公路橋(qiao)梁數字化養(yang)護的水到渠(qú)成——構建多層(ceng)級數據🏃平台(tai)
發布時間:
2025-12-14
橋(qiao)梁養護作爲(wèi)“智慧交通”中(zhong)的一環,如何(he)提高與改☔進(jin)其數字化、信(xìn)息化水平,是(shì)所有從業人(ren)員面臨的🌍一(yī)項突出問題(tí)。

随着物聯網(wǎng)、5G通信、BIM、大數據(jù)、人工智能和(he)雲計算等新(xīn)一🌍代信息技(ji)術的突破與(yu)發展,“智慧交(jiāo)通”應運而生(shēng),并成✂️爲交㊙️通(tōng)強⛷️國戰略的(de)重要組成部(bu)分。橋梁養護(hu)作爲“智慧交(jiāo)通”中的一環(huán),如何提高與(yǔ)💃🏻改進其數字(zì)化、信息化水(shuǐ)平,是所🔴有從(cóng)業人員面臨(lin)的一項突出(chū)問題。
問題與(yu)不足
我國公(gōng)路交通事業(ye)在近30年時間(jian)發展迅速,公(gōng)路裏程、橋梁(liang)數量等增速(su)明顯,橋梁規(guī)範化、标準化(hua)養護面臨挑(tiao)戰🏃♀️,存在諸多(duō)的問題和不(bú)足。主要體現(xian)在下述幾個(gè)方面:
1. 截至目(mù)前,公路橋梁(liáng)總數約88萬座(zuò),數量非常龐(páng)大。同時,随着(zhe)工業化水平(ping)的提高和人(ren)民生活水平(ping)的改善,整體(tǐ)交通量水平(ping)呈逐年遞增(zēng)趨勢,且增速(su)較快,部分路(lu)🔴段的重車比(bǐ)例始終處于(yu)較高水平,導(dǎo)緻橋梁超負(fu)荷服役現象(xiang)較爲普遍。此(ci)外,對于國道(dao)、省道⭐等幹線(xian)公路及縣鄉(xiang)公路橋梁,由(you)于建設年代(dai)較早,整體服(fu)役年限較長(zhang),材料劣化、結(jié)構開裂等病(bing)害多發,整體(tǐ)技術狀況水(shui)平較差。随着(zhe)既有橋梁服(fú)役年限的增(zēng)加和交通量(liang)的逐漸上升(sheng),橋梁養⛱️護工(gōng)作量🤟大和任(rèn)務🔞繁重的情(qíng)況将長期存(cún)在。
2. 自本世紀(jì)初以來,橋梁(liáng)養護工作逐(zhu)漸得到各級(jí)管理部門及(ji)相關從業人(ren)員的重視,在(zai)制度建設、技(ji)術力量和資(zi)金投🍓入等方(fang)面均有長足(zú)進步,檔案信(xin)息化管理方(fāng)面也取得了(le)明顯成🔴效,但(dan)仍面臨部分(fèn)老、舊橋梁基(ji)礎資料缺☎️失(shi)或信息不詳(xiáng),橋梁♊建成後(hòu)其初始指紋(wen)數據不足或(huò)缺失等問題(ti)。此外,目前所(suo)用的檔案信(xin)息化管理手(shou)段仍以信息(xi)卡片爲主,即(jí)使以電子化(hua)檔案存儲的(de)信息,其重點(diǎn)仍在于對日(rì)常養護數據(jù)的電子化管(guan)理,其中靜态(tai)數據占很大(dà)比例,曆年積(ji)累的大量養(yang)🏃🏻♂️護數據沉澱(dian)在數據庫中(zhōng),其🔞利用效率(lü)與可利用度(dù)相🈚對較低。
3. 随(sui)着養護業務(wu)信息化的發(fā)展,大多管理(li)單位已配備(bei)了各類養護(hu)系統、軟件,如(ru)養護管理系(xì)統、健康監📐測(cè)系統、檢測軟(ruan)件等✂️,各系統(tong)、軟件間的養(yǎng)護數據由于(yu)缺乏統一的(de)數據标準,它(ta)們的融合及(jí)交互存在技(ji)術壁壘,嚴重(zhòng)影響數據使(shi)用👅率。
