本文在深入研究橋梁隧道檢測、監測及現有管理（lǐ）信息係統的基礎上，詳細介紹了橋梁隧道健康檢測與智能管理係統的主要功能（néng）模塊，並對橋梁（liáng）隧道健康檢測與智能（néng）管理係統的發（fā）展前景（jǐng）做了較全麵的分析。
　　1.國內外研究（jiū）現狀
　　橋梁管理信息係（xì）統（tǒng）研究最早出現在美國，在上世紀70年代初，美（měi）國建立了世界上第一個橋梁信息係統—— 國家橋梁（liáng）檔案數據庫(PONTIS前身)，進行（háng）全國橋梁相關資料的收集和整（zhěng）理 。經過30多年的發展（zhǎn）和充實，目前PONTIS已成為能記錄、存儲、更新和統計所有（yǒu）橋梁各項數據的橋梁數據庫係統，同時還能對國家公路橋梁作出評定，並對（duì）候選項目（mù）進行優先排序，為橋梁重建（jiàn）和維修計（jì）劃提供輔助決策（cè）。另外，美國許多較大的州，如紐約（yuē）州、賓州、佛羅裏達（dá）州等均自行開發了適（shì）合其自身需求（qiú）與製度的橋梁管（guǎn）理係統。與此同時，其他一些國家也開（kāi）發了各具特色的（de）橋（qiáo）梁管（guǎn）理信息係統，如丹麥的DANBRO、芬蘭的國家公路署管理係統、英國的NATS、加拿大的阿爾伯塔省橋梁管理係統、日本的MICHI等。
　　我國的橋梁信息管理係統研究始於80年代中期（qī），交通部、四（sì）川省（shěng）、上海、北京等公路科研機構最早開始（shǐ）橋梁管理係統的研究工作，並開發了各自的公路橋梁管理係統（tǒng），如交通部公路科研（yán）所開發（fā）的“中國公路橋梁管理係統(CBMS)” ，同濟大學研發的“上海市城市橋（qiáo）梁管理係統”，浙江大學交通工（gōng）程研究所研發的“文（wén）暉大橋斜拉橋健康檢測評估管理係統”等。
　　目前隧道管理（lǐ）信（xìn）息係統的開發偏重（chóng）於（yú）項目級（jí）管理係統，如我國的青海（hǎi）馬平隧（suì）道的綜合監控運營管理係（xì）統，成功嶺高速公路隧道監控係統，秦嶺終南山隧道監控係（xì）統等。此外，對隧道管理信息係統的開發結構比較單一，隻要集中於隧道（dào）環（huán）境量及機電設備的（de）監控係統上，對開（kāi）發網絡級的功（gōng）能（néng）齊全的隧道養（yǎng）護與智（zhì）能（néng）管（guǎn）理係統較（jiào）少。
　　2橋隧檢測與管理信息係統
　　建立橋（qiáo）梁隧道健（jiàn）康監測與管理係（xì）統是（shì）為（wéi）使橋梁隧道管理者全麵、準（zhǔn）確（què）掌握橋梁隧道的工作技術狀態，直觀了解現有橋梁隧道（dào）的過去、當前和將來（lái）若幹年內的（de）營運狀況，並對橋梁隧（suì）道的技術狀況、服務水平做出正確評價，提出相應的養（yǎng）護、維修措施的管（guǎn）理工具，使管（guǎn）理者能合理安排有限的養護資（zī）金，及時、經濟和（hé）有效（xiào）地對橋梁（liáng）隧道實施養護（hù）和維修（xiū），達（dá）到延長橋梁隧道使用壽命，充分（fèn）發揮橋梁隧道的營運（yùn）效能，確保交通運輸安全通暢的目（mù）的 。因此，橋梁隧道管理係統除應提供數據（jù）庫管理和資料統（tǒng）計分（fèn）析外，還應管理路網上所有橋梁隧道（dào）進行評價分析、維（wéi）修方案優選、養護維（wéi）修（xiū）費用計算等。對於一個路網（wǎng）級橋梁隧道管理係統（tǒng），其主要功（gōng）能模塊如圖1所示。
 
