关于桥梁养护管理的智能化发展趋势分析

陈志武

(山西省交通建设工程监理总公司，山西太原 030012)

0 引言

20世纪80年代以来，在欧洲、北美及亚洲一些地区，相继发生了多起桥梁结构的断裂事件。这些事件引起了公众舆论的关注，也使政府机构意识到，研究桥梁的健康诊断及维护问题已经刻不容缓。研究发现，桥梁断裂的原因除人为的劣质工程外，主要是因为疲劳损伤累计造成的。因此，桥梁建成后的后期维护显得至关重要。我国目前关于桥梁的诊断及养护的管理系统存在着功能简单，操作繁琐，不具备智能分析等问题，已经远远不能满足于现代桥梁技术的发展及维护应用。随着信息化技术的发展，建立一套科学化、智能化的现代桥梁智能管理系统，提高桥梁检测效率、降低工作误差、提升养护层次，是未来桥梁智能化管理的趋势。

1 桥梁养护管理的现状

我国关于道桥智能化管理的早期探索始于20世纪80年代，最具有代表性的是“七五”“八五”期间由交通部组织研究的中国道路管理系统(CPMS)和中国桥梁管理系统(CBMS)。此后，全国各地许多部门在道桥智能管理化方面不断探索，利用地理信息系统(GIS)应用于道桥的智能化管理维护，并取得了不小的成绩。但是，我国目前的桥梁管理系统按照现行的桥梁管理规范要求编制，存在着以下缺陷:

1)桥梁的缺损监测信息主观性强，误差率大，受检测人员个人因素影响较大，缺损信息发现不及时。

2)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，造成了缺损等级评定误差大，精度相对较低。

3)桥梁的缺损处理方案不明确，主动性、针对性较差，辅助分析欠缺。

目前的养护管理系统，实现了由单纯的文字档案向数字化资料管理的进步，但是对桥梁的缺损管理相对较死板，严重的依赖人工收集桥梁信息，造成了主观影响因素较大，后期人工分析处理工作量庞大。对现有系统进行升级改造，实现对桥梁的机构状态，载重等外部因素影响下的响应进行的实时监测，通过一定的数学模型分析，对获得的数据进行分析，识别桥梁的机构损伤，完成损伤预警及定位等，做出最优的维护方案，保证桥梁最佳运行的方案。

2 桥梁养护的智能化的发展趋势

桥梁后期维护保养是桥梁工程领域最常见，工作量大，最繁琐的工作内容，每年投入在该项目上的人力、财力及物力都十分惊人。我国目前的桥梁养护工作手段落后，管理系统滞后，还存在管理手段机械化，危害记录平面化，资料管理台账化的静态管理状态。利用新技术实现桥梁的智能化管理是未来的发展方向。人们可能关心为什么要走智能化发展的道路。桥梁的智能化管理是由以下三个方面决定的:

1)计算机技术的进步。

随着现代计算机技术的发展，特别是计算机仿真模拟实验技术的进步，使一些无法看到的现象展示了出来，人们进行结构分析和优化的能力大大增强。

2)数字化仪表仪器的广泛使用。

数字化仪器仪表的广泛使用使得信号处理变得十分方便。人们发现，数字化仪器仪表的使用使数据测量和分析的界限越来越模糊，使用演算数据有时候比使用原始参数更易于发现和解决问题。同时，结合计算机技术，使以前一些无法解决的问题开始有了解决方案。

3)智能技术本身的进步。

人工神经网络解决了人工智能在环境中自主学习的问题;遗传算法的出现解决了混合变量全局最优化的自主选择问题。这两个问题的解决为桥梁结构损伤识别及定位的解决提供了有效的解决手段，也为建立一整套预测模型提供了合适的工具。

上述技术的发展，为桥梁的智能化管理提供了理论及技术工具。随着我国计算机技术、网络技术、检测技术等分支技术的发展，为我国桥梁的养护智能管理打下了坚实基础。

3 结语

随着我国社会经济的发展，桥梁使用年龄的增长，结构老化的数量越来越多。因此，桥梁运营过程中的损伤检测及预警就十分重要。建立智能化管理系统，对桥梁的整体结构能力进行实时监控和智能化分析，确保桥梁安全运营，延长桥梁的使用寿命。通过早期发现桥梁病害，能大大节约维护养护费用，避免频繁大修关闭交通所引起的经济损失，且能防止桥梁坍塌等大兴安全重大事故的发生。同时，通过智能化管理获得的数据反馈于桥梁结构设计，更深远的意义在于能改进桥梁结构的设计及相应的规范标准等，为桥梁结构设计开辟新的空间。由于智能化管理涉及信息技术，测量技术，通讯技术等多个学科，目前取得的成就仅处于探索阶段，还需广大桥梁工作者及相关人员不断探索，为桥梁的智能化管理取得新的成就。

［1］http://baike.baidu.com/view/6251441.htm，地理信息系统，2012-02-16.

［2］张启伟.大型桥梁健康监测概念与检测系统设计［J］.同济大学学报，2001(1):65-69.

［3］刘效光.桥梁损伤检测［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［4］罗晓英.浅谈桥梁管理系统的功能与发展趋势［J］.山西建 筑，2010，36(24):340-341.