桥梁养护管理系统技术交流PPT课件.ppt

高速公路桥梁养护管理系统 ChinaExpresswayBridgeManagementSystem 技术交流 交通部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司 2007年7月中国河北 1 介绍内容 1 我国桥梁养护概况2 高速公路桥梁管理系统 2 1 我国桥梁养护概况 我国公路建设迅猛发展2005年公路总里程193 05万公里 是建国初期的23倍 桥梁总数约33 66万座 1474 75万延米 是1980年的约4倍 2005年 高速公路通车里达41005公里 不含港澳台 居世界第二 我们用10年时间完成了发达国家40年的历程 2005年底 公路营运汽车达733 22万辆 2006年3月底 全国机动车总量达到1 48亿辆 3 按技术等级分 高速公路4 10万公里一级公路3 84万公里二级公路24 64万公里三级公路34 47万公里四级公路92 13万公里等外公路33 88万公里 4 桥梁建设情况 5 桥梁状况 全国公路桥梁33 66万座 1474 75万延米特大桥梁876座 145 96万延米大桥2 33万座 512 53万延米中桥7 17万座 394 00万延米小桥24 07万座 422 53万延米 6 我国危桥数量 7 桥梁养护工作目的 保持桥梁处于正常使用状态保证行车畅通 安全 8 桥梁养护流程图 9 我国目前桥梁养护管理的问题 养护资金不足技术手段落后 基础工作薄弱重视程度不够建设管理与养护管理脱节车辆超限超载情况影响严重 10 西部课题 桥梁养护 监测方面 公路旧桥检测及维修加固技术在用预应力连续梁 连续刚构桥箱梁开裂成因及处治技术研究既有桥梁结构测试数据采集优化 识别及安全评价技术研究桥梁无线检测技术的研制与开发梁桥安全预警技术的研究大 中跨径混凝土桥梁预应力检测技术研究桥梁耐久性关键技术研究 11 2 桥梁管理系统 2 1桥梁管理系统概念2 2国内外发展概况2 3CBMS采用的技术2 4桥梁分类 分级管理模式2 5CEBMS2003系统介绍2 6CBMS3000系统介绍 12 2 1桥梁管理系统概念 桥梁管理系统是一门综合管理技术 它基于桥梁结构工程 病害机理 检测技术和数据采集技术 并运用计算机系统所提供的数据处理功能 评价决策方法和管理学理论 对现有桥梁进行状况登记 评价分析 投资决策和状态预测 13 14 15 2 2国内外发展概况 16 PONTIS 17 PONTIS 采用关系数据库存储数据基于桥梁构件进行检查评定分别适用于网级桥梁 项目级桥梁养护管理建立桥梁构件的状况评价模型 退化模型 费用分析模型 18 中国桥梁管理系统 CBMS 1986年 立项研究 1993年 在全国推广应用 1998年 完成WINDOWS版2002年 完成C S架构版2005年 完成B S架构版 19 93年应用版本 20 基于DOS操作平台的数据库子系统 21 98年基于Windows平台应用版本 22 数据统计模块界面 23 CEBMS2003 单机版 高速公路桥梁管理系统 24 CBMS3000 网络版 公路桥梁管理系统 25 1 第一期推广省 区 市2 第二期推广省 区 市3 第三期推广省 区 市4 无联系省市 CBMS应用情况 26 CBMS应用情况 27 2 3CBMS采用的技术 桥梁检测技术编目编码技术计算机信息处理技术管理学评价 决策技术GIS与多媒体技术 28 编码技术 编码是代表客观存在的实体或属性的符号 一套科学 合理的编码 可以使计算机对数据的分类 校对 统计 查询等处理变得简单 快捷 编码设计的原则是 编码要具有唯一性 可扩展性 标准化 方便稳定 结构尽量简单 长度尽可能短等特点 本系统所列编码已最大限度的与国家和交通部已公布的编码相统一 29 计算机信息处理技术 计算机系统工程是一个问题求解的活动 目的是揭示 分析所期望的功能 并把他们分配到各个系统元素中去 30 计算机网络技术计算机网络技术是把单台计算机连接起来 用统一的协议实现单台计算机之间的资源共享和协调合作 使计算机发挥更大的效能 本系统采用客户机 服务器 