　　圖1 橋梁隧道管理係統功能（néng）模塊示意（yì）圖
　　2.1 橋梁隧道係統數據庫子係統
　　橋隧檢測與管理係統數據庫是規範化、係統化的收集橋梁隧道（dào）所有靜、動態資料，其功能是對橋隧的基本參數進行描述以便為（wéi）橋隧後（hòu）續的狀（zhuàng）態評（píng）估及概預算提供數據基礎（chǔ）。數據庫（kù）子（zǐ）係統主要包括（kuò）橋梁隧道的基本資料、檢測資料、監（jiān）測（cè）資料、養護維修（xiū）資料、交通事故資料及維修（xiū）方法及單價資料等。
　　2.2 橋隧檢測評估（gū）與決策（cè）子係統
　　橋隧檢測的目的是通過（guò）發現構件劣化和變形狀況，對橋隧的安全性、耐久性和功能適應性等（děng）進行評估，以便對橋梁隧道進行相應的養護（hù）維修。由於（yú）橋梁隧（suì）道不（bú）同的（de）劣化構件，構件不同的劣化（huà）位置、程度（dù）和（hé）範圍，對橋梁隧道整體結構及交通（tōng）安全均（jun1）會產生不同程度的影響。因此，橋隧（suì）檢測評估與（yǔ）決（jué）策子係統至少應（yīng）包括：① 檢測項目;② 劣化狀況描述;③ 檢測評分標準（zhǔn）;④ 維修數量等。
　　在橋隧檢測評估與決策子係統中，針對橋隧不同檢（jiǎn）測方式應有相應（yīng）的空白記錄表，記錄（lù）每次檢（jiǎn）測時間、檢測單位及檢測內容等。在（zài）對具體評估構件的劣化程度進行（háng）描述時（shí），應包括對劣（liè）化程度、劣化範圍、劣化對該構件（jiàn）的重要（yào）程度或對結構及行車安（ān）全的重要性進行描述。此外，進行構件劣化程度記錄和描述時，除能進行文字描述外（wài），檢測評（píng）估係統（tǒng）還應能讓使用者使用圖形組件直接描繪構件的劣化示意圖，並加入對應的照片和說明資料，為橋隧養護工程師和（hé）管理者提供清（qīng）楚詳細的（de）構件劣化狀況。
　　根據橋隧檢測結（jié）果（guǒ），結合係（xì）統數據庫中橋（qiáo）隧（suì）的基本信息，利用係統中的專家職能評估功能（néng）對結構的破損情況進行技術評價，並提出養（yǎng）護、維修方案和風險處理措施，同時根據記（jì）錄的維修（xiū）項目（mù）和工作量進行維修費用預算，供決策者參考。
　　2.3 橋隧買時監控子係統
　　橋隧實時監控子（zǐ）係統是通過（guò）設置在（zài）橋隧中的數據（jù）采（cǎi）集係統自動采集（jí）橋隧的（de）各個狀態參（cān）數，並對采集到的信息進（jìn）行數據分（fèn）析處理以分析橋隧的健康狀況，監控係統周期性地將分析結果與規定的安全標準做對比，當監（jiān）測結果超過某一程度時，係統自動發出警報，提醒維護工程師。
　　橋（qiáo）梁結構實時（shí）監測的主要內容包括：幾何監測;荷載監測;靜（jìng）動力反應監測（cè）;環境監（jiān）測。隧道實時監控包括隧道變形監測及隧道（dào）內環境量監測（cè），變（biàn）形（xíng）監測主要內容有：隧道（dào）襯砌變形;路基下沉;襯砌單元間裂縫（féng）開展（zhǎn）;襯砌單元（yuán）的相（xiàng）對沉降。隧道（dào）內環境量（liàng）監測主要包括：① 全隧道通風、照明、消（xiāo）防和通信設備的運行狀況監測;② 全程氣溫、煙霧濃度監（jiān）測;③隧洞內外亮度監測;④ 各測點的CO、VI監測;⑤隧（suì）道交通（tōng）狀態監測等。
