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1、T 第届田国离速公路信息倦管理及技水研讨金。，t - r h e8 t hS o m l n aro fG b I n 器E x p r e s s w a yE - i n f o r m a t i o nM a n a o e m e n ta n dT e o h n o l 0 9 l e 8高速公路桥梁管理系统( C E B M S ) 在桥梁养护工作中的应用中交二航局武汉二航路桥特种工程有限责任公司韩永平李士兵【摘要】本文主要介绍了高速公路桥梁养护管理系统的主要内容和应用过程，总结了系统应用的效果，最后还提出了制约系统发展的部分问题，并对系统应用方向进行了展望。概述近年来随着我国
2、高速公路的发展，对于已建成运营的高速公路桥梁实施信息化的管理提出了更高、更迫切的要求。交通部公路科研所开发的中国高速公路桥梁管理系统( C h i n aE x p r e s s w a yB r i d g eM a n a g e m e n tS y s t e m ，以下简写为C E B M S ) 是针对高速公路桥梁的管理特点和营运方式而 设计的一套综合管理系统。根据高速公路桥梁管理的特性，提供沿线桥梁的结构诊断、状况登记、评价决策、G I S 查询、资金分配、养护检查计划等综合管理功能。是桥梁管养者的重要参谋和决策工具。C E B M S 是一门新的综合管理技术，它基于桥梁结构工
3、程、病害机理、编码技术和数据检测技术，运用系统的数据处理功能、评价决策方法，对现有桥梁进行状况登记、评价分析和投资决策。建立C E B M S 系统能够较为全面的收集、储存和处理各类桥梁数据资源，通过系统提供的各个模型和功能的运行，用户可直观的了解现有桥梁的过去、当前和将来若干年内的营运状况，从而合理安排有限的养护资金，及时、经济和有效的对桥梁实施养护和维修，达到延长桥梁使用寿命，充分发挥桥梁的营运效能，确保交通运输的安全通畅。国内外桥梁管理系统概况美国美国公路桥梁的管理与运营由联邦公路总局( F H W A ) 统一负责，1 9 8 8 年F H W A 就开发了国家桥梁档案数据库，即桥梁管
4、理系统( B M S ) 的雏形，并初步具有辅助决策功能。为了合理分配养护资金，力H g J N 尼亚等州交通局参与开发了P O I N T S 桥梁管理系统，该系统运用动态整数规划法、概率条件状态劣化模型等手段处理桥梁数据。F H W A 目前还着手研究桥梁资产管理系统( B r i d g e A s s e tM a n a g e m e n tS y s t e m ) ，增加了对桥梁生命周期费用的研究内容。西欧欧洲桥梁管理系统( B r i m e ) 中比较突出的是桥梁成本分析方法研究和桥梁最佳养护方案研究，前者综合考虑了建设、检测、养护、维修、损坏、重建等费用，在保证桥梁使用年
5、限内安全可靠的前提下，尽可能使桥梁养护总成本达到最低；后者则可以确定采用不同方案必须花费的成本，如未按计划开展养护： 作桥梁老化的状况。丹麦1 9 8 7 年丹麦道路管理部门研发了D A N B R O 桥梁管理系统，并在实践中对其进行了发展和完1 4 9善，现该系统已在世界上得到了广泛应用。D A N B R O 系统的主要目标是：通过定期检查和维护，使桥梁处于最佳技术状态；优先排序以经济合理的安排桥梁运营、保养和维修费用；对超重和超高运输做出限定。D A N B R O 中针对最优化控制有专门的部分，不仅考虑了桥梁现状，还考虑了桥梁老化的速度，为每座桥梁制定出未来2 5 年内可供选择的维修