C S 方式 服务器主要是路政数据的存储 具有强大的数据处理功能 客户机主要面向用户的分析评价和辅助决策等 31 管理学评价 决策技术 层次分析法模糊评价方法专家决策方法马尔可夫预测方法 32 GIS与多媒体技术 GIS技术地理信息系统 GeographicalInformationSystem GIS 利用计算机建立地理数据库 将地理环境的各种要素 包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据 进行数字存贮 提供各种分析处理功能 通过数据信息的分层管理和相关要素的综合分析 方便 快速地获取信息 并能形象 可视的以图文并茂的方式来表示结果 满足应用或研究的需要 33 桥梁管理系统 CBMS 组成 34 2 4桥梁分类管理 根据桥梁的结构特征 服务特点和管理机构不同分为 35 干线公路桥梁管理 桥梁特点是结构形式复杂多样 处于开放式交通的一 二 三级路上 多数桥龄在20年以上 病害较多 侧重强调结构承载能力足够性 基础稳定性和桥面通过能力等评定 检测频率为1 5年一次 采用 干线公路桥梁管理系统 CBMS2000 软件系统进行管理 系统主要用户为省 市 县三级公路管养部门及市政桥梁管理部门 36 高速公路桥梁管理 高速公路桥梁归口管理为各级公路主管部门及高速公路管理公司 通常一路设一管理公司管理 桥梁特点是结构比较单一 交通封闭 分向行驶 桥龄较短 服务水平要求高 病害多侧重在墩台身裂缝 帽梁 桥面铺装 伸缩缝 桥头跳车等 管理中强调服务水平和管理质量 检测频率为2年一次 采用 高速公路桥梁管理系统 CEBMS2001 软件系统进行管理 可针对高速公路的双向封闭左右幅主线桥 连续跨长桥 跨线桥 通道桥 匝道桥分别管理 系统主要用户为各级高速公路管养部门 绕城高速 特大桥引桥管理 37 特大桥梁管理 特大桥梁特点通常是结构特殊 如悬索吊桥 斜拉桥 连续箱梁等结构 单跨径就在几百米或千米以上 桥梁组成的构件多 使用特性不一 复杂桥梁的构件就有数万个 同时 特大桥的管理机构设置除了管理特大桥之外 通常还有连接线 辅桥 隧道等 这些桥梁服务水平要求高 材料特殊 检测难度大 拉 吊 锚结合病害隐蔽 管理中强调细部构件的检测评定和综合质量监测管理 检测频率为2 3年一次 采用 特大桥梁专用管理系统 S CBMS 软件系统管理 可针对悬索吊桥 斜拉桥 连续箱梁等结构分别管理 38 桥梁分级管理 39 部级系统定义 交通部公路桥梁管理系统 是基于目前已经推广使用的省 市级桥梁管理系统数据库 主要汇总和存贮能够全面描述全国公路桥梁的分布状况及危险桥梁的检测结果 评价数据等 40 部级系统 纳入部级系统的桥梁为 高速公路桥梁特大桥 大桥国道主干线公路桥梁具有特殊意义的桥梁 如 润杨大桥 江阴大桥等技术状况评定为五类的桥梁状况评定为五类的桥梁 41 系统目标 落实各省桥梁动态数据年度更新制度 全面 快速掌握现有公路桥梁的分布情况 汇总营运桥梁的动态特性及维修计划需求 及时掌握危病桥梁的病害情况 加固改造措施 实施情况 42 部级系统设计原则 桥梁数据库与公路路况数据库共享 系统功能模块划分清晰 简单 系统实现的技术采用现有成熟 普遍应用的软件技术 作为部级系统 应侧重各省基础数据 评价等决策结果数据的汇总 查询统计等功能 因此在本系统中不涉及桥梁评价 决策模型的运行 43 系统功能模块设计 44 程序界面 登录页面 目录结构 45 程序界面 查询结果 数据编辑 46 该系统提供数据管理 查询统计 评价决策模型 费用分析模型 维修排序和地图应用等功能 通过 高级查询 模块 配合方便灵活的输出功能 用户可方便的得到所需的管理数据内容 2 5CEBMS2003系统介绍 高速公路桥梁管理系统 47 CEBMS2003工作环境 cebms2003采用了MicrosoftSQLServer网络数据库 天威 GIS 地理信息系统 利用C Builder最新开发平台 联合ffice97 2000实现 48 CEBMS2003系统的实用性 系统加入多媒体动态录像 桥梁图片以及文字和声音资料处理技术 用户足不出户便可了解所管辖桥梁的状况 