　　對大型橋隧工程建立實時（shí）監控子係（xì）統可以隨時了解橋隧（suì）的運行情況（kuàng），及時發現監控對象的隱患，從而（ér）有針對性的進行維護管理，延長橋梁隧道的（de）使用（yòng）壽命，降低（dī）維修（xiū）成本（běn）;此外，還可以（yǐ）有（yǒu）效地避（bì）免由（yóu）於監管不及時造成（chéng）的惡（è）性結構安全事故，避（bì）免造成重大的生命財產損失。
　　2.4 橋隧（suì）預算編列與（yǔ）維修計劃子係統
　　橋梁隧（suì）道的養護維修經費及養護人員等資源有限，每年可辦理的維修預算有其定額，為有效的利用有限的經費並保證管理域內橋隧暢通並安全運行，橋隧管理係統中的（de）預算編列與維修計劃子係（xì）統即可根據橋梁隧道（dào）劣化構件維修的緊迫性，計（jì）算預算額度內的維修項目（mù）優選順序，進行整體性維修優選排序，製定年度維修計劃，使預算分配最佳化。橋梁隧道預算編列與維修（xiū）計（jì）劃子係（xì）統是利用數據（jù）庫中的檢測評估構（gòu）件劣化所需（xū）的維修數量、已完成的維修數量、維修方法及單價等資料，自動編製、管理（lǐ）和打印維修預算，並製（zhì）定下年度的橋梁隧道養護維修計（jì）劃，其能實現的功（gōng）能有：
　　(1)能將維（wéi）修資（zī）料輸入數據庫，並（bìng）能計算維修總經（jīng）費。
　　(2)能（néng）製定（dìng）年（nián）度檢（jiǎn）測、維修計劃（huá），包括定期檢測、特殊檢測的時間安排、所（suǒ）檢（jiǎn）橋隧數據信息。
　　(3)維修預算不（bú）足時，能按構件維修的緊迫性及整體性優（yōu）選順序，排列年度維修預算。
　　(4)能監控維修工作的執行， 當（dāng）維修工作完成後（hòu），能夠重新計算維修項目（mù）優選排序。
　　(5)對需分（fèn）年維（wéi）修的項（xiàng）目，能提供預算編列模塊尚待辦理的維修數（shù）量，合並編列年度（dù）預（yù）算。
　　2.5 GIS子係統
　　地理（lǐ）信息係統(Geographic Information Systems，簡稱GIS)是20世（shì）紀60年代開始迅（xùn）速發展起來的地理學研究新技術，是一門集計算機科學、信息學、地圖學等多門科學為一體的新興學科，是（shì）以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表麵與空間和地理（lǐ）分布有（yǒu）關的數據的空間信息係統。橋梁、隧道等基礎設施具有明顯的地理信息特性，因而是最早運用GIS的領域之一 。
　　GIS在橋梁隧道管理係（xì）統中的（de）作用（yòng）主要有（yǒu）：
　　(1)利用G1S技術和麵向對象的程序設計方法，建立橋梁隧道靜態、動態數據與空間位置的連接，實現屬性數據和空間數據的雙向查詢。
　　(2)建立隧道內部各種機電設備的空間信（xìn）息與屬性信息及其設備之間的信（xìn）息相互關聯（lián），實現在電子地圖上對各種機電設備對象進行查詢、狀況顯示、設備故障閃爍等。
　　(3)通過電子地圖中的鷹眼功能協助隧道內部空問的快速定位，從整體上把握隧道的布局和設備的具體地理（lǐ）位置，並（bìng）可放大查看隧道（dào）內部（bù）的相關情（qíng）況。
