橋梁檢測新系統(tǒng)：操作便捷 功能強大

文/圖|中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司 楊松 中國公路工程咨詢集團有限公司 侯蕓

“健全完善公路橋梁基礎數據庫，完善、更新橋梁檔案，落實分級建設、全面完整、規(guī)范管理、動態(tài)更新工作要求。統(tǒng)一系統(tǒng)數據標準和接口標準，推進數字化、信息化、智能化，2025年底前實現(xiàn)跨江跨?？鐛{谷等特殊橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)全面覆蓋。依托監(jiān)測系統(tǒng)開展日常管理，健全完善長期運行機制，不斷拓展系統(tǒng)功能，持續(xù)建設覆蓋重要公路橋梁的技術先進、經濟適用、精準預警的監(jiān)測體系，進一步提升監(jiān)測系統(tǒng)的實效性、可靠性和耐久性。加快推動大數據、云計算、物聯(lián)網、人工智能、北斗導航等新技術與公路建管養(yǎng)深度融合，全面開展公路橋梁智能裝備、智能建造、智能檢測、智能診斷、智能預警、智能養(yǎng)護研究和推廣應用，發(fā)揮重大工程科技示范與帶動作用。”

——摘自交通運輸部2020年印發(fā)的《關于進一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見》

在我國公路橋梁建設取得輝煌成就的同時，公路橋梁的安全運營壓力也越來越大。2019年的國道312線無錫段高架橋垮塌事故，以及2021年的G50滬渝高速湖北鄂州匝道橋側翻事故，都為公路橋梁安全耐久水平監(jiān)測、檢測管理工作敲響了警鐘。

橋梁監(jiān)測、檢測的主要任務是評定橋梁狀況，檢測橋梁結構的安全性、適用性和耐久性。其中橋梁檢測按照內容可分為外觀檢查和無損檢查。外觀檢查是指檢測橋梁表觀的損壞，是橋梁檢測中最傳統(tǒng)也最直接的方法；無損檢查是指采用一定的儀器和技術手段，評測橋梁局部或整體的技術狀況及橋梁的材料，檢測橋梁內部的損傷。

近年來，公路橋梁的安全運營問題受到了越來越多的關注和重視，其中檢測數據的延續(xù)性和深度挖掘也越來越重要，提高定期檢測工作的效率和規(guī)范性成為了行業(yè)關注的焦點。

橋梁定期檢查是指定期采集橋梁的病害信息，并記錄整理成報告。一般工作流程為兩名外業(yè)檢測人員中一人負責現(xiàn)場識別標記和拍攝病害照片，另一人負責在紙上手工記錄病害的情況；之后，外業(yè)負責人或專職內業(yè)負責人整理外業(yè)工作采集到的數據和病害照片，分門別類錄入表格、文檔等統(tǒng)計文件；最后，根據整理的檢測數據打分，并編寫橋梁檢測報告。

傳統(tǒng)手段落后 檢測問題突出

目前在舊橋定期檢測方面，國內各地基本都能按規(guī)定頻率和要求開展基本的檢測評定工作，但既有的橋梁定期檢測系統(tǒng)和工作方式尚存在一些問題。

信息采集

橋梁檢測信息采集過程中的問題主要集中在人員不安全和標準不統(tǒng)一。人員安全的威脅主要來自于采集地點和交通事故。一方面，檢測信息的采集地點可能處于人力難以到達的位置，檢測人員經常需要借助登高車、檢測車，或搭設支架等輔助設備抵達檢測點附近，不僅費時費力、影響正常交通秩序，而且存在較大安全隱患。另一方面，由于被檢測橋梁多處于運營期，在采集有關數據信息時，橋梁基本處于交通不中斷的狀態(tài)，檢測效率每降低一分，發(fā)生交通事故的幾率就增加一分。

標準不統(tǒng)一的問題主要源于人的主觀性。橋梁檢測需要組織的專業(yè)人員眾多，即使經過統(tǒng)一的培訓，也容易出現(xiàn)不同檢測人員尺度不一，描述方式存在差異等問題。

信息處理

橋梁檢測數據處理的問題主要是手工記錄和紙質載體的特點造成的。傳統(tǒng)橋梁定期檢測采用的是“一人拍照并逐張報讀照片編號，另一人及時把聽取到的信息記錄在紙上”的方式，造成檢測的病害記錄與照片無法實時對應。

目前，仍有部分橋梁檢測信息采集和處理工作采取的是分離作業(yè)的方式。分離式作業(yè)導致了檢測數據時效性和準確性的降低，以及橋梁檢測質量和效率的降低，完全無法滿足橋梁定期檢測作業(yè)流程自動化和一體化的需求。

