互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 炬

(湖南梅溪湖建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410000)

本文所設(shè)計(jì)的公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)主要采取信息化技術(shù)作為基礎(chǔ)，充分利用計(jì)算機(jī)所具有的數(shù)據(jù)處理能力，利用智能終端設(shè)備可以有效進(jìn)行橋梁檢測數(shù)據(jù)的管理和分析，可大大提升橋梁檢測工作效率以及質(zhì)量，使得橋梁檢測向著更加自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的方向轉(zhuǎn)變。

1 公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)的基本概述

公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)主要含有服務(wù)器(Web)端應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)采集客戶端App兩部分。不同部分涉及到的技術(shù)內(nèi)容有所差異，其中Web端服務(wù)器采取的是B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)采集客戶端App為了滿足不同系統(tǒng)智能終端設(shè)備需求采取了HTML5技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)所具有的功能如圖1所示。

圖1 公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)功能圖

系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)采集管理以及統(tǒng)計(jì)分析，以此實(shí)現(xiàn)對橋梁技術(shù)情況評定以及檢測評定報(bào)告的編制。

2 公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)研究

2.1 公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)Web端研究

此部分的功能是公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)最基本、最主要的性能之一。

第一，公路橋梁數(shù)量不斷增加，造成信息統(tǒng)計(jì)復(fù)雜，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。此系統(tǒng)能夠更加高效的新型數(shù)據(jù)管理，用戶能夠按照公路路線的不同形成項(xiàng)目，之后在此項(xiàng)目內(nèi)建立起不同年份的檢測任務(wù)。通過此種管理模式，能夠?qū)蛄盒畔?shí)施明確的分類，并且用戶能夠方便的對橋梁動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)變化實(shí)施比對，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁的動(dòng)態(tài)管理；

第二，此部分功能可以完成信息新建、編輯以及修改等操作，能夠?qū)蛄簷n案信息、病害信息、文檔和圖片等信息錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，能夠通過excel等將橋梁信息進(jìn)行批量導(dǎo)入，從而減少大量的手工操作，確保信息的準(zhǔn)確性。

2.2 統(tǒng)計(jì)查詢

此部分的功能在于實(shí)現(xiàn)病害的統(tǒng)計(jì)以及橋梁信息的查詢，用戶能夠更加直觀的了解到檢測任務(wù)重病害的情況以及檢測進(jìn)度情況，也能夠按照給定的條件獲取滿足要求的橋梁信息。類似于數(shù)據(jù)管理功能，用戶也可以通過excel表格進(jìn)行信息的輸出，確保項(xiàng)目負(fù)責(zé)人能夠更加準(zhǔn)確、及時(shí)的了解檢測項(xiàng)目情況，從而為方案的決策提供依據(jù)。

2.3 檢測評定

此系統(tǒng)具有橋梁構(gòu)件病害級別的病害量化評分模型，先要對項(xiàng)目中累積的橋梁病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并列出病害類型表。將每個(gè)病害信息設(shè)置最高標(biāo)度，之后按照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的病害評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，在此過程中要給出相應(yīng)的評分描述情況，節(jié)省了用戶對照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的環(huán)節(jié)。在對構(gòu)件病害進(jìn)行相應(yīng)評分的基礎(chǔ)上，可以參照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中分層綜合評定算法(如圖2所示)計(jì)算出橋梁構(gòu)件、部件、子橋和全橋技術(shù)情況。

圖2 分層綜合評定算法框架

一般情況下是按照如下方式來進(jìn)行的：首先遵照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定橋梁構(gòu)件的具體情況，之后通過分層綜合評定的方式評定相應(yīng)部件的情況，包括橋梁部件、橋面系、上下部機(jī)構(gòu)等等，在此基礎(chǔ)上最后要完成橋梁總體的技術(shù)評定。通過此種方式可以提升橋梁檢測的準(zhǔn)確性及可靠性，能夠提升橋梁檢測的詳細(xì)性，能夠通過自動(dòng)化的計(jì)算方式進(jìn)一步提升評定的效率以及科學(xué)性。若是單個(gè)橋梁具有多種結(jié)構(gòu)形式，那么需要按照結(jié)構(gòu)形式的不同進(jìn)行針對性的評定，分別對各評定單元進(jìn)行橋梁技術(shù)狀況的等級評定。

2.4 報(bào)告的編制

系統(tǒng)中的報(bào)告編制模塊可以進(jìn)行橋梁檢測數(shù)據(jù)的采集，利用檢測報(bào)告模板能夠?qū)?bào)告的格式、框架以及內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，從而實(shí)施橋梁檢測報(bào)告編制。所形成的報(bào)告內(nèi)容主要有：橋梁概況、構(gòu)件劃分及編號方法、橋梁技術(shù)狀況評定方法、檢測結(jié)果匯總、技術(shù)狀況評定、病害成因分析、病害維修加固處置建議等等。