　　(4)利用GIS提供的強大的數據采集和編輯功（gōng）能，能方便的將各種（zhǒng）圖形數據輸入，還可以從其他數據庫係統或電子表格（gé）處理係統中（zhōng）拷入。GIS技術與橋隧管理信息係統的結合已成為橋梁隧道管理技術發展的趨勢，橋梁隧道管理（lǐ）係統依靠GIS這一（yī）強大的數據平台，可以有效地處理更為複（fù）雜的橋梁隧道管理（lǐ）問題，在全區域甚至全（quán）國範圍內形成（chéng）全局性網級管理係統。
　　3.橋隧健康檢測與智能管理係統的發展前景
　　一套完善的橋隧智能管理係（xì）統可以實現巨大的經濟效益（yì）和社會效益。
　　(1)橋梁隧道的建設費用巨大，每年的維護和管理（lǐ）費用也（yě）不菲，如果未能達到設計使用壽命，將為國家帶來巨（jù）大（dà）的經濟損失（shī）。應用橋隧健康檢測與管理（lǐ）係統不（bú）僅能有效延長橋梁隧道的使用（yòng）壽命，大幅（fú）降低建設成本（běn）、養護成本和管理成本，還可有效避免突發事故造（zào）成的巨大經濟損失。
　　(2)應用橋隧管理係統可加強對交通的疏導和控製，從而大大提高橋梁和隧道的暢通程度，提高交通流量，減少車輛在橋梁和隧道內的（de）滯（zhì）留時問和刹車次（cì）數。這不（bú）僅可以減少政府通過建設新的道路來（lái）緩解（jiě）交通壓力的市政建設（shè）成（chéng）本，還可（kě）以減（jiǎn）少橋梁隧道內汽車（chē）的油耗（hào）量，保護（hù）環境。
　　(3)應用橋隧健（jiàn）康檢測與管理係（xì）統可以提高市政設施的監管（guǎn）效率，加大監管力度和廣度;同時通過建立標準和規範與已具備的（de）信息係統、相關（guān）的係統鏈接和共（gòng）享信息，建立起合理的政府管理服務過程與機製，從而促進政府職能（néng）部門協同工作的效率，有效（xiào）的降低政府管理成本。
　　(4)橋隧健康檢測與（yǔ）管（guǎn）理係統的使用可以避免由（yóu）於監管不及時而造成的惡性結構安全事故的發生，進而避免對人民生（shēng）命財產（chǎn）安全、城市經濟活動和社會秩序造成的重大負麵的社會影（yǐng）響和政治影響。
　　(5)一套完善的橋隧健康檢測與管理係統是集橋梁隧道檢測、監測和管理於一體的具有係統性和全麵性（xìng）的管理係統，功能齊全（quán），信息化和自動化高，有利於（yú）各管理部門和相關單位、下屬單位共享信息資源，提高市政設（shè）施監管的整體效（xiào）率，還可以避免對信息係統重複投資以及防止投資（zī）失敗，降低政府成本。
　　4.結（jié）語
　　橋梁隧道健康檢測與智能管理信息係統（tǒng）的（de）研製與應用使得橋梁隧道的養護狀（zhuàng）況得到了長足（zú）的發展，管理手段也發生了根本變化，橋梁隧道的養護與管理（lǐ）逐漸趨於（yú）規（guī）範（fàn）化、製（zhì）度化和標準（zhǔn）。然而，目前橋梁隧道的管理信息係統仍（réng）存在不少問題，現有的管理係統（tǒng）結構單一，沒有充分利用現在發達的網絡技術（shù）實現信息快（kuài）速傳遞、資源共享等。此（cǐ）外，大多數管理係統隻是針對項目級上的橋梁或隧道，缺乏一個包括道（dào）路、邊坡、隧道、橋（qiáo）梁（liáng）等管理交通網（wǎng）絡的（de）大型綜合網絡級管理信息係統，建立一套完善基於WEB的大型綜合交通（tōng）管理（lǐ）信息係統必能實現巨大的經（jīng）濟效益和社會效益。
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