6、方案。国内桥粱管理系统发展历程我国桥梁管理系统( C B M S ) 的研究始于1 9 8 6 年，1 9 9 3 年由交通部立项推广，经历了多次版本改进，目前已覆盖全国3 2 个省( 区、直辖市) 、4 0 0 余个地市，入库桥梁近1 0 万座。为了适 应高速发展的高速公路，又开发了高速公路桥梁管理系统( C E B M S ) ，目前已经发展到C E B M $ 2 0 0 3 版，新的版本还在不断研发中。C E B M S 的特点和功能任何一座桥梁都有一个修建、营运、退化、寿命结束的生命周期，特别是高速公路的桥梁的管理承担着更为艰巨的任务，在桥梁的生命发展过程中，如何对桥梁进行真实的评价
7、，让有限的养护资金发挥最大的效率，C E B M S 能较好地解决这个问题。C E B M S 是集高速公路桥梁的静态数据库、动态数据库、文档数据库、图形服务、图像处理、模糊数学和A H P ( 层次分析法) 综合评价、费用分析，及旧桥加固对策，人工智能为一体的高速公路桥梁综合管理系统，能为桥梁的养护管理、统计计划、加固决策、经济分析等提供多方面服务和辅助决策，具有1 0 0 余项功能。主要体现以下几个方面：对桥梁基本特征和当前技术状况的信息采集，在满足建立桥梁数据库需要的同时，提供对桥梁养护维修评价决策的数据支持，从而对桥梁进行有效管理和状况监控。方便、灵活的查询各类桥梁的有关资料；系统生成
8、的统计表格、查询结果等，可方便的浏览其内容，并可打印输出，作为报表或文档收存。多媒体管理功能，根据实地的数据采集，插入不同桥梁照片，图片，录像等资料，这样可方便的了解各桥梁的多媒体动态数据状况，使桥梁管理资料更详细、丰富，便于领导者进行直观的分析和决策。科学地分析在桥梁生命的发展过程中，某一特定时间桥梁的状况评价及合理维修费用等资料，还可以得到如果减少投资会带来什么后果，这样可以最优化分配有限的桥梁养护资金。系统的基本结构C E B M S 由六个子系统组成，各子系统功能简介如下：数据管理子系统最基础的就是数据管理子系统，提供现有桥梁的各类基础数据，掌握桥梁的养护和病害动态，为其他的子系统提供
9、数据支持。统计查询子系统方便、灵活的查询桥梁的各类资料，对桥梁进行分类统计，从而全面了解桥梁的基本情况，哪些桥梁急需维修，为管理人员提供决策依据，为社会车辆的通行进行有效的服务。桥梁评价子系统桥梁评价予系统包括评价决策和特检方案两个子模块。其中评价决策包括以下六个子功能：儿届由国高速公路信息化管理及技术研讨会 8 t hS e m i n aro fC h i n aE x p r e s s w a yE - i n f o r m a t i o nM a n a g e m e n ta n dT e O h n o l o g I o s构件评分、评价计算、评价输出、模糊总排序、按总分
10、排序。特检方案可为用户对桥梁的养护检查提供多种参考方案，当执行特检方案求解时，系统根据用户在建议库录入桥梁的病害等级，并按不同的病害类型计算出相应的特检方案。维修计划子系统确定维修方案，按各类指标进行维修排序，提供维修方面的一些信息。费用模型子系统根据各地市的实际情况，制定合适的基价，对维修费用进行初步计算，方便管理人员制定对桥梁养护的决策。地理信息系统( G I S ) 功能与操作该予系统可以设定桥梁多媒体数据，包括声音、文字、图像、录像等数据。利用编辑多媒体数据的浏览、删除、添加等操作，我们将每座桥梁的全貌、病害状况等摄成录像带，配上解说词，制成光盘，导入到C E B M S 中的G I
11、S 和多媒体子系统，从而使桥梁管理资料更加详细、丰富、直观。C E B M S 在高速公路桥梁养护中的应用应用目标桥梁是公路的重要组成部分，为保证高速公路的畅通及实现高速行驶的真正意义，必须加强对现有桥涵构造物的检查和保养、维修与加固工作，使其经常处于良好的技术状态，从而延长其使用年限、保证高速公路的畅通运营和交通安全。高速公路桥梁管理系统为桥梁养护工作带来了很大的便利，为桥梁养护工作的开展奠定了良好的基础，通过应用该系统，以实现下列目标：建立健全桥梁养护管理档案，提高桥梁养护工作效率；加强桥梁检查与维修，提高桥梁养护管理水平；及时有效地发现问题，突出桥梁养护工作重点；为桥梁养护评价和养护维修