系統(tǒng)可以通過Word模板模板以及所具有的書簽功能實(shí)現(xiàn)報(bào)告文件的編制，可以形成Word以及PDF的文件格式，同時(shí)能夠進(jìn)行用戶的在線瀏覽。通過不同的格式文件能夠形成定制性的文件形式，可以先形成Word格式的文件，之后將其轉(zhuǎn)換成為PDF以及HTML文件，可以在不安裝插件的情況下在線瀏覽報(bào)告。系統(tǒng)可以利用第三方開源的類庫進(jìn)行Word文件讀寫，同時(shí)能夠?qū)ord文件和HTML文件實(shí)施轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)中沒有采取Com自動(dòng)化技術(shù)，這樣能夠避免很多問題，例如Com技術(shù)操作Word文件加載獨(dú)立進(jìn)程較慢、容易發(fā)生錯(cuò)誤、較難控制、服務(wù)器部署配置復(fù)雜等方面的問題。報(bào)告的具體內(nèi)容以及流程如圖3所示。

圖3 報(bào)告編制流程圖

2.5 系統(tǒng)管理

用戶可以利用此功能模塊進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)資源訪問權(quán)限的設(shè)定，包括添加、修改、刪除等等，同時(shí)能夠?qū)ο到y(tǒng)主題、菜單以及圖表等進(jìn)行設(shè)置。在系統(tǒng)管理中，有關(guān)管理人員需要對數(shù)據(jù)字典進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，特別是要加強(qiáng)公路橋梁病害基礎(chǔ)知識庫方面的維護(hù)。

3 公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集客戶端App分析

3.1 技術(shù)框架

本文所設(shè)計(jì)的公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集客戶端App采取的是HTML5技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，客戶端可以進(jìn)行離線使用，一旦存在網(wǎng)絡(luò)就可以將相應(yīng)數(shù)據(jù)同步到服務(wù)器端，能夠滿足不同類型系統(tǒng)的設(shè)備使用。本文所設(shè)計(jì)的客戶端App采取的是Ionic框架，Ionic是一個(gè)專注于用WEB開發(fā)技術(shù)，基于HTML5創(chuàng)建類似于手機(jī)平臺原生應(yīng)用的一個(gè)開發(fā)框架，綁定了AngularJS和Sass。這個(gè)框架的目的是從web的角度開發(fā)手機(jī)應(yīng)用，基于PhoneGap(Cordova)的編譯平臺，可以實(shí)現(xiàn)編譯成各個(gè)平臺的應(yīng)用程序，具有很好的跨平臺性能。

3.2 系統(tǒng)功能

客戶端App的系統(tǒng)功能主要在于兩方面，分別是“數(shù)據(jù)采集”以及“橋梁位置導(dǎo)航”。

第一，數(shù)據(jù)采集。主要功能包括：對于橋梁基本信息的現(xiàn)場核驗(yàn)、對于橋梁病害信息和照片等的采集；

第二，橋梁位置導(dǎo)航。可以進(jìn)行橋梁位置標(biāo)記以及位置導(dǎo)航，更便于在檢測現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)橋梁位置的查找。

3.3 離線使用

由于公路橋梁檢測現(xiàn)場大多處在相對偏遠(yuǎn)的高速公路中，很難獲得效果較好的無線網(wǎng)絡(luò)信號，同時(shí)采取移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要消耗較多的流量資源，因此絕大多數(shù)情況下客戶端App需要在離線情況下來使用。

本文所設(shè)計(jì)的客戶端App能夠在離線情況下實(shí)施數(shù)據(jù)采集，并且可以將數(shù)據(jù)暫存在本地設(shè)備當(dāng)中，一旦具有較好的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)就可以將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。隨著橋梁工程規(guī)模和數(shù)量的上升，需要檢測的項(xiàng)目和內(nèi)容不斷增加，這也造成了數(shù)據(jù)量的猛增，客戶端App可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施數(shù)據(jù)的管理。為了減少存儲空間的限制，可以將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的項(xiàng)目數(shù)據(jù)刪除，從而留有足夠的空間。

3.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

本文所設(shè)計(jì)的客戶端App采取的是PouchDB實(shí)現(xiàn)離線數(shù)據(jù)的存儲，PouchDB是一種瀏覽器內(nèi)數(shù)據(jù)庫，允許應(yīng)用程序在本地保存數(shù)據(jù)，以便用戶即使在離線狀態(tài)下也可以享受應(yīng)用程序的所有功能。另外，數(shù)據(jù)在客戶端之間進(jìn)行同步，因此用戶可以隨時(shí)隨地保持最新狀態(tài)。此數(shù)據(jù)庫比較適合應(yīng)用在基于瀏覽器的可離線存儲當(dāng)中，能夠隱藏不同瀏覽器的存儲細(xì)節(jié)。通過此種方式能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，包括：數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、查詢、復(fù)制以及刪除；數(shù)據(jù)庫信息的查詢以及變化情況的監(jiān)控；文檔創(chuàng)建、獲取以及更新。

4 結(jié) 語

本文所設(shè)計(jì)的公路橋梁檢測與分析系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提升橋梁檢測工作的標(biāo)準(zhǔn)化程度，能夠提升分析的準(zhǔn)確性和速度。另外，通過數(shù)據(jù)采集客戶端可以對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行規(guī)范，更便于數(shù)據(jù)管理。通過本文的介紹能夠?qū)窐蛄簷z測和分析提供一定參考和幫助。