4. 現有的(de)橋梁檢測手(shou)段相對落後(hòu),主要以人工(gōng)抵近檢查爲(wei)主,現🧑🏽🤝🧑🏻場檢測(cè)多采用紙質(zhi)記錄,成果以(yi)報告形式體(tǐ)現,檢測報告(gào)内容、形式繁(fan)雜,成果質量(liang)參差不齊。近(jìn)年,随着數字(zi)化檢測軟件(jian)應用逐年增(zeng)多,橋✊梁檢測(cè)數字化水平(ping)有所改善☁️,檢(jian)測成果質量(liàng)有所提高,但(dàn)仍存🚩在檢測(cè)軟件與養護(hu)管理系統交(jiao)互性差、自動(dòng)化檢測水平(ping)低等問題。
5. 在(zài)橋梁養護設(she)計、養護施工(gōng)及後評價方(fang)面,數字化水(shui)平幾乎爲👅零(líng)。養護設計中(zhong)存在的檢測(cè)與設計脫節(jiē)、設計周🔞期長(zhǎng)、變更❓量大等(děng)問題仍然較(jiao)爲突出,養護(hù)施工中仍以(yi)💘人工經⭕驗爲(wei)主,缺乏數字(zì)化管理手段(duàn),養護質量和(hé)施工作業安(ān)全控制水平(ping)參差不齊。
解(jiě)決契機與途(tú)徑
面對橋梁(liang)養護中存在(zai)的諸多問題(ti)和不足,數字(zi)化養護✊爲🈲我(wo)們提供了一(yi)個解決問題(tí)的契機和途(tu)徑。以多層級(ji)㊙️橋梁數字化(huà)養護平台爲(wèi)基礎,充分考(kao)慮各管理層(céng)級的❗具體業(ye)務需求🏃♂️和各(ge)作業環節的(de)實際工作需(xū)💋要,根據橋梁(liáng)結構特點進(jìn)行數🏃🏻據分類(lèi),建立統一的(de)标🌐準,預留相(xiang)應的數據交(jiao)互通道,确保(bao)其🙇🏻互融互通(tong),爲實🤞現橋梁(liang)養護數字化(huà)管理和數☀️字(zi)化作業提供(gòng)保障。同時,基(ji)于❗統一的數(shu)據标準,充分(fèn)利用現有的(de)新一代信息(xi)技術和圖像(xiàng)識别技術等(děng),建設數字化(hua)養護平台,研(yán)發相應的智(zhì)能化、自動🚶♀️化(huà)檢🔞測設備,開(kāi)發橋梁巡查(cha)、檢測、設計和(hé)施工等相關(guān)軟件,形成橋(qiao)梁數字化養(yang)護生💚态體系(xi),提升養護數(shu)字🍓化水平,提(tí)高養護作業(ye)效🔞率和管理(li)效率。
在數字(zì)化養護生态(tai)體系建設中(zhong),多層級數字(zì)化養護平🐇台(tái)建設與數據(jù)标準建立,是(shì)最重要的兩(liǎng)項基礎性工(gōng)作。數字化養(yang)護作業平台(tai)作爲多級數(shu)字化養護平(píng)台的基礎層(ceng),平台搭建和(he)數據标準建(jiàn)立應考慮各(gè)層級實際業(yè)🥵務需求,數據(jù)分類和交互(hù)應滿足各層(céng)級業務需求(qiú)與本平台各(gè)環節間的作(zuo)業需🧑🏽🤝🧑🏻要。同時(shi),數字👈化養護(hu)作業平台應(ying)對建設期資(zi)料、信息和曆(li)史養護數據(ju)等,具有良好(hǎo)的兼容性與(yǔ)繼承🍉性。
