橋梁隧道健康檢測與智能管理系統(tǒng)研究

孟靈鑫 拜杰

摘 要：在橋梁隧道的管理中建立智能化的健康檢測以及管理系統(tǒng)是未來發(fā)展主要的趨勢之一。目前國內(nèi)外對此都展開了一系列的研究，并取得了重要的成果。隨著智能化的橋梁隧道管理以及健康檢測系統(tǒng)的建立和完善，該系統(tǒng)中目前主要包括實(shí)時監(jiān)控、評估檢測、GIS、數(shù)據(jù)庫以及維修計(jì)劃等子系統(tǒng)。通過這些子系統(tǒng)的所提供的多功能模塊可以使該系統(tǒng)完成多種智能化的任務(wù)，，從而能夠有效提高橋梁隧道的管理水平和對橋梁隧道的安全保障。本文將對該系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：橋梁隧道；健康檢測；智能管理；系統(tǒng)

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和管理維護(hù)方面的技術(shù)也取得了明顯的進(jìn)步。橋梁隧道對于交通的運(yùn)行暢通和安全都具有極其重要的作用，因此必須對其健康情況進(jìn)行實(shí)時的檢測，并能夠通過智能化的管理系統(tǒng)來進(jìn)行高效的管理，從而保證橋梁隧道的安全性，提高維護(hù)檢修的有效性。我國目前在逐步以橋梁隧道的現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)測和管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對健康檢測和管理系統(tǒng)的功能模塊不斷豐富，通過建立數(shù)據(jù)庫、實(shí)時監(jiān)控、GIS、檢測評估等多個子系統(tǒng)來完善系統(tǒng)的構(gòu)建，向智能化方向發(fā)展是主要的趨勢之一。

2 橋梁隧道健康檢測與智能化系統(tǒng)的相關(guān)研究

建立智能化的橋梁隧道健康檢測和管理系統(tǒng)的相關(guān)研究是由美國首先發(fā)起的，同時美國也建立起了全世界首個橋梁隧道的信息管理系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)已經(jīng)成為了集成了書局的存儲、記錄以及統(tǒng)計(jì)更新等多種數(shù)據(jù)信息的大型綜合數(shù)據(jù)庫，可以為相關(guān)的決策和管理提供重要的參考依據(jù)。另外其他一些發(fā)達(dá)國家也紛紛研發(fā)建設(shè)了各自的橋隧信息管理系統(tǒng)，在其橋梁隧道的建設(shè)和發(fā)展中都起到了關(guān)鍵性的作用。

八十年代，我國也開始了相關(guān)的研究，并在部分地區(qū)進(jìn)行橋隧信息系統(tǒng)的建設(shè)，到目前為止也取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步。但是我國目前的橋梁隧道數(shù)據(jù)系統(tǒng)在研發(fā)過程中仍主要停留在項(xiàng)目層級的管理，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面也相對簡單，其功能也尚不完善，還需要加大網(wǎng)絡(luò)層級的系統(tǒng)開發(fā)工作，并對系統(tǒng)功能加以豐富和完善。

3 我國橋梁隧道健康檢測和智能化管理系統(tǒng)的主要構(gòu)成

3.1 數(shù)據(jù)庫模塊

數(shù)據(jù)庫主要對橋梁隧道的靜態(tài)以及動態(tài)信息進(jìn)行全面的收集，通過描述橋梁隧道各項(xiàng)指標(biāo)性參數(shù)來為橋隧的狀態(tài)評估和后期的維護(hù)預(yù)算等提供參考依據(jù)。在數(shù)據(jù)庫內(nèi)涵蓋了橋梁隧道所有的基礎(chǔ)性信息、監(jiān)測和檢測信息、相關(guān)的維護(hù)資料和方法以及交通事故的有關(guān)資料等。

3.2 評估檢測和決策模塊

對橋梁隧道的健康進(jìn)行檢測的主要目的及時發(fā)現(xiàn)構(gòu)建是否存在變形或者劣化等情況，從而準(zhǔn)確評估橋梁隧道的功能、安全性以及使用期限，為橋梁隧道的維護(hù)工作提供參考數(shù)據(jù)。橋隧發(fā)生劣化的構(gòu)件以及具體的范圍和位置等都有所不同，因此其對于橋隧結(jié)構(gòu)的整體安全所產(chǎn)生的影響程度也并不一致，所以要通過智能化的評估檢測和決策來進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。在該模塊系統(tǒng)中主要應(yīng)涵蓋檢測的具體項(xiàng)目、準(zhǔn)確描述劣化狀況、檢測評價(jià)的基本標(biāo)準(zhǔn)以及需要進(jìn)行維修的構(gòu)件數(shù)量等內(nèi)容。

3.3 實(shí)時檢測模塊

通過在橋梁隧道內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)的采收裝置，可以實(shí)現(xiàn)對橋梁隧道的所有狀態(tài)參數(shù)機(jī)箱實(shí)時的自動采集，同時可以對采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合性的分析處理，從而判斷橋梁隧道是否健康。實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)還可以根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對分析結(jié)果進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)異常，則會會向工程維護(hù)人員發(fā)出警報(bào)。

3.4 維修計(jì)劃以及預(yù)算編制模塊

由于維護(hù)橋梁隧道需要資金支持和人員保障，因此需要每年進(jìn)行相關(guān)的預(yù)算編制工作。而橋梁隧道的智能化管理系統(tǒng)可以通過維修計(jì)劃與預(yù)算編制的模塊系統(tǒng)來給出維修的優(yōu)先級別，對維修計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)合理的排序優(yōu)化，提高預(yù)算分配的效率。

