基于信息集成理念桥梁管理系统研究

1、文 随着我国基础设施建设的大规模发展，桥2010 年底，我国公路桥梁总计62 万座、总2.73 万公里，已成为仅次于的第二桥梁大国，并且在建和拟建桥梁工程仍逐年增加。传统的桥梁管理模式重建轻养，管理方法相对落后，与桥梁建设速度不相匹配，致使桥梁安全事故时有发生，造成生命和的严重损失。目前，在桥梁管理中主要以下问题：载车辆对桥梁的破坏性，设计和施工过程存在 缺陷，建设管理和养护管理脱节，桥梁养护管理素质有待提高，和桥梁状况评价技术有待提高，养护有限，桥梁养护管理重视程度不够，基础信息、损伤信息和养护信息的缺失等。近年来，随着的发展，智慧城市等成为城市建设的热点。桥梁作为交通网络中的重要枢纽，是国

2、家生命线工程的重要组成部分，将是智慧交通建设中的重要一环。如何提升我国桥梁运行水平，改善桥梁养护管理现状，满足桥梁管理新要求成为亟需解决的问题。桥梁管理系统Bridge Management System，简称BMS）作为一种科学化的信息管理，在我国桥梁管理中发挥了一定的作用。本文从信息集成的角度出发，改善我国桥梁管理系统存在的问题，以应对桥梁管理的新。桥梁管理系统是以系统论思想为指导，综合运用运筹学、系统分析、经济学、工程技术以及计算机技术， 协调各项桥梁管理活动，为桥梁管理部门提供科学决策依据的计算机系统。于20世纪70年始在桥梁管理领域崭露头角，并在世界各国相继应用和发展。总体来看，BM

3、S的发展经历了以下三个阶第一代BMS，只是用简单的电子数据库来代替繁杂的纸质桥梁资料，同时有检索，统计等功能；第二代BMS，包括桥梁数据库、桥梁检测和养护、维修信息，其中不仅包含了桥梁的一些物理信息，而且还涵盖了各桥梁构件的检测细节和详细等级划分，以及维修历史等；第三代BMS，主要在第二代基础上添加了仿真分析和决策功能，通过数学和经济知识进行优化，制订策略，帮助桥梁管理者做出决策。我国目前应用较广泛的是交通部开发的 采用树型结构，整个系统包括6个子系统，别是数据管理子系统、统计查询子系统、决策子系统、费用分析子系统、维修计划（4） 别是数据管理子系统、统计查询子系统、决策子系统、费用分析子系统

4、、维修计划（4） 数据信息的传递方目前，桥梁管理系统主要是为养护管理服务，从实际应用情况来看，大部分处于信息存储和检索阶段，并没有很好地为养护管理部门提供辅助决策作用。总结起来，主要有基础数据库不完善以及多方面原因造成的开发和使用桥梁管理系统的动力不足两个方面的问题。基础数据库待完桥梁数据库主要管理系统内各桥梁的基本信息，包括桥梁属性、结构信息、检测信息、维修历史、交通信息、评估标准、维修对策及费用等。桥梁管理系统中的决策分析、退化、成本分析等功能模块都需要有大量的基础数据、检测数据等作为支撑。数据库系统是BMS中必不可少的一部分，也是管理部门单位进行桥梁管理的基础。然而我国经过去三十多年喷涌

5、式的桥梁建设期，桥梁管理系统的应用时间相对较短，数据库建设存在以下问题：造成支撑系统的实际工程数据较缺乏，桥梁设计和施工的基础数据并没有得到很好的保存和收集，数据完整性和实用性低；数据形式单一且，信息以二维为主，表达不直观、可视化差，具体构件的详细信息繁琐，不利于信息管理；尚没有一个性的共享数据库，因此桥梁管理系统相对化，造成很多资源浪费和信息低效能。除CBMS在公路桥梁管理领域应用较普遍外，城市桥梁管理系统的应用率较低。主要有以下两个原因：我国各地区的桥梁管理方法、经济条件、管理水平都不相同， 对系统的要求也不尽相同， 加之我国桥梁养护管理认识程度有所差异，因此，尚没有的模板，这对应用推广产

6、生了一定的限制。相对比Pnis系统的应用广度，我国桥梁管理系统的发展仍有很大的提升空间。桥梁管理系统受我国桥梁管理管理系统目前主要为养护管理部门，且功能模块使用有限，造成投入与效益严重不符，致使很多部门对管理系统的需求不强烈。综上可以看出，目前的桥梁管理系统存在很多局限，尚不能满足我国桥梁管理的挑战， 其中主要问题是信息集成化水平低、共享性差，使得系统数据库容量有限，功能拓展性和系统受众面小，其应用价值受到限制。可见，桥梁管理的关键是信息管理。信息管理问题产生的原因主要有项目纵向沟通方式、项目过程过程割裂、缺乏先进信息集成技术、缺少工作平台等四个方面。为解决其应用瓶颈性应用，使得建设项目从设计

