信息化監(jiān)控技術在高速公路橋梁周期性養(yǎng)護中的有效應用

李貝貝

平頂山市路泰公路養(yǎng)護有限責任公司 河南 平頂山 467099

引言

在多方面因素的影響下，高速公路橋梁在運行階段會不可避免地出現病害問題，倘若處理不及時，輕則對路橋工程的功能體現產生影響，重則威脅到民眾行車安全。所以需強化周期性養(yǎng)護工作，通過全面檢測、定期維修加固處理來實現對病害問題的有效規(guī)避。而傳統(tǒng)養(yǎng)護管理手段無法滿足實際需求，需借助信息化監(jiān)控技術來創(chuàng)新養(yǎng)護模式，依托于周期性養(yǎng)護來促進高速公路橋梁的可靠、安全運行。

1 高速公路橋梁養(yǎng)護現狀

隨著我國高速通行需求的不斷增高，公路橋梁的養(yǎng)護管理越發(fā)受到交通單位的重視，但在認知偏差、技術限制等因素的影響下，當前公路橋梁養(yǎng)護存在以下問題：①數據過于分散。通常情況下，公路橋梁自建設至運營階段會產生大量數據信息，而因部分單位未重視對信息化技術的持續(xù)引進，導致當前公路橋梁養(yǎng)護管理期間相關數據資料呈現出分散化、零碎化情況，難以做到在養(yǎng)護作業(yè)期間進行數據信息的及時檢索查詢，甚至因數據信息不全、不準影響到養(yǎng)護質量[1]。②養(yǎng)護流程不合理。養(yǎng)護流程控制與公路橋梁能否實現穩(wěn)定運行之間存在密切關聯(lián)。而現階段高速路橋養(yǎng)護工作的實際開展，其中病害信息采集、上傳、分析，以及驗收管理、病害治理等流程存在“各自為戰(zhàn)”的問題，在具體養(yǎng)護過程中時常出現程序“后補”情況，因各流程環(huán)節(jié)未保持密切連接狀態(tài)，導致養(yǎng)護作業(yè)開展受到較大限制[2]。

2 高速公路橋梁周期性養(yǎng)護中信息化監(jiān)控技術應用

工程概況：渝黔高速作為連接廣東、貴州的主要通道之一，分別于2001年、2005年完成對一期、二期的建設，本文以K1015+105、K1105+855作為起點與終點，總長度約為90km，該路段內分布涵洞197座、主線橋梁79座、隧道7座、上垮橋75座、路塹邊坡336處。本文以該項目為例，闡明信息化監(jiān)控技術在周期性養(yǎng)護中的具體實施。

2.1 管理系統(tǒng)構建

基于周期性的公路橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)建構，可實現在運行階段進行智能化、全面化、實時化監(jiān)控監(jiān)管，對公路橋梁結構安全、運行狀態(tài)數據進行實時獲取，進而為周期性養(yǎng)護作業(yè)計劃的科學編制提供參考。為保證其健康監(jiān)測系統(tǒng)的構建符合實際養(yǎng)護要求，需在系統(tǒng)設計時做到對以下模塊的有效設置：

2.1.1 病害庫。即依據養(yǎng)護需求在系統(tǒng)內設置病害數據庫，受到運行環(huán)境復雜、天氣變化、行車荷載等方面的影響，使得高速公路橋梁在使用期間不可避免的出現病害問題。為實現對病害數據的全面存儲與有效利用，需在構建健康監(jiān)測系統(tǒng)時進行病害數據庫的增設，并以病害庫為載體對信息化監(jiān)控期間獲取的相關數據信息進行存儲[3]。同時，其他功能庫的使用與運營，均需以病害庫中相關數據的獲取為前提。

2.1.2 項目庫。通常情況下，需以病害庫數據篩選、標記為前提來為項目庫提供數據支撐。同時，項目庫還可發(fā)揮數據緩沖的作用，以維修計劃制定為例，管理人員可直接對項目庫中篩選數據的獲取，避免因人員在病害庫中頻繁檢索影響到公路橋梁的養(yǎng)護效率。同時，還可利用項目庫對計劃庫數據進行備選處理。通過對項目庫模塊的有效設置，可實現在周期性維護過程中依據“輕重緩急”原則進行相關數據的自動篩分組合，運行期間按相關指令對病害庫數據進行結構性拆分，經模糊查詢與多維組合處理后進行數據有效提取與組合，以實現借助項目庫對公路橋梁病害問題進行全局直觀化展示，幫助相關人員全面掌握橋梁病害程度與位置，做到在信息化監(jiān)控期間依托于項目庫對病害數據進行快速提取，為周期性養(yǎng)護作業(yè)的高效化開展提供助力[4]。