建立(li)數據标準體(tǐ)系,分析養護(hu)階段所涉及(jí)各類基礎數(shù)據和動态數(shu)據,保證新建(jian)系統數據的(de)一緻性🥵,實現(xiàn)🍓對既有數據(jù)進行一緻性(xing)融合處理,打(dǎ)通現有各作(zuò)業平台、軟件(jiàn)與已👈有養護(hù)😘系統之🤩間的(de)數據通☀️道,實(shi)現與既有養(yǎng)護系統之間(jiān)的數據共享(xiang)和整合,保證(zhèng)數據間🌈關系(xi)的正确性、可(kě)理解性并避(bi)免數據冗餘(yu),确保數🌈據傳(chuán)輸過程的安(ān)🍓全性,以及共(gong)享數據的互(hu)操作性和互(hu)🔴用性。
數字化(huà)養護實踐
爲(wei)适應市場需(xū)要,提高在數(shu)字化養護領(lǐng)域的技術水(shuǐ)平📧,基🍓于統一(yi)的數據标準(zhǔn)體系,初步設(shè)想的數字化(hua)養護平台主(zhǔ)⭕要包含基礎(chu)數據、橋涵檢(jiǎn)查、健康監測(ce)、智能評估、養(yang)護規劃、養護(hù)設計、養護施(shī)工和後評估(gu)共8個基🥵礎模(mo)塊,各🔱模塊間(jian)數據具有較(jiao)好的一緻性(xing),确保各模⛹🏻♀️塊(kuài)間的數據⭐交(jiao)互,平台構🔞成(chéng)思路見圖1。截(jie)至目前,在基(ji)礎數據、橋涵(han)檢查、健康監(jian)測與養護設(shè)計方面均開(kāi)展了部分工(gong)作,并取㊙️得了(le)一定的應用(yòng)☂️效果。

圖1 數字(zì)化養護作業(ye)平台
基礎數(shu)據與檢測評(ping)估
綜合考慮(lǜ)養護管理、檢(jiǎn)測評估、養護(hù)設計施工等(děng)多方面需求(qiú),根據橋梁類(lèi)型對養護數(shu)據進行識别(bié)、分類,以參數(shù)化形式快速(su)建立基于GIS的(de)數字化信息(xī)檔案,包含地(di)理位置、行政(zhèng)區劃、橋梁功(gong)能、結構信息(xi)和養護曆史(shi)等,爲各作業(ye)環節提供相(xiàng)應的基礎數(shu)據。
檢測評估(gu)軟件開發的(de)基本思路是(shì)設置web端和APP端(duān)兩個🙇🏻操作終(zhong)端,共享統一(yī)的數據庫。web端(duan)主要用于前(qián)期🌈行政🔅信息(xī)、結構信息、曆(lì)史養護信息(xi)等基礎數據(jù)的錄入,構件(jian)目錄樹建立(li)及後期報告(gao)的編制調整(zheng)等。APP端主要用(yòng)于現場檢測(ce)信息錄⛷️入,可(kě)用于橋涵的(de)日常檢查、經(jīng)常性檢查、定(ding)期🤟檢查與特(te)殊檢查,定期(qī)檢🔅查時軟件(jian)的操作流程(cheng)如圖2所示。

圖(tu)2 軟件操作流(liu)程
軟件在設(shè)計開發過程(chéng)中,針對web端與(yu)APP端,綜合考慮(lü)了多方面需(xu)求,主要實現(xian)了下述特色(se)功能。
1. Web端特色(se)功能:
(1)建立橋(qiáo)梁檔案、資料(liào)數據庫,實現(xian)動态管理。
(2)依(yī)據規範有效(xiao)、準确地評定(ding)橋梁的技術(shù)狀況等級。
(3)一(yī)鍵生成各類(lei)标準檢查報(bao)告,支持版面(mian)人爲調整。
(4)根(gen)據病害類型(xing)及數量定制(zhi)養護維修方(fāng)案。
(5)對數據進(jìn)行各種統計(ji)分析,爲養護(hu)大數據奠定(dìng)基礎。
(6)實現不(bú)同層級用戶(hu)的權限管理(li)。
2. APP端特色功能(neng):
(1)與web端管理系(xi)統數據交互(hu)。
(2)内置病害數(shu)據庫,快速病(bìng)害點選(或語(yǔ)音)記錄。
