公路橋梁養護中信息化監控技術的應用

摘要：文章針對公路橋梁養護當中信息化監控技術問題展開探討，明確了應用信息化監控技術的意義，簡要探討了公路橋梁養護中信息化監控技術及其系統功能，以及相應監控設備的應用策略，分析了信息化監控系統設計要點，采用案例分析法，對該系統性能進行了評估，最后有針對性地提出了進一步發揮信息化監控技術作用效果的對策。根據研究結果可知，隨著功能設計、模型搭建的逐步深入和完善，可以構建性能良好的公路橋梁養護信息化監控系統，同時通過增加成本投入、制訂信息化管理方案等措施，能夠促使信息化監控技術手段的功能得到充分發揮，強化公路橋梁養護管理效果。

關鍵詞：公路橋梁""養護""信息化""監控技術

中圖分類號：TU753"""文獻標識碼：A

Application"of"Information"Monitoring"Technology"in"Highway"Bridge"Maintenance

WANG"Ji

（Aksay"Highway"Section"of"Jiuquan"Highway"Development"Center"in"Gansu"Province，Aksay，"Gansu"Province，736400"China）

Abstract："This"paper"discusses"information"monitoring"technology"in"highway"bridge"maintenance，"clarifies"the"significance"of"applying"information"monitoring"technology，"briefly"discusses"information"monitoring"technology"and"its"system"functions"in"highway"bridge"maintenance，"as"well"as"the"application"strategy"of"corresponding"monitoring"equipment，"analyzes"the"design"points"of"the"information"monitoring"system，"evaluates"the"performance"of"this"system"by"using"the"case"analysis"method，"and"finally"proposes"targeted"countermeasures"to"further"exertnbsp;the"effect"of"information"monitoring"technology."According"to"research"results，"it"can"be"seen"that"with"the"gradual"deepening"and"improvement"of"functional"design"and"model"building，"a"information"monitoring"system"for"highway"bridge"maintenance"with"good"performance"can"be"built，"and"that"the"functions"of"the"information"monitoring"technology"means"can"be"fully"played"and"the"management"effect"of"highway"bridge"maintenance"can"be"strengthened"by"increasing"cost"input，"formulating"information"management"plans"and"other"measures.

Key"Words："Highway"bridge;"Maintenance;"Information;"Monitoring"technology

隨著現代化信息技術的持續發展，各行各業逐漸朝著信息化方向發展，公路橋梁工程也不例外。除了常見的施工技術控制措施，相應養護工程也是影響公路橋梁質量性能的重要環節。因此，為強化提升公路橋梁養護效果，還應加強對于公路橋梁養護管理方面的重視，做好相應養護管理和監督工作，加強對于信息化監控技術的研究應用，以此保障公路橋梁養護效果，全面提升公路橋梁質量。

1"在公路橋梁養護中應用信息化監控技術的意義

公路橋梁工程作為當前我國重要的基礎設施建設工程，對于建筑行業以及社會經濟發展都有著極大影響，隨著社會的發展和進步，社會各界對于公路橋梁建設的重視程度不斷增加，而公路橋梁養護作為影響工程質量、效率的重要環節，也得到了更多的關注和研究[1]。在當前信息技術日新月異的大背景之下，探索信息化技術在公路橋梁養護當中的應用路徑和策略就成為行業發展過程中的重要研究方向。信息化監控技術在公路橋梁養護當中應用探索的意義和價值主要體現在以下兩個方面：第一，理論方面，信息化監控技術手段能夠幫助強化提升公路橋梁養護管理水平，并以此為基礎對行業發展方向和形勢進行適當調整，有助于完善公路橋梁養護管理體系，并為相關管理人員決策提供可靠參考；第二，現實方面，通過信息化監控技術，能夠實現對于公路橋梁養護工程的全面監控和有效管理，強化提升相關數據信息收集、整理及傳遞的質量和效率，為養護工作的開展提供可靠支持，保障公路橋梁工程水平。

2"信息化監控技術在公路橋梁養護當中的應用分析

2.1"系統性能分析

結合公路橋梁養護施工實際內容和相關工作要求，在應用信息化監測技術的過程中，應著重強調對于公路橋梁養護驗收及使用過程的監控和監督。因此，公路橋梁養護信息化監控系統需要具備以下基礎性能：第一，能夠實現對于公路橋梁使用過程的全程監測，并確保監測得到的相關數據信息的精準性，是公路橋梁養護監測當中的重要內容；第二，監控系統應具備一定的可預測性，能夠結合當地的環境條件、天氣情況以及其他影響因素，對公路橋梁相關病害進行預測分析；第三，能夠結合實際情況，制訂具有較強可操作性的養護方案，提升公路橋梁養護效果，延長公路橋梁使用壽命；第四，公路橋梁養護信息化監控系統還應具備較強的高效性和完整性，以此確保養護實施過程高效、可靠，保障養護工作完整、全面。

