信息化監(jiān)控技術(shù)在高速公路橋梁周期性養(yǎng)護(hù)中的有效應(yīng)用

李貝貝

平頂山市路泰公路養(yǎng)護(hù)有限責(zé)任公司 河南 平頂山 467099

引言

在多方面因素的影響下，高速公路橋梁在運(yùn)行階段會(huì)不可避免地出現(xiàn)病害問(wèn)題，倘若處理不及時(shí)，輕則對(duì)路橋工程的功能體現(xiàn)產(chǎn)生影響，重則威脅到民眾行車安全。所以需強(qiáng)化周期性養(yǎng)護(hù)工作，通過(guò)全面檢測(cè)、定期維修加固處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)病害問(wèn)題的有效規(guī)避。而傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)管理手段無(wú)法滿足實(shí)際需求，需借助信息化監(jiān)控技術(shù)來(lái)創(chuàng)新養(yǎng)護(hù)模式，依托于周期性養(yǎng)護(hù)來(lái)促進(jìn)高速公路橋梁的可靠、安全運(yùn)行。

1 高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)高速通行需求的不斷增高，公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理越發(fā)受到交通單位的重視，但在認(rèn)知偏差、技術(shù)限制等因素的影響下，當(dāng)前公路橋梁養(yǎng)護(hù)存在以下問(wèn)題：①數(shù)據(jù)過(guò)于分散。通常情況下，公路橋梁自建設(shè)至運(yùn)營(yíng)階段會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息，而因部分單位未重視對(duì)信息化技術(shù)的持續(xù)引進(jìn)，導(dǎo)致當(dāng)前公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理期間相關(guān)數(shù)據(jù)資料呈現(xiàn)出分散化、零碎化情況，難以做到在養(yǎng)護(hù)作業(yè)期間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的及時(shí)檢索查詢，甚至因數(shù)據(jù)信息不全、不準(zhǔn)影響到養(yǎng)護(hù)質(zhì)量[1]。②養(yǎng)護(hù)流程不合理。養(yǎng)護(hù)流程控制與公路橋梁能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行之間存在密切關(guān)聯(lián)。而現(xiàn)階段高速路橋養(yǎng)護(hù)工作的實(shí)際開(kāi)展，其中病害信息采集、上傳、分析，以及驗(yàn)收管理、病害治理等流程存在“各自為戰(zhàn)”的問(wèn)題，在具體養(yǎng)護(hù)過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)程序“后補(bǔ)”情況，因各流程環(huán)節(jié)未保持密切連接狀態(tài)，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)作業(yè)開(kāi)展受到較大限制[2]。

2 高速公路橋梁周期性養(yǎng)護(hù)中信息化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用

工程概況：渝黔高速作為連接廣東、貴州的主要通道之一，分別于2001年、2005年完成對(duì)一期、二期的建設(shè)，本文以K1015+105、K1105+855作為起點(diǎn)與終點(diǎn)，總長(zhǎng)度約為90km，該路段內(nèi)分布涵洞197座、主線橋梁79座、隧道7座、上垮橋75座、路塹邊坡336處。本文以該項(xiàng)目為例，闡明信息化監(jiān)控技術(shù)在周期性養(yǎng)護(hù)中的具體實(shí)施。

2.1 管理系統(tǒng)構(gòu)建

基于周期性的公路橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行階段進(jìn)行智能化、全面化、實(shí)時(shí)化監(jiān)控監(jiān)管，對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，進(jìn)而為周期性養(yǎng)護(hù)作業(yè)計(jì)劃的科學(xué)編制提供參考。為保證其健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建符合實(shí)際養(yǎng)護(hù)要求，需在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)做到對(duì)以下模塊的有效設(shè)置：

2.1.1 病害庫(kù)。即依據(jù)養(yǎng)護(hù)需求在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置病害數(shù)據(jù)庫(kù)，受到運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、天氣變化、行車荷載等方面的影響，使得高速公路橋梁在使用期間不可避免的出現(xiàn)病害問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)對(duì)病害數(shù)據(jù)的全面存儲(chǔ)與有效利用，需在構(gòu)建健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行病害數(shù)據(jù)庫(kù)的增設(shè)，并以病害庫(kù)為載體對(duì)信息化監(jiān)控期間獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)[3]。同時(shí)，其他功能庫(kù)的使用與運(yùn)營(yíng)，均需以病害庫(kù)中相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取為前提。