2.1.3 計劃庫。需依據周期性養(yǎng)護需求的分析，結合對計劃庫的設置來促進健康監(jiān)測系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。依托于對計劃庫的增設，可基于相關數據獲取來制定年度報批計劃，并以病害嚴重性、緊迫度為基準進行病害評估，綜合分析后確定最緊急的病害數據，參照其分析結果來確定年度維修計劃。同時，其他數據會在項目庫中保持持續(xù)滾動的狀態(tài)，而管理人員需重視對病害數據變化的密切關注，進而為備選年度計劃的科學編制提供參考。基于對年度計劃的編制與提交，決策庫可依據年度計劃內容進行維修方案的自動生成[5]。

2.1.4 決策庫。對于健康監(jiān)測系統(tǒng)中決策庫的設置，其作用主要是對病害案例的成因進行分析，并自動生成維修方案。以相關規(guī)定為參照進行數據信息的分類，基于對內存匹配信息的確定，通過對應錄入數據實現對維修方法的生成，同時在充分考慮價格、病害程度、范圍、大小等方面的前提下，自動生成契合實際維護情況的維修概算。

2.1.5 管理工具。要想最大化發(fā)揮出公路橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的功能與作用，需結合以下幾點來完善對管理工具的設置：①篩選。即對數據庫中海量數據信息采取多樣化形式進行定位確定，接著按固定流程進行病害信息的排序、查詢、拆分，標記提取后自動進行病害數據信息的規(guī)范化整合與存儲。以篩選條件的逐步確定為基礎，可實現對海量數據的精準篩選，最終實現將所需的數據信息縮小至一定范圍內，確保其篩選數據符合病害情況特點[6]。結合對篩選工具的有效應用，可幫助管理人員做到對病害數據的高效化、精準化提取利用，實現立足全局視角進行病害范圍、發(fā)展的有效把控。②統(tǒng)計。主要是以計劃庫、病害庫、項目庫相關數據轉化處理為前提，利用統(tǒng)計工具對相關數據進行全面整理。在實際公路橋梁周期性養(yǎng)護過程中，相關人員可利用統(tǒng)計工具對功能庫中庫存數據進行科學分類與整合，以此為依據進行病害程度鑒定，并為維修狀況確定、病害動態(tài)發(fā)展趨勢等方面的研究提供數據支撐，并以統(tǒng)計圖的形式為周期性維護的開展提供參考。③標記。健康監(jiān)測系統(tǒng)運行期間可借助該工具對檢索結論進行有效存儲，在病害庫數據瀏覽過程中，相關人員可采取不同標簽對檢索后的關聯(lián)數據進行標記，可實現對備選數據優(yōu)先等級的確定，不僅有助于促進項目庫、計劃庫的功能發(fā)揮，亦可為公路橋梁周期性養(yǎng)護的高效率開展提供技術支撐[7]。

2.2 系統(tǒng)主要功能

結合對路橋周期性養(yǎng)護要求的分析，將系統(tǒng)功能設置為：

2.2.1 橋梁基礎數據庫管理。即監(jiān)測系統(tǒng)涉及對基礎數據庫的建構，其錄入信息囊括橋梁名稱、中心樁號、跨徑組合、橋梁類型、上部結構、橋梁代碼、下部結構、橋梁正立面、所屬路線、建設年代、橋梁卡片、養(yǎng)護維修歷史等[8]。依托于基礎數據庫的設置，可實現對橋梁相關信息進行批量化的導入、導出處理，進而為周期性養(yǎng)護工作的有效開展提供支撐。需注意，要想最大化發(fā)揮出數據庫的作用與價值，需要提高對系統(tǒng)標準化問題解決的重視度。即以相關標準化指令為參照，對橋梁及其構件進行編碼處理，并以字典化為基準進行信息數據的有效配置。在基礎信息錄入，可按照橋梁結構、部位、子部件、構件的層級順序進行。