在后期的資料整合及編寫報告等工作中，手工記錄和紙質載體暴露出信息處理工作繁瑣、單調及重復率高等弊端。在二次處理過程中，尤其是涉及計算、統(tǒng)計等部分，信息的誤差會進一步累積，進而增加編寫檢測報告的難度。此外，根據紙上記錄查找病害照片也是一項耗時的工作，且極易出現(xiàn)信息錯誤甚至丟失的情況。

在分析對比往年檢測信息時，需要人工翻查往年報告。部分檢測工作發(fā)展成了年復一年的重復性工作，數據無法實現(xiàn)深度挖掘，造成了資源浪費。

信息載體

傳統(tǒng)的橋梁檢測信息采集通常借助紙和筆

橋梁檢測信息及其處理結果的主要載體是紙張。傳統(tǒng)的橋梁檢測需要大量的人工作業(yè)，采集到的數據也極為龐雜，且積累下的海量數據大部分是手工記錄在紙張上的。這就導致直觀的圖像無法與紙質記錄一一對應，且很難簡單快速地讀取病害發(fā)展趨勢。

在存檔方面，暴露的則是采集信息安全的問題。當一張紙上同時載有多名檢測人員采集的信息時就會顯得十分混亂，當檢測的橋梁數量特別多時，混亂的程度更是可想而知。期間，如果數據整理保存不及時，極易出現(xiàn)原始記錄丟失的問題。因此把橋梁檢測采集的數據記錄在紙張上，顯然不能很好地保證信息安全，也不符合當今工程時效化、規(guī)范化、高效化和便捷化發(fā)展的趨勢和要求。

智能檢測入場 兩種模式組合

橋梁檢測人員正在使用App

近年來，為提高橋梁檢測效率，規(guī)范橋梁檢測標準，陸續(xù)出現(xiàn)了一些基于Word、Excel、VBA等軟件開發(fā)的用于橋梁定期檢測的小程序，也出現(xiàn)了一些智能化的移動檢測產品，通過移動終端完成病害信息記錄與拍照，可在網頁端完成數據處理并自動生成報告，這不僅提高了病害采集的專業(yè)性與規(guī)范性，也提高了內業(yè)數據處理與報告生成的速度，但由于軟件開發(fā)人員和產品設計人員水平所限，系統(tǒng)界面不夠人性化，功能單一刻板，使用操作不夠便捷，系統(tǒng)功能不夠完善，導致不同檢測人員對軟件的使用感受不同，甚至部分產品體驗感差。因此亟需開發(fā)一套前端簡單明了、后端功能強大、前后數據可實現(xiàn)交互的系統(tǒng)。

中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司以《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/TH21-2011）為評定模型，從提高橋梁定期檢測評定效率和統(tǒng)一檢測標準為切入點，外業(yè)檢測使用的App為“極簡”模式，減少外業(yè)檢測的主觀性，內業(yè)處理系統(tǒng)后臺采用“復雜”模式，以內業(yè)整理及Web端功能齊全為指導理念，開發(fā)了由Web端和App組成的“橋梁定期采集系統(tǒng)”。

橋梁檢測人員正在錄入病害信息

App：信息采集便捷

移動端App采用的是混合開發(fā)技術，目的是為了后期易維護，方便更新，可以在不同的移動平臺之間共享代碼。目前，該App基于Android系統(tǒng)開發(fā)，擁有橋梁病害采集、本地保存和上傳橋梁采集信息等功能，在安卓系統(tǒng)手機上安裝后即可使用。

系統(tǒng)的設計主要包括登錄、任務管理、基礎表更新、橋梁基本信息、病害及構件采集、病害列表、往年數據查看7個菜單項。

App使用界面

其中“基礎表更新”為該App的特色部分。在橋梁檢測工作中，可能會遇到結構復雜的橋型或者病害較多、服役時間較長的橋梁，同時有關規(guī)范也存在更新的可能。如果基礎表不可更新，則意味著橋型和病害類型不可調整，也意味著后期在面臨有關檢測問題時，軟件需要不停地更新。因此該App設計了“基礎表更新”功能菜單，不需要軟件開發(fā)人員后臺更新系統(tǒng)，只需檢測人員每次在Web端添加有關類型信息，逐漸完善數據字典即可，該App能夠根據數據字典的最新數據同步更新橋梁的結構類型和病害類型。

