公路橋(qiao)梁數字化養(yǎng)護的日韩❌亚洲欧美中文在线🌈水到渠(qú)成——構建多層(céng)級數據平台(tái)
發布時間:
2025-12-06
橋(qiáo)梁養護作爲(wei)“智慧交通”中(zhong)的一環,如何(he)提高與改進(jìn)其數字化👣、信(xin)息化水平,是(shi)所有從業人(ren)員面臨的一(yī)項突出問題(tí)。

随着物聯網(wang)、5G通信、BIM、大數據(ju)、人工智能和(hé)雲計算等新(xin)一代🐆信息技(jì)術的突破與(yu)發展,“智慧交(jiao)通”應運而生(sheng)🐪,并成爲交通(tōng)強國戰略的(de)重要組成部(bù)分。橋梁養護(hù)作爲“智慧交(jiao)通”中的一環(huán),如何提高與(yǔ)改進其數字(zi)化、信息化水(shuǐ)平,是所🈚有從(cong)業人員面臨(lin)的一項突出(chū)問題。
問題與(yu)不足
我國公(gong)路交通事業(yè)在近30年時間(jiān)發展迅速,公(gōng)路裏程、橋💃梁(liáng)數量等增速(sù)明顯,橋梁規(guī)範化、标準化(huà)養護面臨❓挑(tiāo)戰🌂,存在諸多(duō)🚶的問題和不(bú)足。主要體現(xiàn)在下💃🏻述幾個(gè)方面:
1. 截至目(mu)前,公路橋梁(liang)總數約88萬座(zuò),數量非常龐(pang)大。同時🔱,随着(zhe)工業化水平(píng)的提高和人(ren)民生活水平(píng)的改善,整體(tǐ)交💚通量水平(ping)呈逐年遞增(zeng)趨勢,且增速(sù)較快,部分路(lù)段的重車比(bǐ)例始終處于(yú)較高水平,導(dao)緻橋梁超負(fu)荷服役現象(xiang)☔較爲普遍💋。此(ci)外,對于國道(dào)、省道等幹線(xian)公路⭕及縣鄉(xiang)公路橋梁,由(yóu)于建設年代(dai)較早,整體服(fú)役年限較長(zhǎng),材料劣化、結(jie)構開裂等病(bìng)🚩害多👌發,整體(ti)技術狀況水(shuǐ)平較差。随着(zhe)既有橋梁服(fú)役年限的增(zeng)加和交通量(liang)🌈的逐漸上升(sheng),橋梁⚽養護工(gong)作量大和任(rèn)務繁重的情(qíng)況将長期存(cun)在。
2. 自本世紀(jì)初以來,橋梁(liang)養護工作逐(zhú)漸得到各級(ji)管理部🌂門及(jí)相關從業人(rén)員的重視,在(zài)制度建設、技(ji)術力量和資(zī)金投入等方(fang)面均有長足(zu)進步,檔案信(xin)息化管理方(fang)面也取得了(le)🔞明顯成效,但(dàn)仍面臨部分(fen)老、舊橋梁基(ji)礎資料缺失(shī)或信息不詳(xiáng),橋梁🌈建成後(hou)其🤟初始指紋(wen)數🔴據不足或(huo)缺🎯失等問題(tí)。此外,目前所(suo)用🏃♂️的檔案信(xìn)息化管理手(shou)段仍以信息(xī)卡片爲主,即(ji)使以電子化(huà)檔案存儲的(de)信息,其重點(diǎn)仍在于對日(rì)常🌏養護數據(ju)的電子化管(guǎn)理,其中靜态(tai)數據🌐占很大(dà)比例,曆年積(jī)🈲累的大量養(yǎng)護數據沉澱(dian)在數據庫中(zhong),其利用效率(lǜ)與可利👨❤️👨用度(du)相對較低。
3. 随(suí)着養護業務(wu)信息化的發(fa)展,大多管理(li)單位已配🏃♂️備(bèi)了各💰類養♍護(hu)系統、軟件,如(ru)養護管理系(xi)統、健康監測(cè)系統、檢🔴測軟(ruan)件等,各系統(tong)、軟件間的養(yang)護數據由于(yú)缺乏統一的(de)數據标準,它(tā)們的融合及(ji)交互存在技(ji)術壁壘,嚴重(zhòng)影響數據使(shǐ)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(wèi)💋主,現場檢測(cè)多采用紙質(zhi)記錄,成果以(yǐ)報告形式體(ti)現🈲,檢測報告(gao)内容、形式繁(fán)雜,成果質量(liàng)參差不齊。近(jin)年,随着數字(zi)化檢測軟件(jian)應用逐年增(zēng)多,橋梁檢測(cè)數字化水平(píng)有所改善,檢(jian)測成果質量(liang)有所提高,但(dàn)仍存在檢測(ce)軟件🔱與養護(hu)管理系統交(jiao)互性🌈差、自動(dong)化檢測水平(ping)低等問題。
5. 在(zài)橋梁養護設(shè)計、養護施工(gōng)及後評價方(fang)面,數字化水(shuǐ)平幾乎爲零(líng)。養護設計中(zhong)存在的檢測(ce)與設計脫節(jie)、設計周📱期長(zhǎng)、變更量大等(deng)問題仍然較(jiào)爲突出,養護(hu)施工中仍以(yi)人工經驗爲(wei)主,缺乏數字(zì)化管理手段(duan),養護質量和(hé)施工作業安(ān)全控制水平(píng)🤩參差不齊。