2.1.2 項(xiàng)目庫(kù)。通常情況下，需以病害庫(kù)數(shù)據(jù)篩選、標(biāo)記為前提來(lái)為項(xiàng)目庫(kù)提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，項(xiàng)目庫(kù)還可發(fā)揮數(shù)據(jù)緩沖的作用，以維修計(jì)劃制定為例，管理人員可直接對(duì)項(xiàng)目庫(kù)中篩選數(shù)據(jù)的獲取，避免因人員在病害庫(kù)中頻繁檢索影響到公路橋梁的養(yǎng)護(hù)效率。同時(shí)，還可利用項(xiàng)目庫(kù)對(duì)計(jì)劃庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備選處理。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目庫(kù)模塊的有效設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)在周期性維護(hù)過(guò)程中依據(jù)“輕重緩急”原則進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)篩分組合，運(yùn)行期間按相關(guān)指令對(duì)病害庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性拆分，經(jīng)模糊查詢與多維組合處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)有效提取與組合，以實(shí)現(xiàn)借助項(xiàng)目庫(kù)對(duì)公路橋梁病害問(wèn)題進(jìn)行全局直觀化展示，幫助相關(guān)人員全面掌握橋梁病害程度與位置，做到在信息化監(jiān)控期間依托于項(xiàng)目庫(kù)對(duì)病害數(shù)據(jù)進(jìn)行快速提取，為周期性養(yǎng)護(hù)作業(yè)的高效化開(kāi)展提供助力[4]。

2.1.3 計(jì)劃庫(kù)。需依據(jù)周期性養(yǎng)護(hù)需求的分析，結(jié)合對(duì)計(jì)劃庫(kù)的設(shè)置來(lái)促進(jìn)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。依托于對(duì)計(jì)劃庫(kù)的增設(shè)，可基于相關(guān)數(shù)據(jù)獲取來(lái)制定年度報(bào)批計(jì)劃，并以病害嚴(yán)重性、緊迫度為基準(zhǔn)進(jìn)行病害評(píng)估，綜合分析后確定最緊急的病害數(shù)據(jù)，參照其分析結(jié)果來(lái)確定年度維修計(jì)劃。同時(shí)，其他數(shù)據(jù)會(huì)在項(xiàng)目庫(kù)中保持持續(xù)滾動(dòng)的狀態(tài)，而管理人員需重視對(duì)病害數(shù)據(jù)變化的密切關(guān)注，進(jìn)而為備選年度計(jì)劃的科學(xué)編制提供參考?；趯?duì)年度計(jì)劃的編制與提交，決策庫(kù)可依據(jù)年度計(jì)劃內(nèi)容進(jìn)行維修方案的自動(dòng)生成[5]。

2.1.4 決策庫(kù)。對(duì)于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中決策庫(kù)的設(shè)置，其作用主要是對(duì)病害案例的成因進(jìn)行分析，并自動(dòng)生成維修方案。以相關(guān)規(guī)定為參照進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分類，基于對(duì)內(nèi)存匹配信息的確定，通過(guò)對(duì)應(yīng)錄入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)維修方法的生成，同時(shí)在充分考慮價(jià)格、病害程度、范圍、大小等方面的前提下，自動(dòng)生成契合實(shí)際維護(hù)情況的維修概算。

