公路桥梁养护中信息化监控技术的应用范文

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摘要：文章基于公路桥梁养护技术的发展现状，介绍了信息化监控技术的应用情况，设计出基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统模型，并对该系统的主体功能和运行稳定性进行分析。通过工程实例应用评估，证明了该公路桥梁养护系统设计思路的正确性和工程应用前景。

关键词：信息化监控；公路桥梁；养护

引言

桥梁工程技术的发展对于我国经济领域的建设具有重要的基础作用。桥梁工程的施工质量及投入使用后的养护情况对于桥梁的使用寿命具有深远影响，尤其是对于桥梁的养护工程而言则贯穿于桥梁全寿命周期的始终，其重要性不言而喻。因此，对于桥梁养护技术的不断探索与创新成为了当前路桥施工企业工程技术人员研究的重点内容。以公路桥梁的养护技术为例，经过我国该领域工程技术人员多年来的不断研究与努力，现已形成较为全面和完善的公路桥梁养护技术体系，包括与机械、材料、力学、计算机等多个交叉专业的渗透与融合。本文将信息化监控技术应用于公路桥梁的养护工程中，阐述了信息化监控技术在公路桥梁养护领域中所具备的优势，工程应用效果显著［1－2］。

1公路桥梁养护技术发展现状

1．1国内外发展现状

公路桥梁养护技术在近年来取得了飞速发展，国外欧美等发达国家在该领域走在世界前列，已研制出公路桥梁的精准定位养护系统，极大地缩短了公路桥梁养护的周期，节约了养护时间成本并提高了工作效率。如基于GIS精准定位技术的公路桥梁养护系统等。除此之外，在公路桥梁病害的前期诊断和预防领域中，日本的研究比较深入，如基于灾害预警机制的公路桥梁养护体系等，以此来应对该国频发的地震等自然灾害。国内部分，由我国路桥企业建设单位研发的公路桥梁多级养护系统已顺利通过验收并投入使用，该系统将桥梁养护工程细分为多个等级，全面提高了公路桥梁的综合养护效果［3－4］。国内外公路桥梁养护主要技术对比如表1所示。另外，我国基于多模式识别的公路桥梁养护技术也在抓紧研制中，可逐步提高公路桥梁养护的自动化、智能化程度［5－6］。

1．2信息化监控技术的应用情况

信息化技术在当前我国各领域的建设中应用比较广泛。信息化技术又可具体细分为多个分支，如信息化存储技术、信息化处理技术以及信息化监控技术等。其中信息化监控技术以计算机、网络基础架构为依托，综合了多媒体、数据库等应用架构，将数据抽取、分析等功能模块有效集成，进而形成公路桥梁养护的系统性数据，为养护方案的制定提供精准、可靠的决策支持［7－8］。信息化监控技术核心架构如图1所示。

2基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统设计

2．1系统主体功能

公路桥梁的养护过程涉及到工程的诸多环节，例如桥梁工程使用状况监测、养护方案制定及执行和养护后期的工程验收等部分。因此，基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统在设计过程中应充分考虑到以下几方面主体功能：对公路桥梁使用情况可提供精准的监测数据；对公路桥梁可能引发病害的部分可进行一般性预测；养护方案的制定应具有可操作性；养护实施及验收阶段的作业流程应具有完整性、高效性［9－10］。基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统主体功能如表2所示。由表2可知，公路桥梁使用状况的精准监测数据及养护实施阶段的高效性属于公路桥梁养护系统中两个比较重要的主体功能，分别占比达30％。而公路桥梁养护方案的可操作性以及验收环节的完整性的重要程度为二级，分别占比为15％左右。对公路桥梁常见病害的一般性预测属系统中的三级养护范畴，占比为10％。这是由于本部分内容属于对概率事件的分析，工程数据在预测过程中经常出现误差，因此，仅用作公路桥梁养护系统的辅助功能［11－12］。

2．2系统模型搭建

依据系统现有的底层架构及主体功能需求，搭建基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统模型。该模型以系统底层的网络、交换机为基础架构，融合了计算机、服务器、数据库和应用软件，将视频监控数据和传感器数据进行综合对比、分析，传送至数据获取单元中进行处理，将可操作性、一般性、精准性、高效性和完整性等指标加以判别，最后通过系统传输单元生成可行的养护方案［13］。基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统模型如图2所示。

2．3系统运行稳定性判据定义

St为公路桥梁养护信息化监控系统的稳定性判别式，且有：其中，Co代表综合指数（Comprehensive）；Ef代表高效性（Efficient）；Pr代表精准性（Precision）；In代表完整性（Integrity）；Ge代表一般性（General）；Op代表可操作性（Operability）；St代表稳定性（Stability）。Ef、Pr、In、Ge、Op的取值范围一般是［0，1］；综合指数通常取值为0．75～0．85，用以体现影响系统稳定性的程度［14］。因此，可导出St的边界判别条件如下：

3工程实例应用

3．1工程概况

桂林阳江公路大桥于2014年竣工通车，东起中隐路，西至侯山道，全长485m。在2017—2018年度的养护计划中，对该公路桥梁养护的精准性和时效性作了明确要求，以进一步节省养护成本。拟采用本文所提出的信息化监控技术来辅助完成该公路桥梁的年度养护工作。桂林阳江公路大桥养护工程信息化监控设备信息如表3所示。

3．2系统综合性能评估

通过分布在阳江公路大桥上的20台传感器来获取该桥的使用工况，进而制定养护方案。通过本文所提出的基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统，对该公路桥梁中Ef、Pr、In、Ge、Op等数值进行提取，依据系统稳定运行的判据，最终得出桥梁养护信息监控系统综合性能评估结果，如表4所示。运行的判据区间要求。

4结语

本文对信息化监控技术在公路桥梁养护工程中的应用进行了研究，对当前国内外公路桥梁养护技术和信息化监控技术的发展情况作了概括，提出了基于信息化监控技术的公路桥梁养护系统构想，分析了该系统应具备的主体功能，进行了系统模型的设计，得出了系统稳定运行的判据。在工程实例应用部分，完成了系统综合性能的评估工作，证明了本文设计理念的可行性。

参考文献

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作者：杨志坚 单位：柳州高速公路运营有限公司