解(jie)決契機與途(tu)徑
面對橋梁(liáng)養護中存在(zai)的諸多問題(tí)和不足,數字(zì)化養護爲我(wo)🌈們提供了一(yī)個解決問題(ti)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(xu)要,根據橋梁(liang)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(jiāo)互通道,确保(bǎo)其互融互通(tong),爲實⛹🏻♀️現橋梁(liáng)養護數🔞字化(hua)管理和數✂️字(zì)化作業提供(gong)保障。同時,基(jī)于統一的數(shù)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(deng),建🔆設數字化(huà)養護平台,研(yán)☔發相應的智(zhì)能化、自動化(hua)檢測設備,開(kai)發橋梁巡查(cha)、檢測、設計和(hé)施工等相關(guan)軟🌏件,形成橋(qiáo)梁數字化養(yang)護生态體系(xì),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(tài)體系建設中(zhong),多層級數字(zì)化養護平台(tái)🌈建🙇🏻設與數據(ju)标準建立,是(shì)最重要的兩(liǎng)項基礎性工(gong)作。數字化養(yang)護作業平台(tái)作爲多級數(shu)字化養護平(píng)📐台的基礎層(céng),平☂️台搭建和(he)數據标準建(jiàn)立應考慮各(ge)層級實際業(yè)務需求,數據(jù)分類和交互(hu)應滿足各層(céng)級業務需求(qiu)與本平台各(gè)環節間的作(zuò)業需要。同時(shi),數字化養護(hù)作業平台應(yīng)對建設期資(zī)🔆料、信息和曆(li)史養護數據(ju)等,具有良好(hao)的兼容性與(yu)繼承性。
建立(lì)數據标準體(tǐ)系,分析養護(hù)階段所涉及(jí)各類基礎數(shu)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(jian)與已☎️有養護(hù)系統之間的(de)數據通道,實(shi)現與😄既有養(yang)護系統之間(jiān)的數據共✊享(xiang)和整合,保證(zhèng)數據間關系(xì)的正确性、可(ke)理解性并避(bi)免數據冗餘(yu),确保數據傳(chuan)輸過程的安(an)全性,以及共(gong)享數據💃🏻的互(hu)操作🧑🏽🤝🧑🏻性和互(hù)👄用性。
數字化(huà)養護實踐
爲(wei)适應市場需(xū)要,提高在數(shù)字化養護領(lǐng)域的技術水(shuǐ)平,基于統一(yī)的數據标準(zhun)體系,初步設(she)想的數字化(huà)養護平台主(zhǔ)要包含基礎(chu)數據、橋涵檢(jian)查、健康監測(cè)、智能🧑🏾🤝🧑🏼評估、養(yǎng)護規劃、養護(hù)設計、養護施(shi)工和後評估(gu)共8個基礎模(mo)塊,各模塊間(jian)數據具有較(jiào)好的一緻性(xìng),确保各模塊(kuai)間的數據交(jiao)互,平台構🙇♀️成(cheng)思路見圖1。截(jie)至目前,在基(jī)🥵礎數據、橋涵(hán)檢💘查、健康監(jiān)測與養護設(she)計方面均開(kai)展了部分工(gōng)作,并取得了(le)一定的應用(yong)效果。

圖1 數字(zi)化養護作業(yè)平台
基礎數(shù)據與檢測評(ping)估
綜合考慮(lǜ)養護管理、檢(jian)測評估、養護(hù)設計施工等(deng)多方面需求(qiú),根據橋梁類(lei)型對養護數(shù)據進行識别(bie)、分類,以參數(shu)化形式快速(su)建🐕立基于GIS的(de)數字化信息(xī)檔案,包含地(dì)理位置、行政(zheng)區劃、橋梁功(gong)能、結構信息(xi)和養護曆史(shǐ)‼️等,爲各作業(yè)環節提供相(xiang)應的基礎數(shù)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(duan)兩個🔴操作終(zhōng)端,共享統一(yī)的數據庫。web端(duan)主要用于前(qian)期行政🈲信息(xī)、結構信息、曆(lì)史養護信息(xī)等基礎數據(jù)的🌈錄入,構件(jian)目錄樹建立(lì)及後期報告(gào)的編制調整(zheng)等🛀🏻。APP端主要用(yòng)于現場檢測(cè)信息錄入,可(kě)用于橋涵的(de)日常檢查、經(jing)常🆚性檢查、定(dìng)期檢查與特(tè)殊⛱️檢查,定期(qī)檢查時軟件(jian)的操作流程(chéng)如圖2所示。

