馬赟　于品德　劉海寬　宋粉麗

摘 要：橋梁檢查工作是維修養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)，是橋梁養(yǎng)護(hù)決策的重要依據(jù)。針對橋梁經(jīng)常性檢查工作中監(jiān)督管理難、現(xiàn)場檢查技術(shù)不規(guī)范、效率低等問題，本文設(shè)計了以云平臺為基礎(chǔ)、以移動設(shè)備為終端的橋梁巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于任務(wù)驅(qū)動模式，能夠?qū)I(yè)、規(guī)范、便捷和高效地實現(xiàn)橋梁經(jīng)常檢查，實現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)的精細(xì)化管理。

關(guān)鍵詞：橋梁檢查;云平臺;巡檢系統(tǒng);移動設(shè)備

中圖分類號：TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）14-0091-03

Problems Existing in Highway Bridge Inspection and Design of Inspection System

MA Yun1，2 YU Pinde1，2 LIU Haikuan1，2 SONG Fenli1，2

（1. Henan Transporation Research Institute C o.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450015;2. Highway Bridge Safety Inspection and Reinforcement Technology Transportation Industry Research and Development Center，Zhengzhou Henan 450015）

Abstract： Bridge inspection is the basis of maintenance and is an important basis for bridge maintenance decisions. Aiming at the problems of difficult supervision and management of bridges， irregular on-site inspection technology and low efficiency， a bridge inspection system based on the cloud platform and mobile devices as the terminal was designed in this paper. The system is based on a task-driven model， which can professionally， regularly， conveniently and efficiently implement bridge frequent inspections and achieve fine management of bridge maintenance.

Keywords： bridge inspection;cloud platform;inspection system;mobile devices

橋梁一般是指跨越江河、湖海、山澗、不良地質(zhì)或其他交通需要而架設(shè)的建筑物。橋梁是道路的重要組成部分，橋梁的建設(shè)使車輛和行人的通行更加便捷。橋梁的發(fā)展與交通運輸需求和交通工具的變革密不可分，交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)展對橋梁在承載能力、結(jié)構(gòu)布局和跨越能力等方面提出新的要求，也推動了橋梁工程技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也有力地促進(jìn)了橋梁建設(shè)技術(shù)水平的提高，使之更好地適應(yīng)交通運輸?shù)陌l(fā)展要求。改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，中國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高速發(fā)展，大批公路橋梁先后建設(shè)完成并投入運營。隨著橋梁服役年限的不斷增加，大批橋梁陸續(xù)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期。橋梁養(yǎng)護(hù)工作的好壞不僅影響公路功能的有效發(fā)揮，更影響廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全和公共安全，事關(guān)民生安全和福祉。因此，公路橋梁的檢查和養(yǎng)護(hù)工作意義重大，是公路可持續(xù)發(fā)展的重要保證。橋梁檢查工作是維修養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)，是橋梁養(yǎng)護(hù)決策的重要依據(jù)。

1 橋梁的經(jīng)常檢查

1.1 經(jīng)常檢查的重要性

橋梁檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查。經(jīng)常檢查主要指對橋面設(shè)施、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進(jìn)行的檢查;定期檢查為評定橋梁使用功能，制定管理養(yǎng)護(hù)計劃提供基本數(shù)據(jù)，對橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進(jìn)行的全面檢查，它為橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)搜集結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的動態(tài)數(shù)據(jù);特殊檢查是查清橋梁的病害原因、破損程度、承載能力抗災(zāi)能力[1-2]，確定橋梁技術(shù)狀況的工作。

橋梁經(jīng)常檢查是檢測養(yǎng)護(hù)體系中的第一步，其作用不言而喻。經(jīng)常性檢查是針對較明顯缺陷的檢查，檢查為橋梁表面的檢查，主要對結(jié)構(gòu)異常、橋及其橋區(qū)施工作業(yè)情況的檢查和橋面系、交通標(biāo)志、限載標(biāo)志及其他附屬設(shè)施等的外觀情況進(jìn)行日常巡檢[3-4]。根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，經(jīng)常檢查周期不少于每月1次，汛期增加檢查頻率;三、四、五類橋梁，立即安排定期檢查。經(jīng)常性檢查的目的是確保結(jié)構(gòu)功能正常，使結(jié)構(gòu)能得到及時的養(yǎng)護(hù)和緊急處置，對需要檢修的一些大問題進(jìn)行報告。

1.2 經(jīng)常檢查的工作流程

經(jīng)常檢查有橋梁管養(yǎng)單位的橋梁養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)組織實施，流程如圖1所示。

