济南市城市桥梁管理系统研究与建设

　　摘要：简述桥梁管理系统的概念及基本组成，综述桥梁管理系统国内应用现状。从GIS地理信息系统、数据管理系统和评价决策等三大系统介绍济南市城市桥梁管理系统，探讨桥梁管理系统功能发展方向。
　　关键词：桥梁；管理系统；数据库
　　
　　济南市城市桥梁突出呈现结构型式复杂多样、修建年代跨度较大、设计荷载等级不一等显著特点。随着济南经济的快速发展，城市桥梁交通量及超重车辆增长较快，桥梁结构病害日益显现，桥梁养护管理任务日趋繁重。传统的桥梁养护管理方式已不适应桥梁养护管理现状，为实现桥梁管理动态化、信息化和决策科学化，基于GIS地理信息系统，在充分考虑济南市城市桥梁管理需求和所管理桥梁的特点的基础上，研究与建设济南市城市桥梁管理系统。
　　1 概念及基本组成
　　桥梁管理系统是一个系统工程，是以有效的实测数据、成熟的理论模型和可靠的经验判断为依据，研究桥梁计算机化的运营管理内容、编码标准、检查手段、评价方法、维修措施、费用分析等一系列应用项目，协助管理人员对桥梁进行技术经济分析并为管理人员提供辅助决策的快捷工具。桥梁管理系统一般包含以下基本结构：
　　1) 数据库子系统。该系统是桥梁管理系统的基础，是实现养护管理工作科学化、信息化的起步，也是桥梁管理系统中最为成熟、利用率最高、工作量最大的一个子系统。
　　2) 评价子系统。该系统根据规范现有或科研课题研究的评价模型，对数据库中存储的桥梁资料进行评价，以评定桥梁部件或全桥的技术状况水平。
　　3) 辅助决策子系统。在技术状况评价的基础上，选取合理的决策模型进行养护维修决策，辅助管理者进行养护管理决策。
　　2 国内应用现状
　　1968年，美国联邦公路局（FederalHighwayAdministration，FHWA）研究开发了世界上第一个桥梁管理系统（BMS）——国家桥梁档案（NationalBridgeInventory，NBI）。
　　我国于20世纪80年代初期开始研究桥梁管理系统。最初是四川省公路研究所、广东省公路研究所、交通部公路研究所和北京市公路管理局等单位在吸收国外经验的基础上，根据我国的实际情况，开展公路桥梁管理系统的研发工作。目前，国内的桥梁管理系统主要有以公路桥梁技术状况评定方法为基础的公路桥梁管理系统、以城市桥梁技术状况评定方法为基础的城市桥梁管理系统和大型特殊结构桥梁独立的管理系统等三大类别。公路桥梁管理系统已广泛应用于各省的国省道干线公路桥梁，具有较强的通用性；城市桥梁管理系统已广泛应用于一线、二线城市，由于各城市桥梁特点及管理需求各不相同，造成城市桥梁管理系统通用性较弱，一般都是根据城市的管理特点量身定制；大型特殊结构桥梁管理系统则是根据桥梁的具体特点和管理需求建立起独立的管理系统。
　　目前，桥梁管理系统的三大基本子系统中数据库子系统最为成熟、完善，已能提供桥梁基本信息并运用于桥梁实际管理；评价子系统基本是以规范规定的评价模型对桥梁技术状况进行评价，但是由于规范中部分桥梁技术状况的评价模型尚未成熟，评价子系统也处于逐渐升级、完善的过程；决策子系统由于受到评价模型、专家知识经验库以及养护现实条件等因素的影响，尚处于辅助决策功能阶段，在决策时还需管理者干预。
　　3 济南市城市桥梁管理系统研究与建设
　　3.1 设计目标
　　结合济南市城市道路桥梁管理处桥梁管理的具体情况，济南市城市桥梁管理系统的设计目标定位为“提供较为全面的信息管理功能，以及一定的养护决策辅助功能”。通过该系统，实现对现有城市桥梁科学、有效的管理和养护，具体目标如下：
　　1) 提供不同管理层所需的各种数据支持
　　2) 建立全面完善的桥梁技术状况评价系统
　　3) 完成各种查询、统计分析及报表输出
　　4) 提出维修加固建议以辅助养护决策
　　3.2 GIS地理信息系统