(3)一鍵(jiàn)拍照、現場快(kuài)速繪制病害(hai)示意圖。
(4)病害(hai)數據離線錄(lu)入,适應性強(qiáng)。
(5)支持一座橋(qiao)梁多組同時(shí)檢測。
(6)可現場(chang)出具橋梁定(ding)期檢測技術(shu)狀況評定結(jie)果。
健康監測(ce)及養護設計(jì)
健康監測軟(ruan)件開發以現(xian)行交通運輸(shū)部頒行業标(biao)準爲評估基(jī)礎依據,綜合(hé)多種分析評(píng)估方法,以靜(jìng)🔴力參數監🆚測(ce)爲主、動力參(can)數監測爲輔(fu),分web端與APP端兩(liang)個操作終端(duan),共享統一數(shù)據庫而建立(lì)的監測系統(tong)。web端主要用于(yú)前期行政信(xìn)息、結構信息(xi)、傳感器等基(ji)礎數據的錄(lu)入,阈值建立(lì)及監測報表(biao)、報告的生成(chéng)等。APP端則用于(yu)監🌐測數據、預(yù)報警♊信息和(hé)查閱報表。

圖(tu)3 健康監測系(xì)統操作界面(mian)
養護設計軟(ruǎn)件開發的基(ji)本思路是以(yi)現行國家标(biāo)準和部頒行(háng)業标準爲基(ji)礎,針對不同(tong)結構形式橋(qiao)涵的常見病(bing)害🌈、加固💜方法(fǎ)、加固材料、加(jiā)固工藝等建(jiàn)立基礎⭐設計(jì)信📱息庫,輔以(yǐ)必要🥰的結構(gou)分析、驗算、繪(hui)🌈圖等必要👈軟(ruǎn)件,實現養護(hù)設計的半自(zi)動化。截至目(mu)前,基于現行(háng)🈲橋涵設計規(guī)範和加固設(she)計規範開發(fa)的結構驗算(suàn)部分,已能夠(gou)完成各類構(gou)件的結構驗(yàn)算功能。

圖4 公(gong)路橋梁加固(gu)計算程序
公(gong)路橋梁數字(zi)化養護既包(bao)含管理也包(bāo)含技術,涉及(jí)✊橋梁全壽💞命(mìng)周期内的各(gè)相關從業單(dan)位與人員,是(shì)新✨一代信息(xi)🌈技術與傳統(tǒng)土木技術的(de)交叉融合🔱。數(shù)字化養護技(ji)術的發展需(xu)要🏃♂️各方共同(tong)努力,建立統(tǒng)一的數據标(biāo)準,建設多層(céng)級的數字化(huà)🛀🏻養護平台,開(kai)發配套的管(guǎn)理軟件及養(yang)護作業軟件(jiàn),進而形成健(jiàn)康的、可持續(xu)🔞發展的數字(zi)化養護生态(tài)體系。
柳州咸(xian)阳尔易金属(shu)制造集团位(wei)于全國重工(gong)業城市柳州(zhōu),是一家生産(chǎn)橋隧檢修設(she)備、橋梁吊籃(lan)、定制型橋梁(liang)檢測車、礦山(shan)機械設備、焊(han)合件、大噸位(wei)大跨度橋梁(liang)檢修平台、重(zhong)型鋼結構組(zǔ)合件、混凝士(shì)破拆機械等(děng)産品的老牌(pai)資質廠家。公(gong)司始建于2004年(nian),于2009年正式成(chéng)立柳州咸阳(yang)尔易金属制(zhi)造集团,面向(xiàng)全球市場市(shi)場開展橋隧(suì)設備的定制(zhi)式服務,不斷(duan)爲中國的橋(qiáo)隧養護單位(wèi)提供技術和(he)産品服務,并(bing)與中鐵,中交(jiao),中建等大型(xíng)企業在建築(zhu)、橋隧工程上(shàng)長達十多年(nian)的誠信友好(hǎo)合作。
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