12、决策提供科学的依据。应用情况简介经过年多的应用，学习和使用系统的时间还比较短。总体来看，我们认为桥梁管理系统的应用大致可分为三个阶段：基础数据收集录入阶段；病害数据采集录入阶段；系统数据分析、应用阶段。第二、三阶段是一个不断反复的过程。应用过程自从本系统开展工作以来，我们在系统应用方面注重实效，努力将系统实际的作用发挥到对桥梁的管养工作中，使其真正达到指导实际工作的作用，为桥梁养护从被动处置转为主动性预防打下坚实的基础。基础数据采集录入从设计、竣工资料中收集桥梁基础数据，结合桥梁检查进行现场核实，详实、准确的桥梁基础数据对系统应用具有重要的参考价值。基础数据采集工作要求桥梁基础资料全面，由具有
13、一定专业知识的技术人员实施，在数据采集和录入过程中还应该注意数据的校核。数据输入完毕后，系统即可自动生成桥梁卡片，并能实现大部分的统计查询功能。1 5 1在资料室查询该桥的设计图纸、竣工图纸和维修、检测记录，按照系统内业采集表的要求采集桥梁各项基础数据；在路政部门查询重车过桥和桥上事故的记录；在营运部门查询交通量。将上述所有查询结果整理填写内业采集表，并录入系统，见图1 。建立桥梁的多媒体资料，主要包括桥梁立面照、桥面照、说明文字、语音介绍等，在必要的时候拍摄影像资料。图1 某桥结构数据库界面针对部分结构数据可能难以查明，在填写完内业采集表后还需到现场核对，根据实际情况补充缺失的数据。结合系统
14、要求开展桥梁检查，采集病害数据结合规范和系统要求，开展桥梁日常检查、定期检查，进行桥梁病害数据的采集工作。日常检查结果输入“经常检查库”，见图2 ，主要记录日常检查中发现的一些病害，病害输入完毕后可由系统自动生成“经常性检查记录表”。1 5 2第j 弋属啦国寇速公路簏息继管理屡藏肃醒蔼金 T h e8 t hS e m n 曩o fe h ；n a 琶x 黟f 碌s s w 鑫yE l n f o 矿隅a t l O nM 鑫n a 9 e 豫e n ta n 西T e e h n o l o g i e s图2 日常检查结果录入经常检查库根据系统病害评定细则开展定期检查，检查中使用桥检车、裂
15、缝观测仪、钢筋探测仪等多种检查工具。定期检查结果的录入在“各部件数据库编辑界面”进行，首先按照编号规则对桥梁全部构件进行编号录入，见图3 。图3 桥梁部件编号录入系统1 5 3根据检查记录，对有病害的部件进行数据录入。如在检查中发现某桥支座L Z l 7 8 1 7 7 4 存在老化开裂病害，根据评定细则，该构件等级评定为4 类，在“各部件数据库编辑界面”选择该部件，按照系统要求进行填写，见图4 。图4 定期检查结果的录入在完成所有病害输入后，可在“病害数据库”和“维修建议库”查询单个桥梁病害状况，见图5 。图5在“病害数据库”和“维修建议库”中查看桥梁病害状况记录维修历史在进行桥梁日常养护施
16、工后，将施工部位、工程量和施工时间等数据输入系统的“维修历史库”，以便今后查询。选择维修方案并测算维修费用在完成病害数据录入后，在“费用模型”子系统中依据指定的处治方法可以生成相应的费用，第儿届国意速公路詹息倦管理屡技水醒讨金T h e8 t hS e m ；n a rO fC h i n 鑫E x p f e s s w a y 巨- l n f o r m a t ；D 舜M 蠢n 器9 e 啪e n ta n 畦“ r e G h n o l 0 9 I e 8见图6 。每座桥可以计算多个维修方案的费用，便于进行比较，在费用生成后，还可以通过“费用查询修改”功能对已经生成的费用进行查询和修改，便于进行费用比较和调整。图6桥梁维修费用生成生成养护报告在完成各项数据的整理和录入工作后，在“维修计划”子系统，可以使用“生成养护报告”功能生成年度养护报告，主要包括了以下内容：全线桥梁概述、本年度桥梁养护工作情况、本年度桥梁使用技术状况评价、本年度和上年度桥梁技术状况对比、桥梁现状分析和养护建议措旋、下年度桥梁养护资金需求、下年度桥梁大、中
