鐵路橋隧設(shè)備信息化管理分析及研究

白文捷

（沈陽(yáng)鐵路局工務(wù)檢測(cè)所，沈陽(yáng) 110000）

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鐵路橋隧設(shè)備信息化管理分析及研究

白文捷

（沈陽(yáng)鐵路局工務(wù)檢測(cè)所，沈陽(yáng) 110000）

［摘 要］本文主要分析研究現(xiàn)階段鐵路橋隧管理系統(tǒng)，探討長(zhǎng)期以來系統(tǒng)存在的問題，并根據(jù)當(dāng)前鐵路發(fā)展的管理理念，提出新時(shí)期橋隧信息化的發(fā)展方向，對(duì)新型橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)提出新的構(gòu)想。

［關(guān)鍵詞］鐵路橋隧；設(shè)備；信息化；管理

鐵路信息化是鐵路現(xiàn)代化發(fā)展的重要標(biāo)志，是增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的重要手段。工務(wù)信息現(xiàn)代化建設(shè)是工務(wù)“企業(yè)管理科學(xué)化”的重要組成部分，是管理創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。

鐵路橋隧設(shè)備信息管理是鐵路工務(wù)信息化的重要組成部分，借助橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)可以適時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地獲得橋隧設(shè)備數(shù)據(jù)，能夠方便、快捷地服務(wù)于運(yùn)輸生產(chǎn)，在突發(fā)情況下決策層可根據(jù)準(zhǔn)確資料，快速采取相應(yīng)的對(duì)策。同時(shí)通過橋隧信息管理系統(tǒng)的分類、查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，可以使決策層全面掌握管內(nèi)橋隧設(shè)備數(shù)量及病害情況等，為下一步橋隧大維修、改造提供數(shù)據(jù)支持。

1　目前在用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)使用情況及分析

目前全路普遍使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)依托于鐵路工務(wù)管理信息系統(tǒng)（PWMIS），是由原鐵道部運(yùn)輸局基礎(chǔ)部組織下，由信息技術(shù)中心牽頭，在各局工務(wù)專家的支持下研發(fā)成功的。2002年5月，PWMIS（一期）應(yīng)用軟件，通過了原鐵道部運(yùn)輸局組織的技術(shù)評(píng)審。2004年，PWMIS系統(tǒng)通過了原鐵道部科技司組織的技術(shù)評(píng)審，并在全路開始推廣一直使用至今。

從使用情況來看，PWMIS系統(tǒng)已具備了橋隧設(shè)備及病害的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能，同時(shí)利用MapInfo等軟件實(shí)現(xiàn)了大橋略圖的自動(dòng)生成功能，以圖示化的形式顯示橋梁設(shè)備信息，方便使用者準(zhǔn)確掌握橋隧設(shè)備情況，一定階段內(nèi)滿足了使用需求。但隨著鐵路的快速發(fā)展及科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能已難以滿足當(dāng)今鐵路“信息化、專業(yè)化、科技化“的發(fā)展理念，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

第一，在橋隧設(shè)備管理信息系統(tǒng)上應(yīng)用GIS技術(shù)已是大勢(shì)所趨，圖表和數(shù)據(jù)只能抽象地反映橋隧設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，不能直觀和形象地反映橋隧設(shè)備及地形地貌的實(shí)況，尤其是在遇到事故、自然災(zāi)害或防洪搶險(xiǎn)時(shí)，不能及時(shí)地提供直觀、準(zhǔn)確的詳細(xì)情況。

第二，目前的鐵路橋隧設(shè)備信息管理信息系統(tǒng)只能提供數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能，只是簡(jiǎn)單地取代手工報(bào)表，普遍缺乏決策支持功能。應(yīng)該應(yīng)用人工智能領(lǐng)域的研究成果，采用專家系統(tǒng)、知識(shí)挖掘等智能技術(shù)來提高橋隧管理信息系統(tǒng)的決策支持能力，為各種用戶提供多功能的決策支持。