圖(tú)2 軟件操作流(liú)程
軟件在設(shè)計開發過程(chéng)中,針對web端與(yǔ)APP端,綜合考慮(lǜ)了多🔅方面需(xū)求,主要實現(xian)了下述特色(se)功能。
1. Web端特色(sè)功能:
(1)建立橋(qiao)梁檔案、資料(liao)數據庫,實現(xian)動态管理。
(2)依(yi)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(miàn)人爲調整。
(4)根(gēn)據病害類型(xíng)及數量定制(zhì)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(bu)同層級用戶(hù)的權限管理(li)。
2. APP端特色功能(néng):
(1)與web端管理系(xì)統數據交互(hu)。
(2)内置病害數(shù)據庫,快速病(bing)害點選(或語(yu)音)記錄。
(3)一鍵(jiàn)拍照、現場快(kuai)速繪制病害(hai)示意圖。
(4)病害(hài)數據離線錄(lù)入,适應性強(qiang)。
(5)支持一座橋(qiao)梁多組同時(shi)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(cè)及養護設計(ji)
健康監測軟(ruǎn)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(ping)估方法,以靜(jìng)力參數監測(cè)爲主、動力參(cān)數監測爲輔(fǔ),分web端與APP端兩(liǎng)個操作終端(duan),共享統一數(shu)據庫而建立(lì)⭕的監測系統(tong)。web端主要用于(yu)前期行🌈政信(xin)息、結構信息(xī)、傳感器等基(jī)礎數據的錄(lu)入,阈值建立(li)及監測報表(biao)、報告的生成(cheng)等。APP端則用于(yu)監測數據、預(yu)報警信息和(hé)查閱報表。

圖(tú)3 健康監測系(xì)統操作界面(miàn)
養護設計軟(ruan)件開發的基(jī)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(qiáo)涵的😘常見病(bing)害✂️、加固方法(fa)、加固材料、加(jiā)固工藝等建(jian)立基礎🐪設計(ji)信🐪息庫,輔以(yǐ)必要的結構(gou)分析、驗算、繪(huì)圖等必要軟(ruan)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(shè)計規範開發(fā)✌️的結構驗算(suàn)部分,已能夠(gou)完成各類構(gou)件的結構驗(yan)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(ge)相關從業單(dan)位與人員,是(shi)新一代信息(xī)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(xū)要各方共🐆同(tóng)努力,建立統(tǒng)一的數據标(biāo)準,建設多層(ceng)級的數字化(huà)🥰養護平台,開(kāi)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(xù)發展的數字(zì)化🧑🏽🤝🧑🏻養護生态(tai)體系。
柳州咸阳尔易金属制造集团位(wei)于全國重工(gōng)業城市柳州(zhōu),是一家生産(chǎn)橋隧檢修設(shè)備、橋梁吊籃(lan)、定制型橋梁(liang)檢測車、礦山(shān)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(zu)合件、混凝士(shi)破拆機械等(deng)産品的老牌(pai)資質廠家。公(gōng)司始建于2004年(nian),于2009年正式成(chéng)立柳州咸阳尔易金属制造集团,面向(xiang)全球市場市(shì)場開展橋隧(sui)設備的定制(zhì)式服務,不斷(duàn)爲中國的橋(qiáo)隧養護單位(wèi)提供技術和(hé)産品服務,并(bìng)與中鐵,中交(jiāo),中建等大型(xing)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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