鐵路橋隧設備信息化管理分析及研究

白文捷

（沈陽鐵路局工務檢測所，沈陽 110000）

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鐵路橋隧設備信息化管理分析及研究

白文捷

（沈陽鐵路局工務檢測所，沈陽 110000）

［摘 要］本文主要分析研究現(xiàn)階段鐵路橋隧管理系統(tǒng)，探討長期以來系統(tǒng)存在的問題，并根據(jù)當前鐵路發(fā)展的管理理念，提出新時期橋隧信息化的發(fā)展方向，對新型橋隧設備信息管理系統(tǒng)提出新的構想。

［關鍵詞］鐵路橋隧；設備；信息化；管理

鐵路信息化是鐵路現(xiàn)代化發(fā)展的重要標志，是增強市場競爭能力的重要手段。工務信息現(xiàn)代化建設是工務“企業(yè)管理科學化”的重要組成部分，是管理創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。

鐵路橋隧設備信息管理是鐵路工務信息化的重要組成部分，借助橋隧設備信息管理系統(tǒng)可以適時、準確、直觀地獲得橋隧設備數(shù)據(jù)，能夠方便、快捷地服務于運輸生產，在突發(fā)情況下決策層可根據(jù)準確資料，快速采取相應的對策。同時通過橋隧信息管理系統(tǒng)的分類、查詢、統(tǒng)計等功能，可以使決策層全面掌握管內橋隧設備數(shù)量及病害情況等，為下一步橋隧大維修、改造提供數(shù)據(jù)支持。

1　目前在用的橋隧設備信息管理系統(tǒng)使用情況及分析

目前全路普遍使用的橋隧設備信息管理系統(tǒng)依托于鐵路工務管理信息系統(tǒng)（PWMIS），是由原鐵道部運輸局基礎部組織下，由信息技術中心牽頭，在各局工務專家的支持下研發(fā)成功的。2002年5月，PWMIS（一期）應用軟件，通過了原鐵道部運輸局組織的技術評審。2004年，PWMIS系統(tǒng)通過了原鐵道部科技司組織的技術評審，并在全路開始推廣一直使用至今。

從使用情況來看，PWMIS系統(tǒng)已具備了橋隧設備及病害的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計、查詢等功能，同時利用MapInfo等軟件實現(xiàn)了大橋略圖的自動生成功能，以圖示化的形式顯示橋梁設備信息，方便使用者準確掌握橋隧設備情況，一定階段內滿足了使用需求。但隨著鐵路的快速發(fā)展及科技的不斷進步，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計、查詢等功能已難以滿足當今鐵路“信息化、專業(yè)化、科技化“的發(fā)展理念，具體體現(xiàn)在如下幾個方面。

第一，在橋隧設備管理信息系統(tǒng)上應用GIS技術已是大勢所趨，圖表和數(shù)據(jù)只能抽象地反映橋隧設備的技術狀態(tài)，不能直觀和形象地反映橋隧設備及地形地貌的實況，尤其是在遇到事故、自然災害或防洪搶險時，不能及時地提供直觀、準確的詳細情況。

第二，目前的鐵路橋隧設備信息管理信息系統(tǒng)只能提供數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計、查詢等功能，只是簡單地取代手工報表，普遍缺乏決策支持功能。應該應用人工智能領域的研究成果，采用專家系統(tǒng)、知識挖掘等智能技術來提高橋隧管理信息系統(tǒng)的決策支持能力，為各種用戶提供多功能的決策支持。

第三，由于目前的橋隧設備信息管理系統(tǒng)僅限于總公司、鐵路局、工務段三級管理，未將管理權限下放至車間及工區(qū)，因此現(xiàn)場的實際情況往往登記不及時，對使用者的決策方案造成一定影響。隨著車間、工區(qū)信息、網(wǎng)絡化的普及，應逐步將權限放開，利用橋隧設備信息管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸功能，及時由工區(qū)登記上報現(xiàn)場的實時情況，并實行車間、工務段雙審核制度，最大程度地發(fā)揮工區(qū)的現(xiàn)場作用。

第四，目前使用的橋隧設備信息管理系統(tǒng)橋隧設備病害僅停留在以文字及數(shù)據(jù)描述病害程度的基礎上，未配以圖像或模型進行說明，尤其對于需長期觀測的嚴重病害，不能及時反映病害發(fā)展的具體過程，對病害整治的重要性及整治方案造成一定影響。

第五，目前使用的橋隧設備信息管理系統(tǒng)僅可將設備病害按嚴重程度進行分類并列表說明，并不能以圖形的形式直觀地反映各線的設備病害情況，對決策者來說難以在宏觀上作出病害整治部署。因此，應以圖形分類示意各線橋隧設備的病害情況，方便決策者作出相應決策。

第六，目前使用的橋隧設備信息管理系統(tǒng)未整合橋隧大維修的相關功能，不能根據(jù)病害情況錄入橋隧大維修計劃，不能根據(jù)計劃模擬設備的劣化變動情況。