2.2"監控設備接入

監控設備是監控公路橋梁養護的重要手段和主要媒介，主要功能在于監控、收集公路橋梁養護相關信息，多通過電子視頻監控設備實現。對此，可在信息化監控系統當中接入環保監測攝像頭，以此實現對于公路橋梁施工過程中的現場的遠程監控，主要監測內容為揚塵和噪聲，通過在普通視頻監控設備上增加顆粒物監測系統，實現對于現場實時監測，并結合公路橋梁項目實際情況，隔離設置監控點，實現全線、無死角監測。環保監測系統不僅具備實時在線監測儀，還包括氣象參數傳感器、視頻監控儀器，以及數據信息采集、存儲、管理等相關功能，能夠對懸浮顆粒物、溫度、濕度、風速，以及風向等相關環境參數進行連續實時監控，一旦發現污染物超標，能夠自動啟動監控設備，并將相關數據信息及時反饋到系統客戶端當中，為后續監管工作的開展提供可靠指導。遠程視頻監控設備在公路橋梁養護工程當中運用，能夠實現對于現場工作人員、設備以及相關物資的實時定位和有效監控，及時獲取環境信息，發現遺漏問題與異常行為，能夠有效提高應急響應速度，實現現場智能化、信息化管理，對于提升公路橋梁養護施工管理水平和施工效率有著積極作用[2]。

3"公路橋梁養護中信息化監控系統設計

3.1"設計思路

根據公路橋梁養護信息化監控需求，結合當前公路橋梁養護管理工作情況，構建智能化監控系統，該系統應具備精準性、可預測性、可操作性、高效性以及完整性特點，并能夠提供數據采集、管理、傳輸、共享功能，滿足日常維護管理需求，并能夠結合公路橋梁養護需求，展開安全管理評價，提供決策輔助、智能化篩選、統計報表輸出等相關功能，同時該系統也應支持PC端與移動端兩種服務模式，實現自動化辦公、智能化管理、信息化查詢，為公路橋梁養護監控管理提供良好支持，以此提升公路橋梁養護監控管理質量和效率。

3.2"功能模塊

基于上述分析和系統設計要求，公路橋梁養護信息化監控系統應具備以下功能及管理模塊。

3.2.1"基礎數據管理模塊

模塊在GIS的基礎上構建而成，不僅能夠進行資產臺賬管理、檔案管理、查詢統計，還能夠對養護站點展開全面管理，以此實現對于公路橋梁全資產、全生命周期的管理和監控。相關數據信息主要包括道路數據、橋梁數據以及附屬和安保設施數據。并具備數據新增、查詢、統計、導入導出，以及編輯、刪除、備注和修改等相關功能。

3.2.2"規劃計劃管理模塊

該模塊能夠實現對于養護工程項目建議書、儲備項目、財務資金等方面的規劃管理，并對投資計劃進行編制、下發、上報以及執行等過程進行全面管理，可劃分為工程計劃管理、工程進度管理、工程資料管理以及項目儲備庫4個部分。

3.2.3"日常維護管理模塊

主要是針對公路橋梁養護工作開展過程中的巡查監管、考核檢查，能夠隨時掌握并了解養護過程中的成本投資、養護巡查完成度以及相關病害的發生和處理情況。該模塊主要劃分為小修保養管理和養護資料管理，其中小修保養包括保養填報和線上審批兩個環節，養護資料管理則主要包括資金管理、資料管理和查詢統計3個部分。

3.2.4"養護工程管理模塊

主要包括計劃管理、維修養護工程管理、健康檢測以及考核管理等多個方面，實現對于養護工程全流程業務的監督、共享以及管理。其中最為主要的是安保監管部分，該部分主要劃分為路橋監管和安保監管，路橋監管包括相關數據信息監管、抽檢項目選擇、檢測結果上傳、監測數據評價；安保監管主要包括安保設施監管和隱患點監管兩個方面。

3.2.5"應急保障管理模塊

對此需要結合交通委應急處置措施以及相關規范要求，建立應急保障體系，以此強化對于公路橋梁養護工作的全面管控和監督，完善事前檢查、事中處理以及事后評估等全過程，并建立應急知識庫，以此進行實時預警和信息報送等[3]。