橋梁養(yǎng)護(hù)工程師根據(jù)轄區(qū)橋梁數(shù)量、橋梁技術(shù)狀況及經(jīng)常檢查頻率要求制定經(jīng)常檢查計劃;根據(jù)檢查計劃安排檢查人員及相應(yīng)儀器設(shè)備，橋梁養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)對檢查人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn);檢查人員按照橋梁經(jīng)常檢查項目表對待檢橋梁逐項檢查，記錄相應(yīng)缺損，并當(dāng)場填寫公路橋梁經(jīng)常檢查記錄表;橋梁養(yǎng)護(hù)工程師根據(jù)經(jīng)常檢查資料定期總結(jié)，制定保養(yǎng)維修計劃，安排定期檢查。

經(jīng)常檢查以目測為主，宜采用簡單儀器配合檢查[5-7]。應(yīng)現(xiàn)場填寫《橋梁經(jīng)常檢查記錄表》，登記所檢查橋梁的缺損類型、維修工程量，提出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。對嚴(yán)重的病害要詳細(xì)描述，并留取影像資料。

2 橋梁經(jīng)常檢查存在的問題

2.1 監(jiān)督管理難度大

橋梁經(jīng)常檢查的主體是各級公路管理部門，經(jīng)常檢查的實施模式略有差異，對收費公路來說，其日常維護(hù)工作由專業(yè)的養(yǎng)護(hù)公司負(fù)責(zé)，其中也包含日常檢查工作。對非收費性質(zhì)的國省干線公路橋梁，實行省、市、縣三級管理，省公路管理部門負(fù)責(zé)全省公路養(yǎng)護(hù)的行業(yè)管理，市級公路管理部門負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)國、省干線公路橋梁的監(jiān)管;縣級公路管理部門負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)國、省干線公路橋梁的經(jīng)常檢查?？h級橋梁養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)日常檢查的實施，一般由道班養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行檢查。

橋梁經(jīng)常檢查需要技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場檢查，公路管理部門缺乏有效的監(jiān)管手段，不能對現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)督，造成部分檢查人員對橋梁日常檢查、養(yǎng)護(hù)工作的重要性認(rèn)識不夠，對橋梁的檢查力度不夠，工作敷衍了事，巡查也只是走過場，起不到實際作用。

2.2 專業(yè)化水平低

橋梁經(jīng)常檢查是專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)要求高的工作。橋梁養(yǎng)護(hù)工程師作為橋梁管養(yǎng)的直接負(fù)責(zé)人、養(yǎng)護(hù)措施的制定和實施者，其技術(shù)水平的高低直接影響橋梁技術(shù)等級評定的準(zhǔn)確與否?，F(xiàn)場檢查人員是橋梁經(jīng)常檢查的實施者，是獲取橋梁病害信息的主要來源，因此現(xiàn)場檢查人員需掌握一定的橋梁專業(yè)知識、能準(zhǔn)確識別橋梁常見病害，能對病害進(jìn)行客觀、完整記錄。分析橋梁病害原因的能力都直接影響橋梁等級的評定及養(yǎng)護(hù)效果。

2.3 現(xiàn)場工作效率低

當(dāng)前的經(jīng)常檢查工作通常都采用以紙制卡片記錄病害、現(xiàn)場拍照輔助說明的方式進(jìn)行。這種完全依賴手工記錄的工作方式在很大程度上制約了橋梁日常檢查的工作效率。數(shù)據(jù)采集過程中，病害描述容易受到橋梁檢測人員的知識水平、認(rèn)識能力的影響，不能做到標(biāo)準(zhǔn)化，會對橋梁技術(shù)狀況評定產(chǎn)生影響。

2.4 資料管理不規(guī)范，數(shù)據(jù)難利用

按照公路養(yǎng)護(hù)管理規(guī)定，在橋梁全壽命周期中，以每座橋按照規(guī)范要求每月進(jìn)行一次經(jīng)常檢查，每座橋梁按照要求的內(nèi)容進(jìn)行檢查，將產(chǎn)生大量的資料。當(dāng)前情況下，紙質(zhì)資料和照片均由人工歸檔保存，存在資料保存不善而遺失等諸多問題，造成發(fā)現(xiàn)的問題不能形成連貫性，在查詢和后期整理上帶來了諸多不便。

橋梁經(jīng)常檢查資料，可以為養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)，人們不僅需要進(jìn)行本橋全壽命周期內(nèi)的性能趨勢分析，也需要實現(xiàn)同類型橋梁橫向?qū)Ρ?，包括養(yǎng)護(hù)方式、養(yǎng)護(hù)頻率等對比分析，以保證最優(yōu)的橋梁養(yǎng)護(hù)效果。日常檢查積累形成的成套紙質(zhì)巡檢資料不能做到高效、及時的分析加工和多次使用，更做不到通過該數(shù)據(jù)結(jié)果及時掌握橋梁病害變化趨勢，為后期的養(yǎng)護(hù)決策提供數(shù)據(jù)支持。