2.1.5 管理工具。要想最大化發(fā)揮出公路橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能與作用，需結(jié)合以下幾點(diǎn)來(lái)完善對(duì)管理工具的設(shè)置：①篩選。即對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中海量數(shù)據(jù)信息采取多樣化形式進(jìn)行定位確定，接著按固定流程進(jìn)行病害信息的排序、查詢、拆分，標(biāo)記提取后自動(dòng)進(jìn)行病害數(shù)據(jù)信息的規(guī)范化整合與存儲(chǔ)。以篩選條件的逐步確定為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)篩選，最終實(shí)現(xiàn)將所需的數(shù)據(jù)信息縮小至一定范圍內(nèi)，確保其篩選數(shù)據(jù)符合病害情況特點(diǎn)[6]。結(jié)合對(duì)篩選工具的有效應(yīng)用，可幫助管理人員做到對(duì)病害數(shù)據(jù)的高效化、精準(zhǔn)化提取利用，實(shí)現(xiàn)立足全局視角進(jìn)行病害范圍、發(fā)展的有效把控。②統(tǒng)計(jì)。主要是以計(jì)劃庫(kù)、病害庫(kù)、項(xiàng)目庫(kù)相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化處理為前提，利用統(tǒng)計(jì)工具對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整理。在實(shí)際公路橋梁周期性養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，相關(guān)人員可利用統(tǒng)計(jì)工具對(duì)功能庫(kù)中庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類與整合，以此為依據(jù)進(jìn)行病害程度鑒定，并為維修狀況確定、病害動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)等方面的研究提供數(shù)據(jù)支撐，并以統(tǒng)計(jì)圖的形式為周期性維護(hù)的開(kāi)展提供參考。③標(biāo)記。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行期間可借助該工具對(duì)檢索結(jié)論進(jìn)行有效存儲(chǔ)，在病害庫(kù)數(shù)據(jù)瀏覽過(guò)程中，相關(guān)人員可采取不同標(biāo)簽對(duì)檢索后的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，可實(shí)現(xiàn)對(duì)備選數(shù)據(jù)優(yōu)先等級(jí)的確定，不僅有助于促進(jìn)項(xiàng)目庫(kù)、計(jì)劃庫(kù)的功能發(fā)揮，亦可為公路橋梁周期性養(yǎng)護(hù)的高效率開(kāi)展提供技術(shù)支撐[7]。

2.2 系統(tǒng)主要功能

結(jié)合對(duì)路橋周期性養(yǎng)護(hù)要求的分析，將系統(tǒng)功能設(shè)置為：

2.2.1 橋梁基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。即監(jiān)測(cè)系統(tǒng)涉及對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)，其錄入信息囊括橋梁名稱、中心樁號(hào)、跨徑組合、橋梁類型、上部結(jié)構(gòu)、橋梁代碼、下部結(jié)構(gòu)、橋梁正立面、所屬路線、建設(shè)年代、橋梁卡片、養(yǎng)護(hù)維修歷史等[8]。依托于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁相關(guān)信息進(jìn)行批量化的導(dǎo)入、導(dǎo)出處理，進(jìn)而為周期性養(yǎng)護(hù)工作的有效開(kāi)展提供支撐。需注意，要想最大化發(fā)揮出數(shù)據(jù)庫(kù)的作用與價(jià)值，需要提高對(duì)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題解決的重視度。即以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化指令為參照，對(duì)橋梁及其構(gòu)件進(jìn)行編碼處理，并以字典化為基準(zhǔn)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的有效配置。在基礎(chǔ)信息錄入，可按照橋梁結(jié)構(gòu)、部位、子部件、構(gòu)件的層級(jí)順序進(jìn)行。

2.2.2 巡查檢查。即對(duì)公路橋梁養(yǎng)護(hù)增設(shè)巡查檢查功能，在日常養(yǎng)護(hù)作業(yè)期間對(duì)橋梁變化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并為經(jīng)常性、日常檢查作業(yè)的開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支撐。傳統(tǒng)手寫(xiě)紙記方法的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)法滿足橋梁周期性養(yǎng)護(hù)作業(yè)的開(kāi)展需求，對(duì)此可結(jié)合健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行需求的分析，進(jìn)行移動(dòng)App程序的開(kāi)發(fā)。在日常巡檢、檢查過(guò)程中，可以標(biāo)準(zhǔn)字典管理為基準(zhǔn)，要求維護(hù)人員借助App移動(dòng)端來(lái)優(yōu)化其作業(yè)開(kāi)展，確保橋梁數(shù)據(jù)信息的采集符合格式規(guī)范要求，促進(jìn)巡檢巡查作業(yè)的一致性、規(guī)范性開(kāi)展。同時(shí)，可通過(guò)對(duì)巡查檢查功能的合理設(shè)置，進(jìn)一步提升橋梁養(yǎng)護(hù)作業(yè)的規(guī)范化開(kāi)展，并按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集[9]。另外，倘若在養(yǎng)護(hù)期間發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)病害問(wèn)題，人員可借助App移動(dòng)端程序?qū)蛄寒惓Ｇ闆r及時(shí)上報(bào)，并利用健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)橋梁維護(hù)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤維護(hù)，進(jìn)而加強(qiáng)周期性養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制。此外，為進(jìn)一步強(qiáng)化檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，可在巡檢巡查過(guò)程中選擇點(diǎn)選作業(yè)模式，要求維護(hù)人員利用軟件對(duì)橋梁病害的圖片、文字、視頻等進(jìn)行采集，并支持相關(guān)人員以Web端為載體對(duì)巡檢軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，通過(guò)加強(qiáng)人員監(jiān)督管理來(lái)達(dá)到提升養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的目的。

