江陰大橋數字化建設的探索與實踐

文/江蘇揚子大橋股份有限公司 饒建輝

江陰大橋是我國首座跨度超千米的特大型鋼箱梁懸索橋，自開通運營以來，交通流量與日俱增。大流量、重載荷的交通現狀給江陰大橋的管養帶來嚴峻的挑戰。為此，大橋管理者們奮發進取、攻堅克難，借助于現代信息技術，在江陰大橋數字化建設的道路上不斷探索與實踐，逐步形成了目前“一個中心、多個平臺”的信息化管理體系。

江陰大橋的挑戰

江陰大橋自1999年9月開通運營以來，交通流量逐日遞增，至2008年底累計過橋車流量突破1億輛，至2013年底累計過橋車流量達2億輛，至2017年10月底，累計過橋流量突破3億輛。江陰大橋累計過橋車流量從建成通車到突破1億、2億和3億輛分別間隔了9年、5年和4年的時間，在未來一段時間仍將保持增長的趨勢。截至目前，江陰大橋日均過橋流量已達9.07萬輛，大流量、重載荷的交通現狀給江陰大橋的管養帶來了嚴峻的挑戰。

營運管理的挑戰。過度飽和的交通流量給大橋營運管理帶來巨大的壓力。大流量下偶發的交通事故極易引發嚴重擁堵，大橋管理單位需要及時處理橋面交通事故，而事故處理要求指揮調度中心、排障大隊、養護大隊和交巡警等相關部門高效聯動。針對節假日期間的高峰出行，大橋管理者需對橋面交通流量變化趨勢作出預判分析，做好應急準備。同時，需要加強與周邊路網的協調，合理疏導交通流量。

江陰大橋累計過橋流量統計

工程養護的挑戰。車流量的不斷增長，加速了江陰大橋橋面鋪裝、鋼箱梁、吊索和伸縮縫等橋梁構件的損傷累積，橋梁檢查、養護作業逐漸常態化。面對日益攀升的交通流量，橋面養護作業的交通管制和施工安全承受著巨大壓力，養護施工也要求及時、高效，以盡快解除交通管制，恢復橋面正常通行。

江陰大橋面臨營運管理和工程養護的雙重壓力，管理者在管理方法上做出過各種探索與創新。在營運管理方面，收費廣場的交通渠化措施有效改善了收費廣場車輛擁堵的現狀，提高了通行效率。橋面養護施工則選擇夜間施工，避開白天繁忙的交通流量，一些維修材料也采用快凝、早強的新材料，減少養護時間，盡快恢復交通。

江陰大橋信息化管理體系

然而，這些做法是不夠的，或者說是單一的，缺乏營運管理和工程養護等各個部門的整體聯動，也沒有從高速路網一體化的視角、高度綜合考慮。江陰大橋多年積累的營運養護數據，需要如何分析？從這些數據中可以得到哪些啟示？怎樣利用分析這些大數據，以指導目前和將來的營運養護管理？長期的營運管理和工程養護經驗，讓管理者意識到大橋的營運管理和工程養護是相互影響的，整個高速公路路網是一體的、牽一發而動全身。大橋的交通流量受橋面和周邊路網養護作業的影響，而交通流量的變化規律又約束著橋面的養護作業。

面對這樣一個有機的、復雜的路網系統，以及長期積累的大量營運管理和工程養護等方面的數據，只有致力于江陰大橋的信息化建設、打造數字大橋，才是解決“大流量、重載荷”管養難題的出路。為此，大橋管理者們在江陰大橋數字化建設的道路上不斷探索與實踐，逐步形成了目前“一個中心、多個平臺”的信息化管理體系。

一個中心 多個平臺

江陰大橋數據中心。以現運行的內外網絡系統、安全系統，收費、監控、稱重等業務系統為基礎，進行整體規劃與建設，開發相應的服務器系統，數據采集、存儲、交換與分析系統，采用數據倉庫技術重組和整合所有可涉及的業務數據，最終形成綜合全面的數據處理分析平臺，即江陰大橋數據中心。數據中心內嵌的ETL數據處理系統，實現了與現有的生產調度指揮平臺、運維管理平臺、結構健康監測系統等各個平臺的對接，與各平臺進行數據交換、處理和分析，同時也為未來開發的系統預留了接口。江陰大橋數據中心目前有流量、收費、稱重和工程維護等8個主題，并具有形成各類報表、報告的功能，為各類用戶深化業務管理提供了好用、易用的幫助與支持，為江陰大橋進行綜合全面的營運養護決策提供了科學的數據支撐。