3.2.6"決策評價管理模塊

該模塊的主要功能就是整合歷年公路橋梁檢測與養護數據，并對路面狀況、路基情況、橋涵構造物、沿線設施等相關指標展開全面系統分析，實現對于公路橋梁情況的綜合研判，再按照相關標準要求，對公路橋梁技術情況進行評價，并構建長期預測模型、養護對策模型等，以此強化提升公路橋梁養護水平。

3.2.7"運維管理模塊

能夠實現對相關臺賬信息、日常檢查維護信息、備品備件，以及修復率、修復情況、故障情況、極端天氣等相關數據信息的統計分析，強化整體數據管控質量和效率。運維管理模塊能夠對所有錄入到系統當中的數據信息進行智能化處理、篩選以及整合，為相關決策的制定提供可靠支持，例如定期輸出相關報表、查詢檢測數據報告，對專項重點項目進行單獨管理和數據信息的統計查詢等。

3.2.8"綜合管理模塊

為不同單位以及不同權限管理人員提供相關管理信息，還可以結合養護工作實際需求以及相關規范，合理優化業務流程，展開綜合管理。

3.2.9其他功能

如懸浮窗展示功能、首頁公路橋梁等級展示功能，智能數據評價功能。

3.3系統模型

結合上述分析結果以及相關系統功能要求，構建信息化監控系統模型和基礎架構，該架構的形成需要以網絡、交換機為信息傳輸媒介，以計算機、服務器為主要載體，在數據庫、應用軟件以及視頻監控技術等的良好融合之下，借助傳感器進行數據信息采集，并對相應視頻數據進行編碼，并得到數據包，將其傳輸到服務器當中，由智能化系統對相關數據信息進行統一處理和綜合判斷，進而形成具有較高可行性以及合理性的養護方案。公路橋梁養護信息化監控系統模型主要包括以下幾個部分：第一，網絡、交換機；第二，由計算機、服務器、數據庫和軟件形成的基礎架構；第三，由傳感器數據、視頻監控數據形成的數據獲取單元；第四，具有精準性、高效性、完整性的系統分析單元；第五，系統傳輸單元。

3.4性能判斷

為保障信息化監控系統的穩定性以及可靠性，還需要對所構建的系統性能進行判定，主要判別公式如下：

St=c0（Ef∪Pr∪In∪Gg∪Op）

式中，St表示養護系統穩定性，當St處于0.75～0.85之間時，表明系統穩定性較好；C0表示綜合指數；Ef表示系統高效性指標；Pr表示系統精準性指標；In表示系統完整性指標；Ge表示系統一般性指標；Op表示系統可操作性指標（系統指標的取值范圍通常在0～1之間）。系統穩定邊界判別條件為：當0lt;St≤1t時，系統處于穩定運行狀態；當Stgt;1時，系統處于失穩運行狀態[4]。

4"案例分析

4.1"項目概況

以某公路橋梁建設項目為例，該項目建設期歷時6年，經過2年驗收后，于2018年正式通車，該公路橋梁總長度為590"m。該公路橋梁中信息化監控養護相關工程設備主要包括軟硬件兩個部分，其中硬件設備主要包括2臺服務器、2臺顯示器、30臺傳感器以及1套操作系統，分別負責鋪設系統地域架構，顯示分析結果，傳輸監控數據、反饋操作指令，以及運行系統；軟件部分主要包括一套數據庫，用于存儲數據，以及一套應用軟件，用于分析處理監控數據。

4.2"性能評估

結合案例工程實際情況以及相關養護要求，將30臺傳感器均勻設置在沿河公路大橋當中的關鍵部位，以此實現對于實際情況的監測和相關數據信息的采集，并為后續公路橋梁養護方案的制定提供可靠支持和有效參考。根據上述分析，在實際公路橋梁項目中運用信息化監控技術的過程中，提取Ef、Pr等相關指標數值，并按照公式St=c0（Ef∪Pr∪In∪Gg∪Op）計算得到公路橋梁養護系統的穩定性，以此判斷養護監控系統運行情況。經計算得到最終St范圍在0.36～0.73之間，其他性能指標也均能夠滿足取值范圍要求，由此可見，該系統的運行穩定性較好，符合公路橋梁養護監控需求。

5"強化信息化監控技術應用效果的有效對策

5.1"制訂信息化管理方案

為強化公路橋梁養護信息化監控技術效果與管理的規范性，各地區應結合公路橋梁養護實際需求，編制專門的信息化監控管理發展規劃方案，確保相關方案的制訂實際管理需求、公路橋梁建設發展之間保持高度一致，以此幫助實現公路橋梁養護信息管理的網絡化、電子化目標，全面提升公路橋梁建設管理水平，延長公路橋梁使用壽命，保障運行安全，為公路橋梁養護信息化監控工作的順利開展奠定良好基礎，指明發展實施方向。

