橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)

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 　　我國(guó)橋梁建設(shè)近年來(lái)發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示截止 2010 年，我國(guó)在役橋梁 65.8 萬(wàn) 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(hù)的 技術(shù)和管理的滯后導(dǎo)致橋梁病害，還會(huì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn) 低，長(zhǎng)期缺乏必要的養(yǎng)護(hù)維修，老化日趨嚴(yán)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(cè)與維修可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁存在的缺陷、蛻化和損傷、并采取適當(dāng)措施修復(fù)結(jié)構(gòu)， 使橋梁安全地工作。為此，橋梁工程項(xiàng)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(xiàng)目管理系統(tǒng) 是近幾十年來(lái)在世界范圍內(nèi)土 木工程界出現(xiàn)的一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合型系統(tǒng)。始于1968 年美國(guó)國(guó)家橋梁檔案數(shù) 據(jù)庫(kù)(NBI)，綜合性橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的出現(xiàn)則是在上個(gè)世紀(jì)80 年代。最初的管理系統(tǒng)不過(guò) 是基本橋梁信息的計(jì)算機(jī)檔案，如橋齡、所有者等。然后發(fā)展為包括檢測(cè)計(jì)劃和檢測(cè)、 維修中得到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。到目前為止，大部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家都擁有適合本國(guó)橋梁管理需 要的橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)。比較有代表性的有美國(guó)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(xiàng)目等。

　　二、發(fā)展現(xiàn)狀

　　世界上最先進(jìn)的橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)——PONTIS。在過(guò)去 10 年里, 美國(guó) FHWA 開(kāi)發(fā)了一 個(gè)稱為 PONTIS 的軟件包, 它能夠基于最小生命周期費(fèi)用在網(wǎng)絡(luò)級(jí)水平選擇最優(yōu)策略。 它通過(guò)投資- 利潤(rùn)分析為每一個(gè)結(jié)構(gòu)推薦養(yǎng)護(hù)方案，其中利潤(rùn)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(fèi)用。目前，PONTIS 可能是最先進(jìn)的 BMS，它在美國(guó)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(diǎn)在于它對(duì)橋梁構(gòu)件狀 態(tài)的統(tǒng)計(jì)方法，橋梁的每一個(gè)構(gòu)件都從單個(gè)的橋梁中分開(kāi)，被認(rèn)為是構(gòu)件族的一部分。 該軟件采用了 Markov 鏈的簡(jiǎn)單形式來(lái)模擬退化進(jìn)程, 采用概率論模擬各個(gè)構(gòu)件狀態(tài)評(píng) 估的變化。

　　中國(guó)公路橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)( CBMS) 于 20 世紀(jì) 80 年代,由交通部公路科學(xué)研究所首先 開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)基于橋梁結(jié)構(gòu)工程、病害機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)理論及 工程經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng), 充分運(yùn)用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)處理功能、評(píng)價(jià)決策方法和管理學(xué)理論, 通過(guò)系統(tǒng)模型的運(yùn)行, 對(duì)現(xiàn)有橋梁基礎(chǔ)檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)橋梁技 術(shù)狀況登記、評(píng)價(jià)分析、投資決策和狀態(tài)預(yù)測(cè)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，CBMS 采用了層次模塊 分析法的設(shè)計(jì),通過(guò)子系統(tǒng)、模塊和功能的層層分解,構(gòu)成樹(shù)形層次結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化 程度高, 可維護(hù)性和擴(kuò)充性能好。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人工或機(jī)械采集的橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害 信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理, 利用特定的數(shù)學(xué)模型及經(jīng)濟(jì)學(xué)模型對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),為 用戶提供系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)與查詢服務(wù);單一橋梁技術(shù)狀況評(píng)價(jià)與路網(wǎng)橋梁的整體水平的評(píng)估; 橋梁將來(lái)狀況預(yù)測(cè);整個(gè)路網(wǎng)橋梁養(yǎng)護(hù)估算、維修和改善需求;優(yōu)化橋梁養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃; 圖像處理和加固對(duì)策建議等。

　　三、應(yīng)用

　　1)評(píng)價(jià)計(jì)算的應(yīng)用?，F(xiàn)行的橋梁工程管理系統(tǒng)具有對(duì)橋梁進(jìn)行評(píng)價(jià)和計(jì)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(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但 是經(jīng)過(guò)與人工計(jì)算進(jìn)行比較，還是有一定差別，是因?yàn)閷?duì)兩者進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)考慮的因素不 同，結(jié)果較為相近，所以其評(píng)價(jià)基本可靠;

　　2)維修加固及輔助決策。CBMS 內(nèi)置有橋梁 常見(jiàn)的病害加固的處置、加固方法，對(duì)每一種維修加固方法有較詳細(xì)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(gè)以上的加固維修方案，并對(duì)加 固費(fèi)用進(jìn)行分析。

　　3)統(tǒng)計(jì)、查詢。可以查詢橋梁的技術(shù)狀況、維修情況各種信息，而 且統(tǒng)計(jì)資料還可以出，用 Excel 保存。

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

　　四、系統(tǒng)存在的問(wèn)題有哪些？

　　從橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的發(fā)展可以看出, 早期橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)基本上是一個(gè)橋梁檔案數(shù)據(jù) 庫(kù), 功能和結(jié)構(gòu)都很簡(jiǎn)單;隨著計(jì)算機(jī)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(kù) 管理的基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)逐漸增加了評(píng)價(jià)、優(yōu)先排序、對(duì)策提示、需求預(yù)測(cè)及費(fèi)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(gè)問(wèn)題:

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

　　2)我國(guó)幅員遼闊，橋況復(fù)雜，目前無(wú)法形成統(tǒng)一的橋梁評(píng)價(jià)體系;

　　3)橋況 評(píng)估理論需要進(jìn)一步完善。目前，研究者傾向于在大量原始評(píng)價(jià)信息基礎(chǔ)上運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公 式法、綜合評(píng)判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法及遺傳算法等具有較高容錯(cuò)性的評(píng)估算法進(jìn)行綜合評(píng)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(hù)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(kāi)發(fā)，沒(méi)有讓系統(tǒng)真正發(fā)揮作用。

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

　　五、總結(jié)

　　我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的迅猛發(fā)展, 如何對(duì)現(xiàn)有橋梁進(jìn)行有效的管理是極為緊迫的問(wèn) 題。橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的作用為及時(shí)解決橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的問(wèn)題、避免更大的損失提供了可 靠而又實(shí)際有效的支持。然而, 由于橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)是一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的交叉科學(xué), 使得該管理系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用有諸多的問(wèn)題與不足, 還應(yīng)加強(qiáng)研究與總結(jié)對(duì)其進(jìn)行進(jìn) 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(xiàng)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(qiáng)系統(tǒng)操作的人性化，還應(yīng)注重橋梁工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的輔助決策功能，并針對(duì) 不同管理目標(biāo)使管理系統(tǒng)模塊化，具有綜合處理相關(guān)問(wèn)題的能力。