7、阶段开始的几何模型，以及材料、功能、造价、进度通过桥梁全生命周期信息的有效传递和集成，建立基于网络的共享数据库，使得桥梁管理系统在功能模块上和用户受众面上实现可拓展性，以此提高我国桥梁管理系统的应用价值和桥梁养护管理水平。1.1 桥梁全周期信息集桥梁作为复杂的建筑结构，在后期运营过 ，不仅需要持续有效的桥梁检测数据和养护信息， 较完整的设计和施工信息对桥梁维护、保养和改造等工作同样十分重要。因此，完善的数据库应当具备集成桥梁全周期信息的功能，形成信息的有机整体，避免出现信息孤岛，能够有效的创建信息、有效地管理信息和有效的共享信息。从桥梁建设项目的设计到施工，再到运营和阶段，数据不断完善和补充，

8、形成全周期信息集成的桥梁数据库（如图所示），为桥梁全生命周期服务。应商、承包商等工程信息具备了良好的可扩展能力，使得建设项目可以持续地完善和共享信息，由设计阶段、施工阶段不断的拓展，能够为远期的建造及运营等环节输出必要的工程数据信息。即：可提供和已建空间及系统相关的准确资料，信息可以细化并连接到建筑模型的构件，并提供桥梁管理和运营的起点。这也为桥梁建设过程的信息传递和桥梁管理系统的信息集成提供了基础，最大化为最终使用用户服务，利于自动化、智能化的工作流程，提高桥梁运营管理效率，降低养护管理成本。1.2 网级共享的数据目前，我国桥梁管理系统的实际应用中，主要是各自建立数据库，相互之间没有互通。通

9、过建立城市级、省级、范围内的共享数据库，并实现与GIS地理信息系统、地图、同级的桥梁管理系统、桥梁管理系统、交通 系统、智慧城市服务器等进行有效交互，可使得桥梁养护管理数据得到有效利用。可见，网级共享数据库具备了共享性、动态性、协同性和透明化的特点，再在此基础上，构建基于web的BS结构的系统，将桥梁管理系统往网络协作平台方向转变，提高信息重复利用率高，花更少的时间、人力和费用来重复输入和搜集信息，实现数据库管理、网络协同工作、多参与方信息共享、人机互动等功能。为实现桥梁管理系统的信息集成，需要从的基础层面上完成以下（1） 对桥梁信息数据进行合理、学的定义、学的定义、分类、表达（2） 建的桥梁

10、编码体系、数据的规范化与科学化，减少桥梁生命周期费并检测桥梁结构的质量，推动和发展旧桥建立的信息交换标准、交付标准，使得由桥梁建设过程到运营阶段的信息进行科学有效的传递和利用；实现与CAD、设计、造价管理、项目管理、三维数字化技能模块的目前， 桥梁管理系统是关于桥梁基本数据、桥梁检测、状态评估、结构、维护对策和计划以及经济分析的计算机信息系统。通过建立桥梁全周期信息集成和网级共享的数据库，使得数据信息更加丰富、可靠和实用，可在功能模块上实现拓展，主要体现在以下方面：（1） 成本和工期优系统与设计施工类，使得运营期间的信息能够与桥梁基本信息良好呼应，甚至包括桥梁三维模型和建造期的成本信息、进度信

11、息，使运营方更有效地借鉴原始经验，统筹管理桥梁项目，并能够快速置入设施管理信息库，D（5D）资产财务管理等信息，快速评估改建或维修项目造成的影响，对桥梁养护管理系统的成本分析、评估、辅助决策等功能有很大的提升作用。（2） 反馈于设计施通过桥梁全周期的信息传递，改善行业割裂结构和各参与方之间的信息互通水平。通过检估后的信息共享，为养护、设计与施工等部门提供反馈信息，可以推动养护工以及新结构的设计计算理论（3） 服务于智慧城交通行业正向智能化、精细化方向发展，利用信息化技术，实现范围内的桥梁信息共享，并且系统数据库通过与GIS平台、交通部门、城市信息服务器的信息进行互通，信息公开透明，为交通运行管

12、理和智慧城市的管理服务也是BMS发展趋势之一。户层的拓系统目前的服务对象主要是市政设施养护管理部门，这与我国基础设施管理体制和机制有关。基于信息集成理念的的桥梁管理系统，期望在未来能够往设施管理平台方向发展，实现平台和数据库由桥梁建设项目的前期开始投入使用，在设计和施工阶段用于建设项目管理和参与方沟通，在交付后再进行桥梁运营等功能。即：使受众面由运营阶段往桥梁建设项目的设计、施工阶段前移，用户层由养护管理部门向建设方、桥梁项目建设参与方、市民甚至是城市管理者拓展。基于信息集成理念的桥梁管理系统是一个 平台化的方向，随着全周期管理理念、建 筑业信息化的推进，以及人工智能、地理信息 系统、计算机辅助设计、建筑信息模型BIM等 技术的发展来看，这是符合行业要求和趋势的。在下一步的研究和开发应用中，需要制度、技 术、和等方面的支持和保障。制度。即对目前桥梁建设和养护管理体制进行，构建信息集成的有效管理组织和机制，明确桥梁养护管理各参与方的职责，包括信息提供者的责任，制定合理的养护组织与市流程。目的是保包括信息提供者的责任，制定合理的养护组织与市流程。目的是保障桥梁的技术。即具备实现信息集成管理的技术，以及既有桥梁的各类技术，如检查检 估、信息管理、快速维修