2.2.2 巡查檢查。即對公路橋梁養(yǎng)護增設巡查檢查功能，在日常養(yǎng)護作業(yè)期間對橋梁變化情況進行數據采集，并為經常性、日常檢查作業(yè)的開展提供數據支撐。傳統(tǒng)手寫紙記方法的應用已經無法滿足橋梁周期性養(yǎng)護作業(yè)的開展需求，對此可結合健康監(jiān)測系統(tǒng)運行需求的分析，進行移動App程序的開發(fā)。在日常巡檢、檢查過程中，可以標準字典管理為基準，要求維護人員借助App移動端來優(yōu)化其作業(yè)開展，確保橋梁數據信息的采集符合格式規(guī)范要求，促進巡檢巡查作業(yè)的一致性、規(guī)范性開展。同時，可通過對巡查檢查功能的合理設置，進一步提升橋梁養(yǎng)護作業(yè)的規(guī)范化開展，并按照統(tǒng)一標準進行數據采集[9]。另外，倘若在養(yǎng)護期間發(fā)現橋梁出現病害問題，人員可借助App移動端程序對橋梁異常情況及時上報，并利用健康監(jiān)測系統(tǒng)對橋梁維護情況進行動態(tài)跟蹤維護，進而加強周期性養(yǎng)護質量控制。此外，為進一步強化檢查數據的質量控制，可在巡檢巡查過程中選擇點選作業(yè)模式，要求維護人員利用軟件對橋梁病害的圖片、文字、視頻等進行采集，并支持相關人員以Web端為載體對巡檢軌跡進行實時檢查，通過加強人員監(jiān)督管理來達到提升養(yǎng)護質量的目的。

2.2.3 養(yǎng)護工程管理。監(jiān)測管理系統(tǒng)中養(yǎng)護工程管理功能的設置，可結合周期性養(yǎng)護需求的分析，設置養(yǎng)護工程招標、進度管理、計劃制定、合約管理、計量支付、質量管理、工程驗收等模塊，在實際養(yǎng)護作業(yè)期間，管理人員可提前進行相關條件的設定，利用系統(tǒng)對養(yǎng)護維修進行任務自動派發(fā)與跟蹤，以期借助上述功能來提升橋梁病害處理水平，并促進各養(yǎng)護環(huán)節(jié)的密切銜接，為橋梁養(yǎng)護中檢測、檢查到決策、施工、驗收等環(huán)節(jié)創(chuàng)設閉合環(huán)境，

2.2.4 可視化展示。主要是借助GIS、BIM技術做到對高速公路橋梁的三維建模，依托于GIS技術應用，可幫助管理人員進行橋梁屬性、空間數據的查詢，以實現對橋梁位置的精準定位。同時，其養(yǎng)護項目結構、技術情況可利用GIS地圖進行全局體現，具體包括病害分類標記、結構信息展示、病害查詢展示、實時交互等。在實際周期性養(yǎng)護管理期間，管理人員可通過對GIS的關聯(lián)應用，對結構信息、技術情況、養(yǎng)護單位、巡檢結果、人員分布、統(tǒng)計展示、應急預警等方面信息的客觀展示。而基于數據庫與BIM技術的結合，可通過三維模型建構來促進橋梁信息的直觀化、立體化展示，以幫助養(yǎng)護人員對橋梁病害情況、位置等的直觀了解，無須借助大量報表、報告，即可實現對周期性養(yǎng)護相關信息的全面展示[10]。基于三維平臺的應用，可實現對橋梁結構的縮放、漫游、旋轉等操作控制，且人員可通過構件點擊來獲取相關參數信息，具體包括病害問題、維護數據等。通常情況下，高速公路橋梁隱蔽區(qū)域同樣存在病害出現的可能，對此可依托于三維模型的建構，以更為直觀的方式來客觀、全面反映出橋梁病害問題，同時利用不同顏色進行標記，可幫助管理人員快速對橋梁病害問題進行分類，進而為周期性養(yǎng)護工作的高水平開展提供支撐。

3 結束語

綜上所述，周期性養(yǎng)護工作水平與高速公路橋梁能否安全、可靠運行之間存在密切關聯(lián)。鑒于此，為促進周期性養(yǎng)護工作的高質量開展，需在明確掌握橋梁養(yǎng)護特點的前提下，借助信息技術來構建健康監(jiān)測管理系統(tǒng)，以期做到對周期性養(yǎng)護工作的全面覆蓋，在促進橋梁病害動態(tài)化、信息化監(jiān)管的同時，為橋梁養(yǎng)護工作有效開展提供技術支撐。