系统中所有的统计图表均与EXCEL格式嵌套 方便用户编辑和打印输出等 49 CEBMS2003的工作内容 Windows平台环境使用功能评价模型应用费用分析模型应用GIS地理信息系统的应用网络化数据库 提供与路面 路况数据接口 实现数据共享提供维修 加固决策模块 系统能自动提交养护报告 输出格式与电子表格的通用性 50 CEBMS2003各子系统 1 数据管理子系统2 统计查询子系统3 评价决策子系统4 费用模型子系统5 维修计划子系统6 GIS应用子系统 51 1 数据管理子系统 数据管理子系统是完成桥梁各项数据的录入 编辑简单查询等 并实现对已建立的数据文件进行各种管理的能力 52 数据库的备份与恢复 数据备份可以从库中备出所需地区的数据内容 恢复有两种方式 汇总可以将各管理单位的数据汇总在一起 恢复数据则是 恢复备份时的数据 53 2 统计查询子系统 基本视图模块统计报表模块统计图表模块社会服务模块高级查询模块 该子系统提供了桥梁各种形式的分类表格统计 共计60多个统计功能 查询输出 代码转换 上次查询结果 打印 预览 保存 54 3 评价决策子系统 构件评分评价计算模块评价输出模块模糊总排序按结构分总排序按服务分总排序历史评价输出 cebms对各构件进行构件评分权重 采用了AHP层次分析和模糊评判等两种评定方法 55 公路桥梁适应性网级评价是基于桥梁结构状态残余价值评价和路网中桥梁通行能力缺陷等级的一种综合评判方法评价计算功能是系统利用评价库和基础库提供的数据 对桥梁进行AHP 层次分析法 综合评价计算和桥梁模糊级判别 在数据库中记录下评定结果 评价输出模块 评价计算模块 56 4 费用模型子系统 处治对策求解确定各种费率确定方案及工程量费用查询修改费用分析报表 该系统依据不同的维修加固处治方法 结合各部位缺陷状况 以及费率折算等因素 确定各桥梁的维修费用组成及资金数量 57 方案及工程量确定 用户可在此确定加固对策 确认维修建议库中的处治方法及工程量等输入内容 系统可根据用户的需求 对同一座桥梁生成多个维修加固方案 以供用户确定最佳方案 58 5 维修排序模块 按单位排序 59 预算费用维修排序表 按行政级别排序 60 养护报告 养护报告是CEBMS2003新增加的功能 根据已经录入的最新桥梁数据自动生成年度养护报告 一 桥梁基本情况概述 二 本年度桥梁养护工作情况 三 本年度桥梁使用技术状况评价 四 上年度 本年度桥梁技术状况对比 五 现状分析和养护建议 六 下年度桥梁大 中修建议项目 七 下年度桥梁养护资金需求 八 桥梁病害图片 61 6 GIS应用子系统 地理信息系统简称GIS 广泛用于各个领域 62 在地图上查看桥梁图片 鼠标点击桥梁图片 63 2 6CBMS3000系统介绍 系统采用B S结构应用模式 使用多种中间件和组件技术 结构化组件方式 数据库采用大型数据库SQLServer2000 采用先进的 net的开发语言 具有良好的跨语言性 cebms2003采用MicrosoftSQLServer网络数据库 天威 GIS 地理信息系统 利用C Builder 联合office97 200实现 64 平台特点 B S结构应用实现了 合理的分配服务器端和客户端的计算工作量 尽可能充分利用网络内的资源 达到理想的系统运行效率 平衡系统资源的开销 系统可以实现远程维护 升级和共享 从而减轻了系统维护与升级的成本和工作量 65 平台特点 人机交互提供了丰富的图形化操作界面 使用户操作简单明了 实现不同的人员 从不同的地点 以不同的接入方式 比如LAN WAN Internet Intranet等 访问和操作共同的数据库 也能有效地保护数据平台和管理访问权限 66 CBMS3000主要功能 CBMS3000主要特点数据库结构调整统计功能评价模型费用分析模型 67 系统界面 68 它在网上发布的数据是实时更新的数据 也就是说 上级单位所看到的桥梁数据是管养单位随时更新的数据 系统的升级维护只需在省级服务器网站上进行即可 更好的发挥了网络的功能 使用 NET开发平台 C 开发语言MSSQLServer关系数据库基于B S结构即 