關于橋梁養護管理的智能化發展趨勢分析

陳志武

(山西省交通建設工程監理總公司，山西太原 030012)

0 引言

20世紀80年代以來，在歐洲、北美及亞洲一些地區，相繼發生了多起橋梁結構的斷裂事件。這些事件引起了公眾輿論的關注，也使政府機構意識到，研究橋梁的健康診斷及維護問題已經刻不容緩。研究發現，橋梁斷裂的原因除人為的劣質工程外，主要是因為疲勞損傷累計造成的。因此，橋梁建成后的后期維護顯得至關重要。我國目前關于橋梁的診斷及養護的管理系統存在著功能簡單，操作繁瑣，不具備智能分析等問題，已經遠遠不能滿足于現代橋梁技術的發展及維護應用。隨著信息化技術的發展，建立一套科學化、智能化的現代橋梁智能管理系統，提高橋梁檢測效率、降低工作誤差、提升養護層次，是未來橋梁智能化管理的趨勢。

1 橋梁養護管理的現狀

我國關于道橋智能化管理的早期探索始于20世紀80年代，最具有代表性的是“七五”“八五”期間由交通部組織研究的中國道路管理系統(CPMS)和中國橋梁管理系統(CBMS)。此后，全國各地許多部門在道橋智能管理化方面不斷探索，利用地理信息系統(GIS)應用于道橋的智能化管理維護，并取得了不小的成績。但是，我國目前的橋梁管理系統按照現行的橋梁管理規范要求編制，存在著以下缺陷:

1)橋梁的缺損監測信息主觀性強，誤差率大，受檢測人員個人因素影響較大，缺損信息發現不及時。

2)橋梁運行信息的采集過程評判主觀因素影響較大，橋梁缺損程度判定信息少，造成了缺損等級評定誤差大，精度相對較低。

3)橋梁的缺損處理方案不明確，主動性、針對性較差，輔助分析欠缺。

目前的養護管理系統，實現了由單純的文字檔案向數字化資料管理的進步，但是對橋梁的缺損管理相對較死板，嚴重的依賴人工收集橋梁信息，造成了主觀影響因素較大，后期人工分析處理工作量龐大。對現有系統進行升級改造，實現對橋梁的機構狀態，載重等外部因素影響下的響應進行的實時監測，通過一定的數學模型分析，對獲得的數據進行分析，識別橋梁的機構損傷，完成損傷預警及定位等，做出最優的維護方案，保證橋梁最佳運行的方案。

2 橋梁養護的智能化的發展趨勢

橋梁后期維護保養是橋梁工程領域最常見，工作量大，最繁瑣的工作內容，每年投入在該項目上的人力、財力及物力都十分驚人。我國目前的橋梁養護工作手段落后，管理系統滯后，還存在管理手段機械化，危害記錄平面化，資料管理臺賬化的靜態管理狀態。利用新技術實現橋梁的智能化管理是未來的發展方向。人們可能關心為什么要走智能化發展的道路。橋梁的智能化管理是由以下三個方面決定的:

1)計算機技術的進步。

隨著現代計算機技術的發展，特別是計算機仿真模擬實驗技術的進步，使一些無法看到的現象展示了出來，人們進行結構分析和優化的能力大大增強。

2)數字化儀表儀器的廣泛使用。

數字化儀器儀表的廣泛使用使得信號處理變得十分方便。人們發現，數字化儀器儀表的使用使數據測量和分析的界限越來越模糊，使用演算數據有時候比使用原始參數更易于發現和解決問題。同時，結合計算機技術，使以前一些無法解決的問題開始有了解決方案。

3)智能技術本身的進步。

人工神經網絡解決了人工智能在環境中自主學習的問題;遺傳算法的出現解決了混合變量全局最優化的自主選擇問題。這兩個問題的解決為橋梁結構損傷識別及定位的解決提供了有效的解決手段，也為建立一整套預測模型提供了合適的工具。

上述技術的發展，為橋梁的智能化管理提供了理論及技術工具。隨著我國計算機技術、網絡技術、檢測技術等分支技術的發展，為我國橋梁的養護智能管理打下了堅實基礎。

3 結語

隨著我國社會經濟的發展，橋梁使用年齡的增長，結構老化的數量越來越多。因此，橋梁運營過程中的損傷檢測及預警就十分重要。建立智能化管理系統，對橋梁的整體結構能力進行實時監控和智能化分析，確保橋梁安全運營，延長橋梁的使用壽命。通過早期發現橋梁病害，能大大節約維護養護費用，避免頻繁大修關閉交通所引起的經濟損失，且能防止橋梁坍塌等大興安全重大事故的發生。同時，通過智能化管理獲得的數據反饋于橋梁結構設計，更深遠的意義在于能改進橋梁結構的設計及相應的規范標準等，為橋梁結構設計開辟新的空間。由于智能化管理涉及信息技術，測量技術，通訊技術等多個學科，目前取得的成就僅處于探索階段，還需廣大橋梁工作者及相關人員不斷探索，為橋梁的智能化管理取得新的成就。

［1］http://baike.baidu.com/view/6251441.htm，地理信息系統，2012-02-16.

［2］張啟偉.大型橋梁健康監測概念與檢測系統設計［J］.同濟大學學報，2001(1):65-69.

［3］劉效光.橋梁損傷檢測［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［4］羅曉英.淺談橋梁管理系統的功能與發展趨勢［J］.山西建 筑，2010，36(24):340-341.