生產調度指揮平臺。對江陰大橋監控中心現有的監控系統進行整合，開發排障、養護的車載和單兵系統，以及交巡警和交通執法大隊的信息終端，建設江陰大橋即時信息交互的平臺，即江陰大橋生產調度指揮平臺。生產調度指揮平臺的開發，以事件為驅動，突出特情處置，將情報板、攝像機視頻、廣播系統、路況信息系統、短信群發系統和調度指揮系統等融合起來，實現事件的快速錄入與指令下發，以及路況視頻與現場信息的共享，并可自動生成事件報表，將相應的視聽資料歸檔。江陰大橋生產調度指揮平臺實現了指揮調度中心與排障大隊、養護大隊及收費營運系統的高效聯動，同時通過資源共享，與交巡警、交通執法大隊、120、消防等協作單位進行即時信息交互，為重大事件處理、即時信息共享與發布提供了一體化平臺，最終提高了江陰大橋特情事件的處理效率，提升了江陰大橋指揮調度的管理水平。

江陰大橋生產調度指揮平臺框架

江陰大橋BIM模型

運維管理平臺。運維管理平臺是對現有內外場軟硬件設施的運行狀態進行監控、記錄、存儲、告警和展示的系統。監控的外場設備包括除濕機、攝像機、結構健康監測傳感器、情報板等，監控的內場設備包括機房的動力環境設備、網絡設備、服務器主機等。該平臺應用自動化監測和告警技術，全面、可視、實時地監測內外場設備和軟件的運行狀態，及時發現各類問題和瓶頸，準確、快速地定位故障產生的根本原因，同時利用界面、短信、郵件等方式向相關人員發送告警信息。

工作人員可根據發出的告警信息及時做出響應，減少因系統停機、重要數據信息丟失等造成的業務停頓。江陰大橋運維管理平臺實現了由傳統的“后知后覺”的人工巡檢方式，經由“先知先覺”的自動感知與告警提醒，向“不知不覺”的運維方式的順利過渡與轉變，大幅提高了運維管理工作的效率。

全景可視化數字橋梁養護信息系統。江陰大橋全景可視化數字橋梁養護信息系統是為實現江陰大橋養護工作信息化、規范化和便捷化而開發的養護信息系統。該系統由管理看板子系統、養護管理子系統、養護執行子系統、移動終端App和3D可視化子系統組成，主要功能包括橋梁的巡檢工作管理、病害錄入、維修工作管理、技術狀況評定、基礎數據管理、數據分析統計和3D可視化展示等。該系統采用“互聯網+”、大數據等新一代信息技術，充分考慮了養護管理工作的實用性，主要特色包括依據江陰大橋養護經驗單獨定制開發近30個病害錄入頁面；具有橋梁病害跟蹤功能，方便查詢病害的發展軌跡；對各類養護信息進行統計分析并形成專業化、直觀化的圖表；在3D模型上直觀顯示橋梁的構件信息和病害信息。

江陰大橋全景可視化數字橋梁養護信息系統總體構思先進、合理實用、開放兼容，滿足了江陰大橋精細化管理的需求，強大的養護信息統計分析功能促進了橋梁養護管理決策的科學化。

其他已開發且正在使用的還有江陰大橋安全管理平臺、結構健康監測系統、表觀圖像處理技術系統等。

新的探索與展望

在交通運輸行業信息化技術快速發展的大背景下，江陰大橋數字化建設的探索與實踐也長期持續著，如將BIM技術與橋梁養護相結合，開發基于BIM技術的江陰大橋養護管理系統；建設企業數字檔案室，開發與當前各管理系統相對接的檔案管理系統，實現無紙化歸檔，而江陰大橋數據中心所采用的ETL數據處理系統，具有較好的兼容性，為這些正在開發的新系統預留了數據接口。

回顧過去，江陰大橋在“大流量、重載荷”管養難題的巨大壓力下，走出了“一個中心、多個平臺”的數字化建設道路。江陰大橋的管理者們將在打造數字大橋、智能大橋的道路上持續探索、不斷創新，把中國長大橋梁的管養水平推向新的高度。