橋梁工程項目管理系統(tǒng)

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 　　我國橋梁建設(shè)近年來發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示截止 2010 年，我國在役橋梁 65.8 萬 座，橋梁是道路的咽喉，交通的樞紐，因而重要性不言而喻。然而由于在橋梁的養(yǎng)護的 技術(shù)和管理的滯后導(dǎo)致橋梁病害，還會釀成重大交通事故，從2007 到目前為止，已有 37 座垮塌，平均 2 月 1 次事故。尤其在高速公路以外的干線上，這些橋梁由于設(shè)計標準 低，長期缺乏必要的養(yǎng)護維修，老化日趨嚴重，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展的需要, 而 橋梁檢測與維修可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁存在的缺陷、蛻化和損傷、并采取適當措施修復(fù)結(jié)構(gòu)， 使橋梁安全地工作。為此，橋梁工程項目管理系統(tǒng)的發(fā)展與完善迫在眉睫。

　　一、橋梁工程企業(yè)管理系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用

　　橋梁工程項目管理系統(tǒng) 是近幾十年來在世界范圍內(nèi)土 木工程界出現(xiàn)的一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合型系統(tǒng)。始于1968 年美國國家橋梁檔案數(shù) 據(jù)庫(NBI)，綜合性橋梁工程項目管理系統(tǒng)的出現(xiàn)則是在上個世紀80 年代。最初的管理系統(tǒng)不過 是基本橋梁信息的計算機檔案，如橋齡、所有者等。然后發(fā)展為包括檢測計劃和檢測、 維修中得到的數(shù)據(jù)儲存。到目前為止，大部分西方發(fā)達國家都擁有適合本國橋梁管理需 要的橋梁工程項目管理系統(tǒng)。比較有代表性的有美國的POINTS 系統(tǒng)和 BRIDGIT 系統(tǒng)，丹麥的 DANBRIO 系統(tǒng)，日本的 J-BMS 和歐洲的 Brime 項目等。

　　二、發(fā)展現(xiàn)狀

　　世界上最先進的橋梁工程項目管理系統(tǒng)——PONTIS。在過去 10 年里, 美國 FHWA 開發(fā)了一 個稱為 PONTIS 的軟件包, 它能夠基于最小生命周期費用在網(wǎng)絡(luò)級水平選擇最優(yōu)策略。 它通過投資- 利潤分析為每一個結(jié)構(gòu)推薦養(yǎng)護方案，其中利潤是從立即維修橋梁與延期 1 年或多年再維修比較所節(jié)約的費用。目前，PONTIS 可能是最先進的 BMS，它在美國用 了約 40 年，以紐約和賓夕法尼亞州最為著名。PONTIS 的顯著特點在于它對橋梁構(gòu)件狀 態(tài)的統(tǒng)計方法，橋梁的每一個構(gòu)件都從單個的橋梁中分開，被認為是構(gòu)件族的一部分。 該軟件采用了 Markov 鏈的簡單形式來模擬退化進程, 采用概率論模擬各個構(gòu)件狀態(tài)評 估的變化。

　　中國公路橋梁工程項目管理系統(tǒng)( CBMS) 于 20 世紀 80 年代,由交通部公路科學(xué)研究所首先 開發(fā)。該系統(tǒng)基于橋梁結(jié)構(gòu)工程、病害機理、檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、統(tǒng)計學(xué)理論及 工程經(jīng)濟的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng), 充分運用了計算機系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)處理功能、評價決策方法和管理學(xué)理論, 通過系統(tǒng)模型的運行, 對現(xiàn)有橋梁基礎(chǔ)檔案數(shù)據(jù)進行管理,實現(xiàn)橋梁技 術(shù)狀況登記、評價分析、投資決策和狀態(tài)預(yù)測。在系統(tǒng)設(shè)計方面，CBMS 采用了層次模塊 分析法的設(shè)計,通過子系統(tǒng)、模塊和功能的層層分解,構(gòu)成樹形層次結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化 程度高, 可維護性和擴充性能好。該系統(tǒng)通過對人工或機械采集的橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害 信息數(shù)據(jù)進行管理, 利用特定的數(shù)學(xué)模型及經(jīng)濟學(xué)模型對這些數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計,為 用戶提供系統(tǒng)統(tǒng)計與查詢服務(wù);單一橋梁技術(shù)狀況評價與路網(wǎng)橋梁的整體水平的評估; 橋梁將來狀況預(yù)測;整個路網(wǎng)橋梁養(yǎng)護估算、維修和改善需求;優(yōu)化橋梁養(yǎng)護管理計劃; 圖像處理和加固對策建議等。

