基于多平台的城市桥梁养护管理系统技术框架

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本文分析了桥梁养护管理工程的现状、工作流程以及实际工程中使用的各类检测技术,调查了养护管理工程实施过程中由于规范化、信息化不足引起的各类现实问题。采用新型信息技术成果,架设了一项由三个子系统构成的信息系统技术框架,借助标准化技术屏蔽不同用户进行桥梁管养信息处理时的主观差异,为实现桥梁养护管理工程全流程信息化、无纸化、规范化做出了积极而富有探索性的尝试。 在系统架构层面,本文介绍了一项能够对桥梁养护管理信息进行综合处理的多系统技术框架,用于将原本各自为政的局部区域范围内桥梁养护管理连接成为一个能够在包含了多个城市的广大地区范围内提供桥梁信息的共享、咨询、管养信息服务及全局监控的综合信息技术平台。为服务于桥梁管养信息现场数据采集,本技术引入了移动版系统实现无外接电源、无网络接入的特殊环境下的桥梁管养计划的实施,以及桥梁基本信息、病害信息的格式化录入过程;为实现原始数据的汇总、存储、初步分析处理、桥梁性能评分评价及桥梁技术状况预测,本技术引入了单机版系统,用以在个人计算机环境下实现桥梁管养信息的“一站式”综合处理、“多目标”评价结果生成以及对桥梁结构“适时维护”的最终目标;为了实现桥梁各类原始数据及其分析结果的快捷共享、提升信息服务效率、改善业主单位管养单位与加固设计单位三方间的沟通与合作以及上级养护管理单位对于区域范围内全局管理的需要,本技术引入了网络版系统,用以将单机版处理得到的数据成果转化为互联网上能够轻易获取的桥梁咨询服务;为了实现三大子系统之间的信息通讯,本技术引入了Web Service的后台通讯技术以及信息同步更新技术,用以协调三大子系统之间的数据能够按照实现制定的桥梁管养计划被准确地同步更新。 在桥梁专业层面,本文介绍了一整套用于保证桥梁客观实体信息能够被准确采集、分析的养护管理全流程范围内的规范化保证技术,以及一套用于解决现行规范难以满足实际工程需要这一问题的实验性解决方案——即“桥梁性能多目标评估体系”及“基于多目标的桥梁性能预测体系”。前者采用“关键词技术”作为桥梁信息组织的核心框架以及“病害描述语法规则”作为桥梁病害信息描述的标准语言等两大重要控制技术,严格保证了桥梁原始数据录入结果的“确定唯一性”,即同一种结构、部件或病害在系统内的描述语句总是确定唯一的。该技术一方面倍增了桥梁管养信息的高效录入,也保证了原始数据的精度,大幅降低了数据采集过程中的主观误差;后者深入分析了现行规范这一“单目标评价体系”在实际工程应用中暴露出来的诸多不适应,实验性地引入了“多目标评价”的概念用以重复利用在单目标系统中被忽略的众多有用信息以更全面,更有针对性地分析桥梁综合技术性能。基于“多目标桥梁性能评估”技术、“桥梁管养计划”技术以及“时间线”技术,在本系统中创建了能够对桥梁全生命期时间范围内进行综合性能管理及预测的“桥梁性能预测系统”。利用该技术,即能在宏观层面对桥梁整体性能做出量化描述与预测,也可以深入部件及病害的微观层面,对桥梁细部的病害发展做出设定时间段范围内的定量预测。具有足够精度的桥梁性能预测技术在实际项目中有非常巨大的工程价值,这一技术一方面能够警示结构失效的大致时间范围,也能够根据桥梁性能曲线走向制定合理的管养周期以实现管养投入最优方案,即“适时维护”目标。 在服务提供层面,本文充分利用多子系统整体架构的全局优势,定制了“集控式养护管理服务提供模式”、“分布式养护管理服务提供模式”以及“开放式服务提供模式”。通过对那些技术能力强、工程经验丰富、系统参与度高的用户分配具有更高管理权限、提供更强大信息处理能力管理端的方法,解决了用户群对于养护管理服务发布渠道的多样化需求,启用和拓宽了专业弱势用户快捷高效获取工程级咨询的帮助信息来源,增强了地区间桥梁管养信息的共享水平,提升了信息系统平台的全局控制力。
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