工程質(zhì)量問(wèn)題備受關(guān)注，在施工期間做好橋梁信息維護(hù)，結(jié)合施工信息的有效管理，可提升項(xiàng)目施工的質(zhì)量，也便于對(duì)后期質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)，同步維修記錄，實(shí)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的突破。

4 基于BIM技術(shù)的公路橋梁建養(yǎng)一體化信息管理

4.1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)指的是利用現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算機(jī)的數(shù)字化特點(diǎn)，建立整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)中的信息化模塊，在項(xiàng)目初期進(jìn)行信息采集，對(duì)項(xiàng)目總體質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。在項(xiàng)目建設(shè)中使用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體的統(tǒng)一化信息建設(shè)，結(jié)合實(shí)際情況，提高整體的工程建設(shè)效率，在各環(huán)節(jié)中進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約人力成本及資金、材料等。

4.2 BIM技術(shù)在橋梁建養(yǎng)一體化信息管理的具體應(yīng)用

（1）優(yōu)化施工圖紙。公路橋梁在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度和安全性的要求較高。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)整體橋梁公路結(jié)構(gòu)的模型、形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此外在細(xì)節(jié)方面，更需要對(duì)主要承重能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁長(zhǎng)度、寬度、高度、連接部分、截面構(gòu)造等都有較高的要求。利用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)更改，顯著提高設(shè)計(jì)效率，減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙信息而造成的損失。

（2）優(yōu)化施工方案。由于在施工的過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)與施工設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在差異，配筋也不同，借助BIM平臺(tái)的三維優(yōu)勢(shì)，可模擬施工過(guò)程，擬定多套施工方案，通過(guò)對(duì)比不同施工方式下工程項(xiàng)目的不同狀態(tài)，選擇最優(yōu)施工方案，提高整體施工效率。

（3）優(yōu)化管理流程。利用BIM技術(shù)可為整個(gè)項(xiàng)目提供全周期管理流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云共享，確定最優(yōu)的人員配比，合理分配材料設(shè)備，從而加快項(xiàng)目施工進(jìn)度，還有利于開(kāi)展后期維護(hù)工作，真正實(shí)現(xiàn)全周期管理。

4.3 橋梁建養(yǎng)一體化信息管理的流程

在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，需對(duì)產(chǎn)生的大量信息進(jìn)行處理，形成數(shù)據(jù)信息流。公路橋梁建養(yǎng)一體化需要利用IDEFO方法建立一體化模型，梳理建設(shè)項(xiàng)目管理流程，同步整個(gè)信息流。

（1）采用IDEFO方法建立一體化模型。整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)是一個(gè)整體，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是不可分割的，需要進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。運(yùn)用建模的方法直觀地分析整個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的信息管理。利用IDEFO方法可以清楚直觀地反映這一過(guò)程，利用IDEFO方法建立的一體化模型主要包含信息輸入、策劃過(guò)程、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行機(jī)制五個(gè)方面的內(nèi)容。信息輸入過(guò)程是前期收集項(xiàng)目的整體情況、各方數(shù)據(jù)等，前期建設(shè)建養(yǎng)信息的管理主要是將收集到的信息轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目的參與、合同等，處理整個(gè)項(xiàng)目狀況，優(yōu)化整體過(guò)程。項(xiàng)目策劃主要是明確各組織方的需求，把初期想法轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)人員的要求，構(gòu)建出整體的建設(shè)雛形?；诓邉澪募男枨?，建設(shè)同步信息平臺(tái)，基于BIM模型進(jìn)行設(shè)計(jì)信息管理，以滿足業(yè)主方需求，實(shí)現(xiàn)初步的模型測(cè)試和模擬，進(jìn)行文檔輸出?；谀Ｐ图夹g(shù)、項(xiàng)目合同等條件，施工主要是將模型和設(shè)計(jì)需求轉(zhuǎn)化為實(shí)體工程，對(duì)施工成本、人員、機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化?？⒐ぶ?，將所有工程的建設(shè)數(shù)據(jù)、相關(guān)文檔等都移交到運(yùn)營(yíng)方。通過(guò)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的整合，建立可行性較強(qiáng)的檢測(cè)系統(tǒng)，為整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程提供支持。

（2）梳理建養(yǎng)一體化的整體流程。整個(gè)流程可以分為建設(shè)和養(yǎng)護(hù)兩個(gè)部分。從項(xiàng)目建養(yǎng)一體化的建設(shè)部分來(lái)看，建設(shè)項(xiàng)目初期就應(yīng)該明確建設(shè)條件和環(huán)境，收集相關(guān)資料，形成調(diào)查報(bào)告，盡可能明確建成橋梁的安全性，對(duì)涉及的技術(shù)部分進(jìn)行集體的科研攻關(guān)，利用BIM平臺(tái)搭建整體模型，不斷調(diào)整優(yōu)化整個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)容，明確項(xiàng)目業(yè)務(wù)管理，聯(lián)動(dòng)各組織方共同參與整體的人員、資源管理。從項(xiàng)目建養(yǎng)一體化的養(yǎng)護(hù)部分來(lái)看，整體模型覆蓋整個(gè)項(xiàng)目的基本資料，在橋梁檢測(cè)的結(jié)構(gòu)評(píng)估中，可以根據(jù)提供的數(shù)據(jù)信息制訂養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步更新。

（3）同步建養(yǎng)一體化的信息流。從橋梁建設(shè)項(xiàng)目的全周期來(lái)看，每個(gè)建設(shè)階段都會(huì)產(chǎn)生大量的信息，且各個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，同步建養(yǎng)一體化的信息流十分必要。管理人員可利用BIM技術(shù)對(duì)橋梁基本信息進(jìn)行分析，在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段開(kāi)展檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)橋梁全周期信息同步，形成一體化的信息管理流程，及時(shí)更新信息庫(kù)，充分利用各鏈路信息，充分發(fā)揮信息流的作用。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)梳理公路橋梁的現(xiàn)狀，明確建養(yǎng)一體化的方向和目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)信息管理一體化和建設(shè)單位信息云同步。

（2）以各組織方需求為導(dǎo)向，從需求點(diǎn)出發(fā)，明確參與主體，對(duì)各需求方的參與過(guò)程進(jìn)行梳理，為信息共享搭建平臺(tái)。

（3）利用BIM技術(shù)搭建全周期建設(shè)模型，從項(xiàng)目前期就進(jìn)行信息管理過(guò)程分析，落實(shí)信息收集、存儲(chǔ)等各個(gè)階段的工作，實(shí)現(xiàn)建養(yǎng)一體化信息管理。