　　三、應(yīng)用

　　1)評價計算的應(yīng)用?，F(xiàn)行的橋梁工程管理系統(tǒng)具有對橋梁進行評價和計算的功能，它 能根據(jù)橋梁的缺損狀況、荷載承重足夠性、橋面交通適應(yīng)性和交通量進行綜合評價，但 是經(jīng)過與人工計算進行比較，還是有一定差別，是因為對兩者進行評價時考慮的因素不 同，結(jié)果較為相近，所以其評價基本可靠;

　　2)維修加固及輔助決策。CBMS 內(nèi)置有橋梁 常見的病害加固的處置、加固方法，對每一種維修加固方法有較詳細的介紹，可以根據(jù) 不同的橋型、橋齡、地基類型的三類以上橋梁優(yōu)選出三個以上的加固維修方案，并對加 固費用進行分析。

　　3)統(tǒng)計、查詢?？梢圆樵儤蛄旱募夹g(shù)狀況、維修情況各種信息，而 且統(tǒng)計資料還可以出，用 Excel 保存。

　　4)其他。維修計劃的排列、可以生成橋梁年度 報告以及其地理信息系統(tǒng) GIS 功能都十分強大。

　　四、系統(tǒng)存在的問題有哪些？

　　從橋梁工程項目管理系統(tǒng)的發(fā)展可以看出, 早期橋梁工程項目管理系統(tǒng)基本上是一個橋梁檔案數(shù)據(jù) 庫, 功能和結(jié)構(gòu)都很簡單;隨著計算機技術(shù)和橋梁基礎(chǔ)理論的不斷發(fā)展，在橋梁數(shù)據(jù)庫 管理的基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)逐漸增加了評價、優(yōu)先排序、對策提示、需求預(yù)測及費用分析等功 能模塊, 這些模塊可稱為決策模塊,但這些功能都是初步性的，尚處于研究及探討階段, 主要存在以下幾個問題:

　　1)橋梁工程項目管理系統(tǒng)的應(yīng)用時間較短, 造成支撐系統(tǒng)的實際工程數(shù) 據(jù)較缺乏;

　　2)我國幅員遼闊，橋況復(fù)雜，目前無法形成統(tǒng)一的橋梁評價體系;

　　3)橋況 評估理論需要進一步完善。目前，研究者傾向于在大量原始評價信息基礎(chǔ)上運用經(jīng)驗公 式法、綜合評判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法及遺傳算法等具有較高容錯性的評估算法進行綜合評估。

　　4)有的地方由于決策者的不重視，造成人員配備不力，某些橋梁養(yǎng)護管理人員缺乏必要 的專業(yè)技能訓(xùn)練，特別是新型維修方法、新制作工藝、新材料的應(yīng)用技能等，使得 CBMS 系統(tǒng)得不到充分利用，一些功能得不到開發(fā)，沒有讓系統(tǒng)真正發(fā)揮作用。

　　5)橋梁數(shù)據(jù) 采集隊伍人員素質(zhì)差，制度不健全，致使數(shù)據(jù)采集不及時或不準確，造成了CBMS 的整 體不可靠性。

　　五、總結(jié)

　　我國交通運輸行業(yè)的迅猛發(fā)展, 如何對現(xiàn)有橋梁進行有效的管理是極為緊迫的問 題。橋梁工程項目管理系統(tǒng)的作用為及時解決橋梁運營過程中的問題、避免更大的損失提供了可 靠而又實際有效的支持。然而, 由于橋梁工程項目管理系統(tǒng)是一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的交叉科學(xué), 使得該管理系統(tǒng)的實施與應(yīng)用有諸多的問題與不足, 還應(yīng)加強研究與總結(jié)對其進行進 一步完善。不僅要更加完善自身系統(tǒng)的硬件功能、確定橋梁工程項目管理系統(tǒng)與現(xiàn)行規(guī)范和行業(yè)規(guī)則的統(tǒng)一，增強系統(tǒng)操作的人性化，還應(yīng)注重橋梁工程項目管理系統(tǒng)的輔助決策功能，并針對 不同管理目標使管理系統(tǒng)模塊化，具有綜合處理相關(guān)問題的能力。