桥梁的人工智能运营管理与应用

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  摘要:随着大数据、云计算和人工智能技术的快速发展,企业管理面临着新的挑战,传统的桥梁运营管理模式已不适合时代的要求。本文试图提出一套基于人工智能的桥梁运营管理解决方案,为人工智能在桥梁运营管理的应用提供思路和决策支持。
  关键词:桥梁;智能;管理
  1.研究背景
  国外的相关桥梁管理有自己的特色之处,他们的大型桥梁运营管理属于粗放型管理,管理组织机构纵向分为 5 级:铁路总公司—铁路局—基层单位(工务段、桥工段等)—车间或领工区—专业工区,集“管、检、养、修”于一身,集设备检查、维修保养、值班留守于一体。桥梁检查、维修和大修一般也是以人工作业为主和小型机械设备相结合,实施“天窗修”。
  2.研究意义
  我国目前的桥梁管理系统按照现行的桥梁管理也越来越科学、规范,但也还存在着以下缺陷:
  ①桥梁运行信息的采集过程评判主观因素影响较大,桥梁缺损程度判定信息少,主要采用人工搜集信息造成了缺损等级评定误差大,精度相对较低。
  ②桥梁维护及检查主要采用实地考察,这种大量耗用人力资源的方法,既不符合经济效益,也不能够精密的查出问题。
  应对上述出现的问题,对桥梁的管理运营实现智能化,以及对我国以后的经济发展及桥梁建设及管理具有深远的意义。
  3. 研究主要内容
  研究内容包括管理模式架构、组织架构、应用架构、技术架构四个部分,将分别从不同模式来进行策划分析,从而使桥梁可以更好的管理与运营。
  3.1运营管理架构
  基于人工智能在其他行业的发展状况,本着创新、智能化的理念和节约管理费用、减少管理人员、优化管理方式的目的,构建未来交通行业的新的智能运营管理模式,以“建立支撑条件基础,完善技术设备,采用智能运营方法,应用于大桥建设各方面”为建设总线路,构大桥的人工智能运营管理平台。为此相关管理局研发出一个相应平台,该平台以获取数据为基础,而后经过机器学习,自然语言的处理,数据挖掘,等智能方法為组织重构和流程优化提供战略方向。
  智能运营管理分为四层,最底层为支撑条件层,第二层为技术层,第三层为方法层,最顶层为应用层。
  支撑条件层:该层次可概括为数据的获得、数据的处理,数据的存储三个方面。在数据获取方面及在数据准备与预分析系统中的数据抽取,数据准备则需要录入信息,可利用Web在Internet上查找和浏览信息获得图形化的、易于访问的直观界面,也可以利用BIM管理手段实现可视化、精细化,同时可也从管理的业务数据中进行数据准备,如获得的汽车模拟驾驶状态,或者 大桥的桥梁的承受力,模拟道路出现事故救援状况的的模拟,结合所捕获的有效信息,进行相关数据处理并导入数据仓库。
  技术层:获得数据后,通过自然语言的处理、图像识别、机器学习、进行智能化的挖掘算法,并进行智能的表达,将数据信息转化为为知识输出。通过全网数据实时汇聚,保障数据安全,提升数据质量,实现数据价值充分利用。
  方法层:经过技术层的处理后的知识为智能知识,是技术到应用的重要过程,主要采用的处理方法是将智能知识运用到智能管理运用平台,并收录一些隐性的信息,比如社会的宏观因素,通过该平台获得决策信息。同时采取知识管理与业务流程的集成的途径、运用知识的自主审计和管理模式、以知识与环境的融合促进知识的自我更新方法,使得信息更加切合于信息的应用。
  应用层:这部分是知识的实现部分,基于获得的的有用信息,与业务管理相结合,使得路政管理、道路养护、机电管理趋于智能化,以及时向管理人员和用户进行交互,提高桥梁管理的可视化。
  3.2组织架构
  相关管理局可考虑改变原来管理层复杂的结构,将其去中心化。通过AI运营管理平台,使组织构架趋于扁平化、去中心化并存的网络协同结构。这将成为“AI+运营管理”的一种新的运营管理组织模式。各部门平等的接受共享所有的资源,可以更好的合作,从而达成更标准化更多元化更全面化的管理与决策。
  3.3应用架构
  传统的单点输入、输出,单一信息源产生单一价值的管理模式将发生改变,多源数据的多维度关联、评估、预测,多问题、多环节、全产业链的将协同优化。新模式利用大数据平台,将运营、监测、养护、安防、口岸等等数据统一到一起,通过一些构建数学模型,定量的对各个方面进行走和评判,从而进行综合决策。
  3.4技术架构
  大桥管理局可应用一种新的技术架构体系,该结构体系基于“创新、智慧、价值、共治、共享”的理念,此技术构架主要由智能终端、管理部门、流程管理、数据管理、采集层、传感层、检测对象阶梯式分布组成。大桥人工智能化运用智慧大脑进行管理,采用层次化架构。先将大桥分为多个模块,并对每个模块的监测对象如斜拉索的震动情况、桥梁的跨径、箱梁外表面的腐蚀及其强度、桥面汽车的流量和其天气等加装各类传感器,如采用密度计、位移传感器、温度湿度传感器、流量传感器、液位传感器等,亦或是采用更加人工智能的智能巡检无人机、智能检测机器人智能巡检无人船智能检测车等实现数据的采集,以此智能方式采集到的数据通过网络和移动通信等渠道被输送到AI运营平台进行数据分析及管理,运营平台对海量数据进行对比、分析、解读、归纳,快速判断构件和系统的健康安全运行状态,最终将系统状态可视化并汇报给各个管理部门。各个管理部门通过对状态的监视审核,将实时数据传送到各个移动智能数字终端,如监测人员,交通部的路况信息图,手机、车载导航等,人们通过终端来了解大桥的综合情况。实现了知晓大桥实时信息的数据化、智能化、创新化、共享化。
  4. 结语
  桥梁的建设费用巨大,每年的维护和管理费用也不菲,如果监管不善,将为国家带来巨大的经济损失。应用人工智能运营管理系统不仅能有效延长桥梁的使用寿命,大幅降低建设成本、养护成本和管理成本,还可有效避免突发事故造成的巨大经济损失。
  参考文献
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  [3]古彪,何军,李政伟.广州东南西环高速公路信息化桥梁管理系统项目的实施与总结.广东土木与建筑.NO. 11:55-56.2016
  (作者单位:江苏大学)
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