同時，該App貫徹了“簡單”和“統(tǒng)一”的理念。橋梁檢測人員僅需了解橋梁基礎知識即可使用該App執(zhí)行檢測任務。數據采集錄入界面簡潔易懂，實現(xiàn)了橋梁病害照片的采集及病害記錄同步輸入，外業(yè)由“傳統(tǒng)的兩人工作模式”向“一人”工作轉變，減少了拍照和記錄間因無法實時對應造成的誤差；克服了傳統(tǒng)數據采集標準不統(tǒng)一、不規(guī)范的問題；支持離線使用和多設備同時檢測同一橋梁，實時記錄檢測人員和檢測時間，實現(xiàn)了檢測數據的可溯源性；滿足檢測數據實時上傳、離線上傳及備份的需求，解決了數據的安全性問題；關于同一座橋梁的二次檢測，可以查詢歷史數據和往年病害的照片，方便檢測人員直觀對比，判斷病害的發(fā)展趨勢。

Web：功能項目齊全

Web端數據管理系統(tǒng)主要針對橋梁檢測、橋梁資產管理及養(yǎng)護管理等工作，采用的是B/S架構。意味著用戶僅需在服務器端安裝橋梁管理系統(tǒng)軟件，即可通過網絡瀏覽器完成橋梁養(yǎng)護信息管理及檢測等一系列操作。其中Web端與橋梁檢測App對應的部分，只需關注橋梁定期檢測模塊即可，該模塊主要擁有橋梁基礎信息錄入、項目管理、內業(yè)整理及橋梁評定和報告生成的功能。

為滿足簡單快捷的需求，橋梁基礎信息錄入功能設置了既可以只錄入樁號和橋梁名稱及橋梁結構形式就可開展橋梁檢測工作的簡單錄入模式，又可以錄入橋梁設計、施工等全面的基礎信息用于橋梁養(yǎng)護；錄入資產管理及交通運輸部年報統(tǒng)計數據，滿足運營及管理單位的數據信息化需求。橋梁基礎信息錄入之后，即可開展檢測任務，且執(zhí)行新的檢測任務前無需重復錄入基礎信息。

項目管理功能主要解決的是橋梁數量多、檢測任務多的問題，可統(tǒng)一整理不同省份、時間等類別的項目。針對每個項目，都可設置基本信息的錄入與查詢功能及不同使用人員的查看權限，避免了數據冗余和信息泄露。

橋梁評定及內業(yè)報告整理功能目前采用的是《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/TH21-2011），后期如果規(guī)范有更新，用戶可自行設置評定規(guī)則，無需通過軟件開發(fā)人員更新軟件。針對現(xiàn)場病害采集數據的整理統(tǒng)計工作，可以實現(xiàn)分類并根據整理統(tǒng)計結果生成相應的報告和病害列表。橋梁檢測報告格式一般比較固定，該功能根據國內多個省份的使用習慣設置了多種報告模板，可以按照需求實現(xiàn)“一橋一報告”，也可以批量生成報告。報告格式及生成的文件類型可自行選擇，例如生成可修改的Word版或加密的PDF版。

多地推廣應用 效率大幅提升

目前，橋梁定期采集系統(tǒng)已經在吉林、甘肅、內蒙古、江蘇、湖北、陜西等多個省份的近兩千座橋梁中推廣應用。特別是在吉林的橋梁檢測項目中，嚴寒的天氣導致人工野外紙筆記錄幾乎無法完成現(xiàn)場檢測，利用橋梁定期采集系統(tǒng)不僅降低了檢測難度，還提升了檢測人員工作效率，在業(yè)主規(guī)定時間內提前完成了任務。

橋梁定期檢測系統(tǒng)的應用和測算數據顯示，該系統(tǒng)在極大減輕檢測人員工作強度、提高檢測數據的安全性情況下，明顯提升了檢測效率。

在外業(yè)檢測階段，一輛橋檢車采取傳統(tǒng)的紙筆記錄方式，4 個人檢測一跨橋梁要花費20分鐘左右時間。而橋梁定期檢測系統(tǒng)終端檢測，在同樣情況下檢測橋梁耗費的時間大約為10分鐘至15分鐘，節(jié)約了30%至50%的時間，對應的機械使用、道路封閉與人工費用也能節(jié)省30%至50%，同時保證了數據的規(guī)范統(tǒng)一。在報告整理階段，采用橋梁定期檢測系統(tǒng)生成報告或各種格式報表的時間，相較于人工整理時間節(jié)約了80%以上，而且準確度高，相應人工費用也節(jié)省了50%至80%。