5.2"健全信息化管理制度

就當前我國公路橋梁養護信息化監控發展實際情況來看，缺乏明確規范制度，對此各地區主管部門應加強對于此方面的重視和關注，結合實際公路橋梁養護管理、監控過程中存在的問題，以及信息化發展中遇到的瓶頸，及時采取有效處置和解決措施，并結合實際工作需求，逐漸完善、健全相關制度，盡快形成統一的信息化監控管理標準，以此確保公路橋梁信息化監控管理工作開展過程中，能夠有據可依、有章可循，并保障相關管理部門之間能夠實現數據信息的高效傳輸和協同共享，充分發揮信息化管理的優勢作用。此外，值得注意的是，為保障相關制度、標準的有效落實和規范執行，還需要結合實際情況，落實相應管理責任和職能，確保各參與方都能夠準確落實、履行自身職責，保障公路橋梁養護信息化監控管理能效[5]。

5.3"加大資金的投入力度

資金支持是落實公路橋梁養護信息化監控管理的關鍵性因素，也是實現人才引進、軟件開發維護過程中必不可少的，因此，為強化提升公路橋梁信息化監控技術應用效果，就需要加大資金投入力度。一方面，信息化監控系統的構建需要軟件系統的支持和輔助，而且隨著公路橋梁養護工作的不斷推進和深入，公路橋梁本身的狀態也在不斷發生改變，相關數據信息始終處于動態變化之下，因此，在養護監控過程中，會不斷提出新的要求，需要對軟件系統進行定期更新和維護。另一方面，在應用信息化監控系統的過程中，養護管理模式、執行方法以及技術要求等發生了極大的變化，對于各類工作人員的能力、素質要求逐漸提高，不僅要具備基礎公路橋梁養護相關知識與管理能力等，同時也需要具有計算機操作運用能力，因此，為保障信息化監控技術應用效果，需要加強對于人才的引進和培養，構建專業團隊，而這些都需要資金支持，因此加大資金投入力度是十分有必要的。

5.4"夯實信息化基礎建設

加強信息化基礎建設是應用信息化監控技術展開公路橋梁養護管理的必經之路，對于公路橋梁養護管理監控效果有著直接影響。在此過程中，應著重從以下幾個方面入手。第一，積極開發智能化監控管理信息平臺，加強對于內網與外網的有效融合，對此需要各區級單位構建外網以及內網兩種公路橋梁養護數據信息展示方式，并形成智能化信息平臺，以此強化公路橋梁養護宣傳管理以及交流效果，發揮信息化平臺溝通、共享的作用，提升公路橋梁數據信息的透明度以及傳輸的高效性，促使智能化平臺能夠參與到公路橋梁養護全過程當中。第二，建立公路橋梁基礎信息庫，實現數據開放共享，為各部門參與公路橋梁養護管理工作奠定良好基礎，提供一手資料，解決信息孤島困境，促使公路橋梁養護相關數據信息的價值得到最大程度發揮，形成完整、開放的數據庫，全面提升養護管理工作效率。第三，加強對于遠程電子監控設備的應用，將傳統被動管理模式轉變為主動管理，強化公路橋梁養護工作質量和效果，提升公路橋梁養護管理的智能化、信息化水平，在重要施工節點加強遠程視頻監控設施的布置，并通過互聯網實時監控現場施工情況，實現可視化管理，更好地保障公路橋梁養護施工質量、安全以及進度情況，例如：安裝360°可旋轉高清視頻遠程監控設備，實現全路段、無死角實時監控，避免養護工程施工過程中出現各種質量、技術、材料問題，降低返工情況出現的概率，全面保障公路橋梁養護信息化監控技術應用效果[6]。

6"結語

交通事業的發展使得公路橋梁建設項目不斷增多，為全面保障公路橋梁使用運行的安全性和穩定性，應加強對于公路橋梁養護方面的重視和監控管理，對此可借助信息化監控技術，構建相應信息化監控系統與可視化數據信息共享平臺，實現對于公路橋梁養護工程的全流程監控，在保障該監控系統穩定性的前提下，結合公路橋梁養護管理與監控需求，明確系統功能，科學劃分功能模塊、構建系統模型，并對監控系統的穩定性能進行評估，以此確保公路橋梁養護信息化監控的有效性。

參考文獻

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[3] 楊晶，王麗園，劉興東，等.高速公路全生命周期智慧巡養管理系統設計與實現[J].公路，2021（11）：328-334.

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[5] 劉勇，徐峰，張超，等.基于BIM的高速公路橋梁養護綜合管理系統設計[J].自動化儀表，2021（10（：106-110.

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