第三，由于目前的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)僅限于總公司、鐵路局、工務(wù)段三級(jí)管理，未將管理權(quán)限下放至車間及工區(qū)，因此現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況往往登記不及時(shí)，對(duì)使用者的決策方案造成一定影響。隨著車間、工區(qū)信息、網(wǎng)絡(luò)化的普及，應(yīng)逐步將權(quán)限放開，利用橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，及時(shí)由工區(qū)登記上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，并實(shí)行車間、工務(wù)段雙審核制度，最大程度地發(fā)揮工區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)作用。

第四，目前使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)橋隧設(shè)備病害僅停留在以文字及數(shù)據(jù)描述病害程度的基礎(chǔ)上，未配以圖像或模型進(jìn)行說明，尤其對(duì)于需長(zhǎng)期觀測(cè)的嚴(yán)重病害，不能及時(shí)反映病害發(fā)展的具體過程，對(duì)病害整治的重要性及整治方案造成一定影響。

第五，目前使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)僅可將設(shè)備病害按嚴(yán)重程度進(jìn)行分類并列表說明，并不能以圖形的形式直觀地反映各線的設(shè)備病害情況，對(duì)決策者來說難以在宏觀上作出病害整治部署。因此，應(yīng)以圖形分類示意各線橋隧設(shè)備的病害情況，方便決策者作出相應(yīng)決策。

第六，目前使用的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)未整合橋隧大維修的相關(guān)功能，不能根據(jù)病害情況錄入橋隧大維修計(jì)劃，不能根據(jù)計(jì)劃模擬設(shè)備的劣化變動(dòng)情況。

第七，隨著日漸嚴(yán)峻的安全形勢(shì)，在橋隧設(shè)備遇到事故、自然災(zāi)害或防洪搶險(xiǎn)時(shí)，迫切需要第一時(shí)間獲知發(fā)生事故的具體地點(diǎn)、影響范圍、道路情況及周邊環(huán)境等關(guān)鍵因素，目前的橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)僅能提供橋隧設(shè)備的鐵路里程，未能與周邊環(huán)境相結(jié)合，一旦發(fā)生緊急情況，無法對(duì)決策者提供一定幫助。

2　對(duì)新型橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的研究建議

2.1新型橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

①對(duì)既有橋隧設(shè)備及病害情況進(jìn)行分類、查詢、統(tǒng)計(jì)；②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，完成對(duì)設(shè)備及病害情況變化的時(shí)時(shí)更新；③分類建立橋隧設(shè)備病害文字、模型及圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，為橋隧大維修、改造提供數(shù)據(jù)支持；④以圖形分類示意各線橋隧設(shè)備的病害情況，方便決策者作出相應(yīng)決策；⑤根據(jù)病害情況，錄入橋隧設(shè)備大維修計(jì)劃，并根據(jù)計(jì)劃模擬設(shè)備的劣化變動(dòng)情況；⑥對(duì)橋隧設(shè)備的具體位置實(shí)現(xiàn)定位查詢；⑦利用GIS技術(shù)繪制橋址平、縱斷面圖及周邊地形圖；⑧建立預(yù)測(cè)模型，分析當(dāng)前設(shè)備的使用壽命。

2.2新型橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建思路

第一，建立總公司、鐵路局、工務(wù)段（橋隧檢測(cè)所）、車間及工區(qū)的多級(jí)管理系統(tǒng)，加強(qiáng)各級(jí)管理單位的數(shù)據(jù)審核制度。由于橋隧工區(qū)為最熟悉現(xiàn)場(chǎng)的基層單位，橋隧設(shè)備數(shù)量及病害變化情況應(yīng)有橋隧工區(qū)負(fù)責(zé)填報(bào)，因此，橋隧工區(qū)應(yīng)作為橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的一個(gè)客戶端，具有通過網(wǎng)絡(luò)提報(bào)橋隧數(shù)據(jù)信息（包括橋隧各類信息及病害發(fā)展情況等）的權(quán)限；橋隧車間作為橋隧工區(qū)的上級(jí)單位，負(fù)責(zé)對(duì)工區(qū)提報(bào)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行復(fù)核，將復(fù)核后的數(shù)據(jù)提報(bào)段技術(shù)科；段技術(shù)科負(fù)責(zé)將車間上報(bào)的數(shù)據(jù)信息復(fù)核匯總，并將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，一方面將數(shù)據(jù)信息上傳至鐵路局，一方面可將制訂的病害整治計(jì)劃及方案等返至車間。