　　GIS地理信息系统是一项在计算机软硬件支持下对对象的空间和属性信息进行分析和管理的直观信息工具。与公路桥梁相比，城市桥梁管理的难点之一是城市桥梁没有像公路桥梁那样统一的里程桩号类的线性参照系统。因此采用传统的路编码加线性参照系对城市桥梁而言是不太现实的，而采用GIS地理信息系统却能有效地突破这个管理难点。
　　GIS地理信息系统管理着电子地图，地图的图层信息主要包括数据管理系统中各桥梁的地理位置和相关的其他地理信息，如道路、河流等。在地图上标注桥梁的位置，用鼠标点击，系统会从数据库中查找该桥的有关信息。相应地，如果要查找某桥的位置，可输入桥名，则系统会找出该桥的位置并作出提示。
　　3.3 数据管理系统
　　数据管理系统负责整个系统中桥梁数据的输入、编辑、输出和备份，形成统一的数据管理模式。数据管理系统主要由静态数据库、动态数据库、档案资料管理、查询统计分析和报表输出等组成。
　　1) 桥梁静态数据：提供桥梁识别数据、结构技术数据、档案资料数据、重车过桥数据、桥上事故数据五项操作功能。
　　2) 桥梁动态数据：提供桥梁常规定期检测功能，包含桥梁病害部件、桥梁部件权重、部件状况编辑、桥梁病害数据、桥梁检测归档等方面的操作功能。
　　3) 档案资料管理：提供桥梁维修历史记录和特殊检测等其他与桥梁养护管理相关的资料。
　　4) 查询统计分析：对桥梁资料库中的数据进行统计，对系统中的所有数据提供统计、查询等功能。主要由报表统计查询、统计图表等模块组成。
　　5) 报表输出：通过选择预先设计好的报表统计范围组合，实现对统计范围内的所有属性数据自动生成电子表格。同时，也可根据桥梁技术状况评价结果自动生成桥梁的检测养护报告。
　　3.4 评估决策系统
　　桥梁评估决策管理包括技术状况评价模块、维修决策模块、费用分析模块和决策支持模块等。
　　1) 技术状况评价模块：采用的桥梁评价方法为《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）中按分层加权法进行桥梁结构技术状况指数计算的方法。
　　2) 维修决策模块：维修决策模型采用专家咨询法，即针对桥梁常见的几种病害形式，收集存储目前在大量工程实践中广泛运用的养护维修知识，建立养护维修措施专家知识库。
　　3) 费用分析模块：在桥梁状况评价的基础上，按照桥梁病害类型、程度、范围对所需维护资金进行预估，提供项目费用编辑、费率修改设置、维修方法基价、加固对策基价、确定方案及工程量、桥梁费用数据和桥梁方案数据等功能。
　　4) 决策支持模块：根据费用分析结果，设定桥梁养护管理的实际边界条件，系统可自动进行维修先后排序，以为管理人员提供辅助决策支持。
　　4 结语
　　济南市城市桥梁管理系统已实现了桥梁管理系统的基本功能，并已应用于桥梁的日常养护管理工作当中，对保证桥梁运营安全、提高桥梁管理水平起到很好的促进作用。
　　但是，由于桥梁管理系统的开发是个复杂而繁重的工作，还有许多问题有待进一步研究。从桥梁管理实际需求方面出发，桥梁管理系统还需在以下几个方面进行完善、升级。
　　1) 桥梁技术状况评价模型。桥梁技术状况评价模型是桥梁管理系统的核心，部分桥梁的技术状况评价模型还在研究当中，应尽快地应用于桥梁技术状况评价实践。
　　2) 维修决策方案库。应不断的积累维修决策方案库，逐步的优化各种病害的维修对策。
　　3) 社会服务功能。对社会提供重车过桥线路、桥梁限高及限载信息，以方便社会车辆出行。
　　
　　参考文献：
　　
　　[1]公路桥涵养护规范（JTGH11-2004）[S].北京:人民交通出版社,2004.
　　[2]城市桥梁养护技术规范（CJJ99-2003）[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

《济南市城市桥梁管理系统研究与建设》

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