日益智能化的公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理

文/圖 內(nèi)蒙古公路交通投資發(fā)展有限公司巴彥淖爾分公司 王素飛

公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理逐步成為公路行業(yè)的重頭戲。目前，橋梁管養(yǎng)維修主要依賴于人工數(shù)據(jù)搜集，評(píng)價(jià)比對(duì)主要憑借管理者的過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，因主觀性較強(qiáng)，難以做出高效精確的預(yù)判。此外，缺損維修不及時(shí)等問(wèn)題也普遍存在。

交通是城市的脈絡(luò)，是城市發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的快速興起，為城市交通發(fā)展帶來(lái)了許多新的轉(zhuǎn)變，喚起了智慧交通建設(shè)的新熱潮。其中，公路橋梁養(yǎng)護(hù)的智能化管理，可以有效提高養(yǎng)護(hù)管理水平及病害處置效率。

公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)狀

我國(guó)公路交通歷經(jīng)數(shù)十年高速發(fā)展，已逐步形成完整的公路網(wǎng)，公路橋梁養(yǎng)護(hù)發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出井噴之勢(shì)，這也意味著我國(guó)未來(lái)的公路橋梁養(yǎng)護(hù)趨勢(shì)將從“建好”向“護(hù)好”“管理好”傾斜。但在此過(guò)程中，也不可避免地出現(xiàn)了諸如長(zhǎng)大橋維修檢查等難題，現(xiàn)階段公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理中普遍存在的弊病可統(tǒng)稱為“一強(qiáng)兩差”。

數(shù)據(jù)采集主觀性強(qiáng)

橋梁數(shù)據(jù)以人工采集為主，存在效率低、易缺失和不全面等現(xiàn)象。近年來(lái)，雖逐步結(jié)合望遠(yuǎn)鏡、無(wú)人機(jī)等高科技手段輔助數(shù)據(jù)采集，但信息的分析預(yù)判仍主要取決于管理者的經(jīng)驗(yàn)，因此存在主觀性，難以利用歷史數(shù)據(jù)展開精準(zhǔn)、高效的研判和分析，拉低了現(xiàn)有橋梁的管理質(zhì)量和效率。

解決方案針對(duì)性差

當(dāng)橋梁?jiǎn)栴}顯現(xiàn)后，由于從業(yè)者的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備不盡相同，形成的處理方案也不盡相同。若處理方案不明確，主動(dòng)性、針對(duì)性較差，輔助分析欠缺，且制定的解決方案無(wú)法有效整合專家意見(jiàn)，便會(huì)造成既有橋梁?jiǎn)栴}無(wú)法解決或者問(wèn)題解決效率低下等不良后果。

維護(hù)整修時(shí)效性差

隨著通行車輛的逐漸增多，橋梁的附屬結(jié)構(gòu)和部件在持續(xù)高負(fù)荷作用下，會(huì)發(fā)生一定程度的形變和破損。當(dāng)結(jié)構(gòu)形變、部件陷落、構(gòu)造裂縫及空洞等問(wèn)題無(wú)法在日常維護(hù)工作中得到及時(shí)維護(hù)整修，損毀狀況便會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致后期維護(hù)消耗大量的人力物力。

公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理趨于智能化

應(yīng)用數(shù)字化管理思維

公路養(yǎng)護(hù)管理單位通過(guò)建立新思維、探索新理念，逐步實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)管理的智能化和交通要素資源的合理化。內(nèi)蒙古公路交通投資發(fā)展有限公司巴彥淖爾分公司狼山養(yǎng)護(hù)所通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)動(dòng)態(tài)管理橋梁，他們將大部分資料存儲(chǔ)于卡片之中，并編輯橋梁信息生成二維碼活碼。管理人員可以根據(jù)巡查動(dòng)態(tài)補(bǔ)充、修改既有資料，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題登記在冊(cè)，無(wú)需重新生成新的二維碼，從而保證養(yǎng)護(hù)資料歸檔的統(tǒng)一性與及時(shí)性。

圖1 狼山養(yǎng)護(hù)所工作人員自制橋梁二維碼

此次的創(chuàng)新性管理，一方面方便養(yǎng)護(hù)管理單位的數(shù)據(jù)調(diào)用與建檔，保證養(yǎng)護(hù)資料的動(dòng)態(tài)化管理及日常養(yǎng)護(hù)的科學(xué)決策；另一方面將封閉的管理系統(tǒng)面向大眾，真正地實(shí)現(xiàn)了共同參與和互相監(jiān)督，讓每一位發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的出行人員都可以及時(shí)向養(yǎng)護(hù)管理單位反饋，有效提高了橋梁養(yǎng)護(hù)管理的效率。