2.2.3 養(yǎng)護(hù)工程管理。監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中養(yǎng)護(hù)工程管理功能的設(shè)置，可結(jié)合周期性養(yǎng)護(hù)需求的分析，設(shè)置養(yǎng)護(hù)工程招標(biāo)、進(jìn)度管理、計(jì)劃制定、合約管理、計(jì)量支付、質(zhì)量管理、工程驗(yàn)收等模塊，在實(shí)際養(yǎng)護(hù)作業(yè)期間，管理人員可提前進(jìn)行相關(guān)條件的設(shè)定，利用系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)護(hù)維修進(jìn)行任務(wù)自動(dòng)派發(fā)與跟蹤，以期借助上述功能來(lái)提升橋梁病害處理水平，并促進(jìn)各養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的密切銜接，為橋梁養(yǎng)護(hù)中檢測(cè)、檢查到?jīng)Q策、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)閉合環(huán)境，

2.2.4 可視化展示。主要是借助GIS、BIM技術(shù)做到對(duì)高速公路橋梁的三維建模，依托于GIS技術(shù)應(yīng)用，可幫助管理人員進(jìn)行橋梁屬性、空間數(shù)據(jù)的查詢，以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁位置的精準(zhǔn)定位。同時(shí)，其養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、技術(shù)情況可利用GIS地圖進(jìn)行全局體現(xiàn)，具體包括病害分類標(biāo)記、結(jié)構(gòu)信息展示、病害查詢展示、實(shí)時(shí)交互等。在實(shí)際周期性養(yǎng)護(hù)管理期間，管理人員可通過(guò)對(duì)GIS的關(guān)聯(lián)應(yīng)用，對(duì)結(jié)構(gòu)信息、技術(shù)情況、養(yǎng)護(hù)單位、巡檢結(jié)果、人員分布、統(tǒng)計(jì)展示、應(yīng)急預(yù)警等方面信息的客觀展示。而基于數(shù)據(jù)庫(kù)與BIM技術(shù)的結(jié)合，可通過(guò)三維模型建構(gòu)來(lái)促進(jìn)橋梁信息的直觀化、立體化展示，以幫助養(yǎng)護(hù)人員對(duì)橋梁病害情況、位置等的直觀了解，無(wú)須借助大量報(bào)表、報(bào)告，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)周期性養(yǎng)護(hù)相關(guān)信息的全面展示[10]?；谌S平臺(tái)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的縮放、漫游、旋轉(zhuǎn)等操作控制，且人員可通過(guò)構(gòu)件點(diǎn)擊來(lái)獲取相關(guān)參數(shù)信息，具體包括病害問(wèn)題、維護(hù)數(shù)據(jù)等。通常情況下，高速公路橋梁隱蔽區(qū)域同樣存在病害出現(xiàn)的可能，對(duì)此可依托于三維模型的建構(gòu)，以更為直觀的方式來(lái)客觀、全面反映出橋梁病害問(wèn)題，同時(shí)利用不同顏色進(jìn)行標(biāo)記，可幫助管理人員快速對(duì)橋梁病害問(wèn)題進(jìn)行分類，進(jìn)而為周期性養(yǎng)護(hù)工作的高水平開(kāi)展提供支撐。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，周期性養(yǎng)護(hù)工作水平與高速公路橋梁能否安全、可靠運(yùn)行之間存在密切關(guān)聯(lián)。鑒于此，為促進(jìn)周期性養(yǎng)護(hù)工作的高質(zhì)量開(kāi)展，需在明確掌握橋梁養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)的前提下，借助信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建健康監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，以期做到對(duì)周期性養(yǎng)護(hù)工作的全面覆蓋，在促進(jìn)橋梁病害動(dòng)態(tài)化、信息化監(jiān)管的同時(shí)，為橋梁養(yǎng)護(hù)工作有效開(kāi)展提供技術(shù)支撐。