第二，利用圖形、圖像及三維建模技術(shù)，增加系統(tǒng)的可視化功能。工區(qū)或車間檢查人員可對(duì)橋隧的重點(diǎn)部位、重點(diǎn)病害拍照處理，利用手機(jī)客戶端將圖像網(wǎng)傳至相關(guān)服務(wù)器，同時(shí)通過系統(tǒng)軟件對(duì)圖像進(jìn)行編輯、分類，連同文字描述一并上報(bào)上級(jí)單位審核。對(duì)于嚴(yán)重的橋隧病害，一方面可通過系統(tǒng)建立長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)，另一方面可根據(jù)病害相關(guān)數(shù)據(jù)利用三維建模技術(shù)形成病害模型，通過模型模擬分析病害發(fā)展過程，對(duì)下一步病害整治方案提供理論依據(jù)。宏觀方面，根據(jù)管內(nèi)各線的橋隧病害情況，可利用系統(tǒng)軟件按照病害的評(píng)定等級(jí)進(jìn)行圖形處理，使不同等級(jí)的橋隧病害可直觀的在線路圖上分段顯示，方便決策者對(duì)病害嚴(yán)重的區(qū)段優(yōu)先考慮。

第三，利用GIS技術(shù)繪制橋址平、縱斷面及地形地貌圖。根據(jù)橋隧各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（包括橋梁標(biāo)高、橋長(zhǎng)、孔跨式樣、基礎(chǔ)地質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋深情況、河床斷面情況等）通過系統(tǒng)繪制橋隧平、縱斷面圖，同時(shí)根據(jù)橋梁河道上下游地形地貌的勘查數(shù)據(jù)，繪制橋址地形地貌圖，結(jié)合水文檢算結(jié)果，分析預(yù)測(cè)橋涵設(shè)備的抗洪能力。

第四，利用GPS定位技術(shù)確定橋隧設(shè)備的周邊環(huán)境。通過手持GPS裝置對(duì)橋隧設(shè)備進(jìn)行定位，并將GPS數(shù)據(jù)錄入橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)中，同時(shí)利用常規(guī)地圖軟件（如百度地圖、谷歌地圖等）將鐵路橋隧在地圖上進(jìn)行定位處理，方便決策者熟悉設(shè)備的周邊環(huán)境，一旦發(fā)生洪水、地震等自然災(zāi)害時(shí)，可快速確定災(zāi)害影響范圍，根據(jù)周邊環(huán)境制訂搶險(xiǎn)計(jì)劃（包括災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)、搶險(xiǎn)材料存放地點(diǎn)、運(yùn)輸方式、運(yùn)輸徑路等）。

3　結(jié) 語(yǔ)

橋隧設(shè)備信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建，是一項(xiàng)工作量大、涉及多專業(yè)多學(xué)科的系統(tǒng)工程，應(yīng)本著統(tǒng)籌規(guī)劃、分級(jí)實(shí)施，開放性和規(guī)范性相結(jié)合，成熟性、先進(jìn)性與安全性相結(jié)合，具有可擴(kuò)展性的原則建設(shè)，為橋隧科學(xué)、信息化管理提供技術(shù)支持，在系統(tǒng)建設(shè)過程中應(yīng)先急后緩，逐步健全，最終形成一個(gè)完善的管理系統(tǒng)。

主要參考文獻(xiàn)

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doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.039

［中圖分類號(hào)］F270.7

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［文章編號(hào)］1673-0194（2016）12-0058-02

［收稿日期］2016-05-20