第七，隨著日漸嚴峻的安全形勢，在橋隧設備遇到事故、自然災害或防洪搶險時，迫切需要第一時間獲知發(fā)生事故的具體地點、影響范圍、道路情況及周邊環(huán)境等關鍵因素，目前的橋隧設備信息管理系統(tǒng)僅能提供橋隧設備的鐵路里程，未能與周邊環(huán)境相結合，一旦發(fā)生緊急情況，無法對決策者提供一定幫助。

2　對新型橋隧設備信息管理系統(tǒng)的研究建議

2.1新型橋隧設備信息管理系統(tǒng)應具備的功能

①對既有橋隧設備及病害情況進行分類、查詢、統(tǒng)計；②根據(jù)現(xiàn)場情況，完成對設備及病害情況變化的時時更新；③分類建立橋隧設備病害文字、模型及圖像數(shù)據(jù)庫，為橋隧大維修、改造提供數(shù)據(jù)支持；④以圖形分類示意各線橋隧設備的病害情況，方便決策者作出相應決策；⑤根據(jù)病害情況，錄入橋隧設備大維修計劃，并根據(jù)計劃模擬設備的劣化變動情況；⑥對橋隧設備的具體位置實現(xiàn)定位查詢；⑦利用GIS技術繪制橋址平、縱斷面圖及周邊地形圖；⑧建立預測模型，分析當前設備的使用壽命。

2.2新型橋隧設備信息管理系統(tǒng)的構建思路

第一，建立總公司、鐵路局、工務段（橋隧檢測所）、車間及工區(qū)的多級管理系統(tǒng)，加強各級管理單位的數(shù)據(jù)審核制度。由于橋隧工區(qū)為最熟悉現(xiàn)場的基層單位，橋隧設備數(shù)量及病害變化情況應有橋隧工區(qū)負責填報，因此，橋隧工區(qū)應作為橋隧設備信息管理系統(tǒng)的一個客戶端，具有通過網(wǎng)絡提報橋隧數(shù)據(jù)信息（包括橋隧各類信息及病害發(fā)展情況等）的權限；橋隧車間作為橋隧工區(qū)的上級單位，負責對工區(qū)提報的數(shù)據(jù)信息進行復核，將復核后的數(shù)據(jù)提報段技術科；段技術科負責將車間上報的數(shù)據(jù)信息復核匯總，并將數(shù)據(jù)信息進行分類處理，一方面將數(shù)據(jù)信息上傳至鐵路局，一方面可將制訂的病害整治計劃及方案等返至車間。

第二，利用圖形、圖像及三維建模技術，增加系統(tǒng)的可視化功能。工區(qū)或車間檢查人員可對橋隧的重點部位、重點病害拍照處理，利用手機客戶端將圖像網(wǎng)傳至相關服務器，同時通過系統(tǒng)軟件對圖像進行編輯、分類，連同文字描述一并上報上級單位審核。對于嚴重的橋隧病害，一方面可通過系統(tǒng)建立長期觀測數(shù)據(jù)，另一方面可根據(jù)病害相關數(shù)據(jù)利用三維建模技術形成病害模型，通過模型模擬分析病害發(fā)展過程，對下一步病害整治方案提供理論依據(jù)。宏觀方面，根據(jù)管內各線的橋隧病害情況，可利用系統(tǒng)軟件按照病害的評定等級進行圖形處理，使不同等級的橋隧病害可直觀的在線路圖上分段顯示，方便決策者對病害嚴重的區(qū)段優(yōu)先考慮。

第三，利用GIS技術繪制橋址平、縱斷面及地形地貌圖。根據(jù)橋隧各項技術指標（包括橋梁標高、橋長、孔跨式樣、基礎地質情況、基礎埋深情況、河床斷面情況等）通過系統(tǒng)繪制橋隧平、縱斷面圖，同時根據(jù)橋梁河道上下游地形地貌的勘查數(shù)據(jù)，繪制橋址地形地貌圖，結合水文檢算結果，分析預測橋涵設備的抗洪能力。

第四，利用GPS定位技術確定橋隧設備的周邊環(huán)境。通過手持GPS裝置對橋隧設備進行定位，并將GPS數(shù)據(jù)錄入橋隧設備信息管理系統(tǒng)中，同時利用常規(guī)地圖軟件（如百度地圖、谷歌地圖等）將鐵路橋隧在地圖上進行定位處理，方便決策者熟悉設備的周邊環(huán)境，一旦發(fā)生洪水、地震等自然災害時，可快速確定災害影響范圍，根據(jù)周邊環(huán)境制訂搶險計劃（包括災害發(fā)生地點、搶險材料存放地點、運輸方式、運輸徑路等）。

3　結 語

橋隧設備信息管理系統(tǒng)的構建，是一項工作量大、涉及多專業(yè)多學科的系統(tǒng)工程，應本著統(tǒng)籌規(guī)劃、分級實施，開放性和規(guī)范性相結合，成熟性、先進性與安全性相結合，具有可擴展性的原則建設，為橋隧科學、信息化管理提供技術支持，在系統(tǒng)建設過程中應先急后緩，逐步健全，最終形成一個完善的管理系統(tǒng)。

主要參考文獻

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doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.039

［中圖分類號］F270.7

［文獻標識碼］A

［文章編號］1673-0194（2016）12-0058-02

［收稿日期］2016-05-20