3.5 橋梁隧道的GIS系統(tǒng)模塊

GIS是一種新型的地理信息技術(shù)，該系統(tǒng)中集成了計(jì)算機(jī)、地圖以及信息技術(shù)等多領(lǐng)域的學(xué)科知識。由于橋梁隧道在地理信息方面的特性十分明顯，因此GIS系統(tǒng)在橋梁隧道的管理中有較為廣泛的應(yīng)用范圍。通過GIS可以有效的將橋隧的各種動靜態(tài)信息和相應(yīng)的空間位置進(jìn)行鏈接，從而使空間數(shù)據(jù)與其屬性信息之間能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的查詢。另外，也可以在空間和屬性信息與相關(guān)的儀器設(shè)備間建立其有效的鏈接，從而實(shí)現(xiàn)通過這些儀器設(shè)備來對相關(guān)信息進(jìn)行顯示、查詢以及故障提示等功能。通過GIS還可能實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的錄入，并對隧道空間進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并為對隧道內(nèi)部的設(shè)備狀態(tài)以及布局情況等的查看提供技術(shù)支持。

4 在橋梁隧道的健康檢測的管理方面應(yīng)用智能化系統(tǒng)的發(fā)展意義

4.1 降低維護(hù)成本，保障橋梁隧道的安全

建設(shè)橋梁隧道需要巨大的成本投入，而且養(yǎng)護(hù)管理也需要持續(xù)的資金支持，因此應(yīng)盡量延長其使用年限，充分發(fā)揮工程項(xiàng)目應(yīng)有的作用，所以應(yīng)積極加強(qiáng)橋梁隧道檢測管理的智能化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，從而降低維護(hù)成本，減少資金投入，并保證橋梁隧道的使用安全。

4.2 提高對橋梁隧道運(yùn)營的順暢性

利用橋梁隧道的智能管理系統(tǒng)能夠?qū)煌ㄟM(jìn)行更加高效的管理和疏導(dǎo)控制，保證交通的暢通，加大交通的流量，使過往車輛能夠有效減少滯留在橋梁隧道上的時間，減少剎車數(shù)，這樣可以使車輛降低油耗，減少尾氣的排放，從而減少對環(huán)境的污染，并可以在一定程度上對交通堵塞的壓力加以緩解。

4.3 提高管理效率

通過建立智能化的橋隧檢測和管理系統(tǒng)能夠有效的擴(kuò)大對相關(guān)設(shè)施的監(jiān)管范圍和監(jiān)管力度，同時可以促進(jìn)現(xiàn)有信息系統(tǒng)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化程度，建立信息之間的共享或鏈接渠道，從而幫助政府管理部門建立高效的管理機(jī)制和相關(guān)的服務(wù)機(jī)制，提高政府各個職能部門間的協(xié)調(diào)能力。

4.4 為橋梁隧道的運(yùn)行安全提供可靠的保障

智能化的健康檢測管理系統(tǒng)能夠減少在橋梁隧道的管理監(jiān)督方面出現(xiàn)缺失而導(dǎo)致重大安全事故出現(xiàn)的機(jī)率，對于保證人民群主的生命和財(cái)產(chǎn)安全以及維護(hù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生活的穩(wěn)定都具有十分重要的意義。

4.5 降低政府的管理成本

通過建立集成了監(jiān)測、監(jiān)測以及系統(tǒng)化管理的全面智能化管理系統(tǒng)，不僅完善了系統(tǒng)的功能，提高了自動化以及信息化水平，而且極大的促進(jìn)了交通管理部門與相關(guān)單位對信息的共享和利用，對于交通基礎(chǔ)設(shè)施的有效監(jiān)管發(fā)揮了重要的作用，另外還可以防止重復(fù)建設(shè)信息系統(tǒng)，提高資金的使用效率，減少政府的管理成本。

5 結(jié)束語

在橋梁隧道日常的養(yǎng)護(hù)工作中通過建立健康檢測和管理的智能化系統(tǒng)不僅極大的促進(jìn)了養(yǎng)護(hù)效率的提高，同時也改進(jìn)了傳統(tǒng)的管理模式，使對橋隧的管理和養(yǎng)護(hù)工作向著標(biāo)準(zhǔn)化。規(guī)劃化以及制度化的方向發(fā)展，有效的提高了管理的水平和養(yǎng)護(hù)的效率，為橋梁隧道的安全以及運(yùn)行的安全通暢提供了更加可靠的保障。但在目前的橋梁隧道智能化系統(tǒng)的建設(shè)中仍存在一些制約性的因素，比如目前管理系統(tǒng)普遍在結(jié)構(gòu)上存在比較單一的問題，對于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)還沒有進(jìn)行充分的應(yīng)用，在資源共享以及信息傳輸方面還有很大的發(fā)展空間。同時，目前大部分管理系統(tǒng)還停留在對單純的橋梁隧道進(jìn)行管理，而對于與橋梁隧道相關(guān)的道路以及邊坡等交通基礎(chǔ)設(shè)施還缺乏綜合性的管理網(wǎng)絡(luò)。因此還要不斷借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，完善并豐富管理系統(tǒng)，通過綜合性的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來全面提高我國對交通信息的管理水平。

參考文獻(xiàn)：

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