加強(qiáng)智能監(jiān)測(cè)橋梁構(gòu)件

保持構(gòu)件完好性對(duì)于橋梁安全而言至關(guān)重要。首先，應(yīng)在橋梁構(gòu)件的關(guān)鍵部位安裝如溫度、濕度、撓度監(jiān)控預(yù)警等智能傳感器，持續(xù)不斷地自動(dòng)監(jiān)測(cè)橋梁構(gòu)件的安全狀況，并設(shè)置預(yù)警閾值。其次，應(yīng)通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)的損傷辨識(shí)、狀況分析、診斷和預(yù)判，結(jié)合大數(shù)據(jù)全方位探究異常情況，并提出安全可行的處理措施，采用持續(xù)監(jiān)測(cè)、異常預(yù)警、提前研判、智能分析等高效管理手段，保障橋梁安全平穩(wěn)運(yùn)行。

制定缺損處理方案

通過(guò)構(gòu)建專用橋梁管理系統(tǒng)，將管轄范圍內(nèi)的橋梁基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、保養(yǎng)和維修信息、設(shè)計(jì)使用年限、限載等信息錄入系統(tǒng)，使各養(yǎng)護(hù)管理單位在養(yǎng)護(hù)維修橋梁時(shí)能夠快速有效地調(diào)取橋梁信息,有針對(duì)性地開展維護(hù)工作。此外，還能避免養(yǎng)護(hù)人員在日常開展橋梁數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析及承載能力評(píng)價(jià)時(shí)重新調(diào)研或翻閱資料。

同時(shí)，應(yīng)建立橋梁養(yǎng)護(hù)管理領(lǐng)域?qū)＜覕?shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)大量專家水平的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。計(jì)算機(jī)可通過(guò)數(shù)字圖像處理算法和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，提前學(xué)習(xí)大量病害照片的潛在特征，并對(duì)新錄入的樣本進(jìn)行分類和預(yù)測(cè)，智能地辨識(shí)病害、處理橋梁結(jié)構(gòu)部件、構(gòu)造病害圖像，并將其轉(zhuǎn)化為有利橋梁養(yǎng)護(hù)管理的知識(shí)信息，協(xié)助決策和預(yù)測(cè)，大幅提高橋梁管養(yǎng)的質(zhì)量和效率。在出現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)病害時(shí)，搭載專家數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)便可以通過(guò)對(duì)比分析，推演專家解決技術(shù)難題的方式方法。

公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展勢(shì)態(tài)向好

國(guó)道242線甘其毛都至臨河一級(jí)公路迪格駑勒大橋

通過(guò)專家數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建，公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理單位已初步完成靜態(tài)數(shù)據(jù)錄入，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)也在逐步完善。數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了不同部門的數(shù)據(jù)共享，減少了數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)，消除了潛在的不一致性，方便了各級(jí)管理部門對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的檢查。數(shù)據(jù)錄入完成后，上級(jí)管理部門隨時(shí)可以通過(guò)平臺(tái)查看數(shù)據(jù)，在減少各級(jí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也減少了紙質(zhì)材料的消耗，在不同程度上節(jié)省了人力物力。

圖2 橋梁基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)生成新一代橋梁二維碼

隨著橋梁數(shù)字化檔案步入正軌，人工智能已逐步成為橋梁日常養(yǎng)護(hù)的一部分。將人工智能應(yīng)用于橋梁養(yǎng)護(hù)管理、日常監(jiān)測(cè)、管養(yǎng)決策的輔助分析，已然成為交通工作者的探究方向。下一步，狼山養(yǎng)護(hù)所管理團(tuán)隊(duì)將全面推進(jìn)公路橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和安全風(fēng)險(xiǎn)防控體系建設(shè)，在不斷完善管理體系過(guò)程中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。通過(guò)運(yùn)用智能監(jiān)測(cè)設(shè)備分析橋梁的各類數(shù)據(jù)對(duì)比修建參數(shù)，最大程度地解決橋梁部分損壞時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，使養(yǎng)護(hù)工作更具針對(duì)性；通過(guò)遺傳算法及人工智能自主學(xué)習(xí)的技術(shù)內(nèi)容，全面分析橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中的損壞部分；通過(guò)模型技術(shù)生成解決方案，并得出最優(yōu)維護(hù)方案，以保證橋梁的最佳運(yùn)行，進(jìn)而延長(zhǎng)公路橋梁體系的平均服役壽命。