浏览器和服务器结构 系统特点 69 依据最新制定的公路桥梁分类体系标准 人机交互提供了丰富的图形化操作界面 用户操作简单明了 实现不同的人员 从不同的地点 以不同的接入方式 如LAN WAN Internet Intranet等 访问和操作共同的数据库 也能有效地保护数据平台和管理访问权限 系统特点 70 基础数据库 识别数据库 JCSBDB 结构数据库 JCSJDB 经济指标库 JCSBDB 维修历史库 WXDB 特殊检查库 QJDB 重车过桥库 ZCDB 桥上事故库 SGDB 桥梁档案库 DADB 1 将基础数据库中的具体内容进行修改 剔除了一些在使用过程中不实用的字段 例如 经济指标库中 钢材吨数 木材方量水泥吨数等 2 根据新的规范 标准将部分字段进行了调整 如 设计荷载改为荷载等级 桥梁类别的更改等 3 根据目前情况以及正在编写的 桥梁技术状况评定标准 的内容 将部分字段的系统字典进行扩充 如 伸缩缝类别 桥墩类别 桥台类别 桥梁上部结构类别等 4 由于桥梁的复杂性 将以前各部件结构类型只可以录入一种改为可以录入多种形式 系统数据库结构 71 病害数据库 1 只有一张表 没有根据桥梁结构类型分开 导致不同结构类型桥梁录入数据不能准确反映实际情况 2 维修建议库中病害类型以及处治方法固定 3 部件状况编辑界面没有根据不同结构类型桥梁进行区分 部件的编号不方便 部分也不十分符合规则 1 根据桥梁结构形式的不同 将病害数据库分成3张表 梁桥 拱桥 悬索桥 斜拉桥 2 根据 桥梁技术状况评定标准 的评价模型增加 部件评分库 将各桥梁形式的部件得分体现出来 部件评分库根据桥梁形式的划分分成 梁桥 板拱桥 肋拱桥 箱拱桥 双曲拱桥 刚架拱 桁架拱 拱式组合体系 钢管混凝土拱 斜拉桥 悬索桥共8张表 3 维修建议库内容增加病害类型自定义功能 增加病害坐标位置等字段 4 部件状况编辑根据不同结构类型进行区分 部件编号也更加合理方便 系统数据库结构 72 桥梁评价库 1 桥梁的技术状况等级评价 1 根据 桥梁技术状况评定标准 增加以下几个指标 桥面系技术状况指数 DCI 桥梁上部结构技术状况指数 SBCI 桥梁下部结构技术状况指数 SPCI 桥梁技术状况指数 BCI 耐久性指标 DEI 安全性指标 SEI 适应性指标 SES 桥梁剩余寿命 桥梁技术状况评级 系统数据库结构 73 其他 1 桥梁权重表分为 梁桥 拱桥两类 而部件用同一张表 1 桥梁权重表 根据不同结构类型分成 简支梁 连续梁 悬臂梁 连续刚构 T型刚构 刚架桥 板拱桥 肋拱桥 箱拱桥 双曲拱桥 刚架拱 桁架拱 拱式组合体系 钢管混凝土拱 斜拉桥 悬索桥共10张表 2 增加涵洞模块 将公路涵洞管养起来 并制定了新的涵洞评价标准以及采集指南等 3 增加 危桥表 和部级桥梁管理系统保持数据一致 系统数据库结构 74 数据资源管理模块界面 75 数据库的备份与恢复 恢复有两种方式 追加方式可以将各管理单位的数据汇总在一起 覆盖方式则删除原先的数据 恢复备份的数据 备份方式可以备份全部数据表数据也可选择数据表进行数据备份 76 统计汇总模块界面 77 载重能力检索是指用户选择某路线号后 系统检索出该路线某桥梁的最低承载能力作为该路线的最大限重 此处的桥梁承载能力指桥梁的 实际承载能力值 即取 目前荷载 数据项数据为准 当 目前荷载 项为空时可选择按 设计荷载 检索 但必须加以说明是按 设计荷载 检索的 否则置空输出 按路线检索载重量统计表 78 根据 桥梁技术状况评价标准 的各桥梁构件的无损检测项目内容对桥面系 上部结构 下部结构和全桥进行评定 得到桥梁技术状况 再根据桥梁构件表观缺陷结合钢筋锈蚀 裂缝 混凝土碳化 混凝土氯离子含量 混凝土电阻率 构件保护层厚度等无损检测指标与桥梁的耐久性 安全性建立关系 从而得到耐久性 安全性 适应性指标 评价模型 79 桥梁评价与决策模块界面 80 费用分析模型模块界面 81 费用模型中加固对策模块是在系统运行评价决策系统后 针对总分小于或等于60分的桥梁自动求解对策方案 如果总分不在此范围内 但用户认为需要对该桥梁进行加固求解对策方案 用户可在维修建议库中对上部承重构件 部件