3 基于云平臺的橋梁巡檢系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)設(shè)計思路

橋梁巡檢系統(tǒng)緊密結(jié)合管理要求和技術(shù)要求來設(shè)計，系統(tǒng)流程與養(yǎng)護(hù)管理流程一致，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集滿足橋梁管養(yǎng)技術(shù)的要求，本系統(tǒng)設(shè)計的基本目標(biāo)如下：以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對養(yǎng)護(hù)巡檢數(shù)據(jù)的信息化管理;以移動巡檢終端代替紙質(zhì)巡檢方式，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化采集、實時傳遞;以養(yǎng)護(hù)管理流程要求為基礎(chǔ)，實現(xiàn)經(jīng)常檢查工作流程標(biāo)準(zhǔn)化，形成巡查養(yǎng)護(hù)的閉環(huán)管理;以檢查數(shù)據(jù)為中心驅(qū)動養(yǎng)護(hù)決策。

基于上述目標(biāo)，對橋梁巡檢系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，系統(tǒng)整體框架由云端數(shù)據(jù)庫、移動數(shù)據(jù)終端和數(shù)據(jù)后臺管理系統(tǒng)三個部分組成，平臺整體組成框架如圖2所示，移動端操作界面如圖3所示。

3.2 檢查流程的設(shè)計

巡檢系統(tǒng)的核心功能為專業(yè)、便捷和高效地實現(xiàn)橋梁經(jīng)常檢查。系統(tǒng)巡檢流程設(shè)計為任務(wù)驅(qū)動式模式，首先要滿足管理要求，并考慮了實際操作的便捷性和專業(yè)性。橋梁巡檢工作由橋梁養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)組織實施，由巡檢人員現(xiàn)場實施，完成巡檢任務(wù)，采集病害、上傳數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計基本工作流程如圖4所示。

在系統(tǒng)中，由橋梁養(yǎng)護(hù)工程師根據(jù)橋梁巡檢周期，制定巡檢計劃，并將任務(wù)分配到具體的巡檢人員。巡檢人員領(lǐng)取巡檢任務(wù)后，到達(dá)橋梁現(xiàn)場進(jìn)行巡檢，通過巡檢終端（手機(jī)、平板電腦）可方便地記錄橋梁病害，完成現(xiàn)場巡檢任務(wù)并上傳數(shù)據(jù)。巡檢人員到達(dá)橋梁現(xiàn)場，需要通過巡檢終端的定位功能完成現(xiàn)場簽到，以此實現(xiàn)對巡檢工作的監(jiān)管，養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)對巡檢任務(wù)完成情況的考核，包括巡檢的頻率是否滿足、巡檢內(nèi)容是否滿足、巡檢是否及時等。橋梁工程師根據(jù)巡檢數(shù)據(jù)生成巡檢報表病存檔;統(tǒng)計需要維修保養(yǎng)的病害數(shù)量，安排保養(yǎng)計劃;根據(jù)歷次巡檢數(shù)據(jù)，對比典型病害發(fā)展情況。

3.3 主要功能模塊

橋梁巡檢系統(tǒng)功能模塊組成如圖5所示，主要由公路管理、橋梁管理、巡檢管理、病害管理、文檔管理、系統(tǒng)管理和巡檢客戶端等7個模塊組成。

公路管理模塊主要實現(xiàn)對公路信息的管理，包括路線基本信息、里程樁號及路線軌跡數(shù)據(jù)管理。橋梁管理模塊是管理橋梁基礎(chǔ)信息，包括橋梁基本信息、地理位置信息、位置信息及圖片信息等。巡檢管理是系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)模塊，主要實現(xiàn)巡檢計劃的制定及流程管理，模塊分監(jiān)管單位和養(yǎng)護(hù)單位角色，監(jiān)管單位負(fù)責(zé)計劃的制定與考核，養(yǎng)護(hù)單位負(fù)責(zé)巡檢任務(wù)執(zhí)行和數(shù)據(jù)采集。病害管理模塊實現(xiàn)對橋梁病害的統(tǒng)計分析、巡檢報表生成、病害發(fā)展對比等。文檔管理模塊實現(xiàn)“一橋一檔”功能，按橋梁實現(xiàn)電子文檔的管理;巡檢客戶端為數(shù)據(jù)終端程序，主要功能包括橋梁巡檢數(shù)據(jù)采集及養(yǎng)護(hù)工作精細(xì)化管理。

4 結(jié)語

橋梁養(yǎng)護(hù)工作的好壞不僅影響公路功能的有效發(fā)揮，更影響廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全和公共安全，做好公路橋梁的檢查和養(yǎng)護(hù)工作意義重大，是公路可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。針對目前橋梁經(jīng)常檢查工作中存在的監(jiān)督管理難、現(xiàn)場檢查技術(shù)不規(guī)范、巡檢效率低等問題，本文設(shè)計了一套基于云平臺的橋梁巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)的使用可規(guī)避現(xiàn)有橋梁經(jīng)常檢查中存在的一系列問題，在提高效率的同時，規(guī)范了橋梁現(xiàn)場檢查工作，實現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)工作的精細(xì)化管理。

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