本帖最后由 Nino 于 2022-11-17 09:04 编辑
引 言
随着信息化在桥隧管养中的普及，管养系统越来越多的被用于实际的养护工作中。数字化作为未来长期的发展趋势和目标是毋庸置疑的，而数据的质量是其中最为关键的因素之一。在桥隧现实管养中，好的数据体系一方面依赖于内部完备的知识库和科学的数据逻辑，另一方面也依赖于高质量的现场定检数据和传感器传回的特征值数据等。本文对信息化系统内部的数据组成和特点进行简要了分析。
1、桥隧资产管养信息化系统数据的组成
从全寿命养护管理的理念出发，每个养护对象的属性都包含了静态数据和动态数据。
其中静态数据信息是指养护对象从设计、制作安装完成后基本固定不变的参数，即包含其设计尺寸、材料信息、图纸信息、照片信息、位置信息等；以及包含成桥时的重要基准参数值，如成桥索力等；也包含常规状态下的养护要求，例如检查频率、检测频率、养护频率和内容等。
其中动态信息主要为维养过程中产生的病害、检查、维修、技术状况评定等数据信息，以及运维事件、交通车流量等数据，其中每一项的内容都包含时间参数。
图1 资产对象的养管数据组成
2、桥隧养护数据及技术特点
01、数据的载体和对象
每个数据都应该有对应的载体对象，才能使数据有实际意义。资产是个宏观的概念，维养活动针对的资产是每个小的管养单元（构件），可以小到一个斜拉索锚头、或者是一个支座等，而养管数据正是由于它们的维养活动所产生，因此数据的载体也是最小的维护单元。为此我们建立相应的资产拆分标准和编码标准，使不同的桥梁和隧道结构的细分能够以一致的准则进行。
标准的制定是一个工作量巨大的过程，但能为后续系统数据分析奠定了基础。
图2 桥梁构件拆分标准化流程示意
图3 隧道构件拆分标准化流程示意
通过标准编码的制定，为每个构件形成了一个“身份证”号码，从而建立起构件唯一的全寿命期数据索引，实现构件可溯源、可追踪、可终身管理的功能。通过这个识别码与位置信息进行关联，现场通过GPS、二维码等方式可以实现对构件的定位。
图4 标准化构件编码示例
02、数据的来源
桥隧资产养护管理的管养数据来源，主要包括以下几个方面：
1、结构基础数据
包括个体信息和总体信息。
①个体信息主要来源于设计资料（结构尺寸、参数等）、工程竣工资料、产品手册、地理gis信息等。
②总体信息主要来源于设计资料和项目情况，通常指桥梁卡片等，包括了土建总体规模、路线等级、投入使用时间、管养单位等。
2、重点结构监测数据
该部分数据来源于土建结构和设施的运维期健康实时监测数据，特别是影响结构性能或结构异常响应的数据，包括外界荷载源监测项和结构静、动力响应监测数据。
3、桥隧养护维护数据
①结构检查数据：日常巡查、经常检查、定期检查及定检数据、特殊检查记录等。
②建设中遗留的历史病害情况等。
③结构维护数据：桥梁预防性养护周期、养护内容数据、维修加固更换数据等。
4、桥隧评定数据
根据规范或产品评定标准，资产的历次评定结果。
5、费用数据
资产的原值、管养资金数据、资产实际维养等的管养资金使用情况。
03、数据的采集
针对不同的数据来源，采用不同的数据采集方式。主要包括手动录入、无纸化现场录入、提供接口批量导入、提供接口自动传输、BIM模型传输等。
手工录入：是效率最低的一种方式，主要用于数据量少的场景。主要为个别构件数据修改、卡片信息录入或项目、任务信息的填写等。
无纸化现场办公：利用信息化系统的APP终端，可以实现管养数据的标准化录入和无纸化的现场办公，是信息化+专业化带来的数据采集优势之一，在不增加现场工作量的同时，使记录数据即标准又专业，并大大缩短整理数据时间。
图5 资产管养信息化系统移动巡检手机终端
提供接口批量导入：对于大量已建成桥梁及其维养活动，其信息主要来源于图纸文件、产品手册、纸质巡检记录、检测设备等，这些数据只能采用人工分离和辨别后，尽量利用标准化导入工具，通过接口批量导入管理系统。
对于道路综合检测车、梁底机器人轨道巡检系统等产生的固定格式电子数据，则可以通过接口直接批量导入系统并进行数据处理。
图6 检测设备数据导入，自动形成可视化图表
提供接口自动传输：对于实施了桥梁资产管养系统的项目，可直接通过移动设备的检查养护任务，实时记录标准化管养数据并上传发现的病害和维修过程等，实现无纸化办公。健康监测系统通过监测传感器实时采集现场数据后，也可经过预设接口自动将数据传输到管理系统。
图7 基于BIM的桥梁资产管养监测平台
更智能的主动式采集：对于未来可期的智能运维无人机、定轨自动巡查机器人、机器狗等设备设施，结合图像识别、重点病害自动跟踪和复查等技术，即可以通过人机交互和干预，又可以实现自动主动的数据采集，这些采集的数据，也可通过预设接口和在满足统一存储标准的前提下，通过无线网直接进入到系统进行管理。
图8 结合图像处理、主动控制技术等的采集系统
BIM信息模型数据传递：对于已有BIM信息模型的结构，可以直接将BIM模型信息传递到运营阶段管理系统。该方式可以直接通过模型传递，也可通过ifc文件传递等。
图9 BIM信息模型数据信息传递路径
04、数据的标准化
桥梁养护数据目前的应用难点在于存在大量非格式化的管养记录，主观性强，既不是电子数据，质量也参差不齐，记录很难被利用和进行价值挖掘。只有标准化的数据，才能被计算机识别并利用信息化技术进行基于数据的科学管理应用。
因此信息化系统首先根据数据标准化要求，制定各类数据标准，包括资产构件拆分标准、构件编码标准、构件静动态属性标准、病害名称标准、病害特征参数记录标准、病害位置记录标准等，并通过这些标准使记录的数据成为专业规范化的有效数据。
图10 数据的标准化要求
结 语
CONCLUSION
完善和科学的数据体系是信息化管养的基础和关键，专业的数据对专业化的管养是至关重要的。我国幅员辽阔，检测单位众多，检测水平和手段参差不齐，专业的数据录入对使用人员的综合素质有一定要求，因此系统的使用和效果也会打折扣。相信在整个检测行业和能力提升的背景下，和接地气的功能设计，未来会更加推动桥隧管养信息化的专业发展。
END
作者介绍
李准华，男，1982年，硕士，正高级工程师。毕业于东南大学桥隧工程专业，现就职于中交公规院土木检测维护分公司。先后负责和参与了国内外多座特大桥的设计、维养和运维信息化工作，获得设计及运维期省部级一等奖等十余项奖项。
转自微信公众号“交通智维”
| 
京公网安备 11010802022300号
