郑庆东

1 概述

桥梁是交通运输动脉的咽喉所在，其运营状况关系到社会经济的发展和人民的生活。然而，桥梁自建成之日起便会投入运营，经过长时间的交通运转，会受到人为因素或环境因素的影响，加之结构自身材料发生老化，其技术状态亦会发生退化，使得运营过程中出现各种各样的问题。

由于桥梁数量的不断增加，传统基于经验的管理方法已不能满足现有的管理要求，科学的、系统的和规范的管理方法急需管理者进行开发，桥梁管理系统应运而生，以对桥梁结构的运营状态进行有效的管理来保证其正常运营。

2 桥梁管理系统的概念及作用

2.1 桥梁管理系统的概念

桥梁管理系统是20世纪80年代出现在桥梁工程界的一个新的领域，并以桥梁工程技术和计算机技术的发展作为基础[1]。它集各类学科如桥梁工程技术、信息技术、管理科学、统计科学、软件应用等于一身，是跨学科、跨领域的系统工程。

随着桥梁管理系统的不断完善和更新，如今桥梁管理系统已经在桥梁管理方面得到了非常广泛的应用，其作用亦非常有意义，成为桥梁工程领域中不可或缺的组成部分。桥梁管理系统是一门新型的学科，它能够管理桥梁的基本信息，能够评估和预测桥梁在运营过程中的状况，并对解决桥梁存在的问题进行辅助决策，从而为桥梁管理者及时采取措施提供依据。

2.2 桥梁管理系统的应用基础

桥梁管理系统与桥梁工程技术有很大不同，它除了收集工程技术上的桥梁信息外，还涉及到了这些信息的存储、管理、统计分析。继而使用这些信息进行桥梁状态的评估、桥梁运营管理的决策支持、桥梁地理信息的应用等多种用途[2]。此类管理系统要借助于多学科的知识，首先应用到的是信息技术，计算机技术为桥梁管理系统提供了开发工具和运行平台;其次是桥梁空间信息的管理、查询、显示、分析等由地理信息系统提供更加直观有效的方式;网络技术更是桥梁管理系统跨区域发展的技术支持。

近年来，随着系统工程、评价决策理论的发展，工程技术与桥梁管理系统得到了更加紧密的结合。通过两者相结合的应用，桥梁管理系统具有了桥梁状态评价和桥梁辅助决策的功能。除此之外，桥梁管理系统中还较深的应用了统计科学、管理科学等。

3 桥梁管理系统的功能

完整的桥梁管理系统，应该具有较多的功能。如桥梁信息管理功能、桥梁技术状态评估功能、桥梁技术状况的预测功能以及桥梁辅助决策功能。桥梁信息管理主要涵盖的信息内容是桥梁管理系统中最基本的信息，桥梁信息的管理是该系统中最基本的功能[3]。这些信息包括桥梁的各种档案信息，如识别、设计、施工、结构、竣工验收等信息;桥梁的历史记录信息，如试验、检查、维修、加固、评估、资金使用等信息;桥梁的灾害信息，如风、地震、洪水、船撞、波浪等自然或人为因素对桥梁所产生破坏的信息;桥梁模型信息，如桥梁截面特性计算模型、规范计算模型、有限元计算模型等信息。对信息的管理主要指信息的添加、删除、显示、修改、备份、查询、统计、输出等操作。桥梁信息的管理直接决定了桥梁管理系统运行的可靠性，是桥梁管理系统的基础。桥梁技术状态评估是指根据桥梁状态的检查结果，依据一定的标准对桥梁的技术状态进行分析评级。该类资料包括桥梁的缺损状态、承载力状态、功能适应性状态、抗震能力状态等。评估结果是桥梁管理部门对桥梁进行维修加固的重要依据，也是桥梁运营管理的数据基础，所以桥梁技术状态的评估是桥梁管理系统的关键部分。桥梁技术状况的预测是根据桥梁技术状态所做的评估结果对桥梁结构的状态退化趋势进行预测的过程。对桥梁功能退化状态的正确预测不但能避免重大事故的发生，还能帮助桥梁管理者制定出有效的养护方案和费用分析模型，从而降低桥梁的管理成本，提高桥梁的养护管理水平。桥梁辅助决策功能是根据桥梁检查和状态评估的预测结果，综合考虑技术、材料、经济、环境等各项因素，智能选择较为合理的养护对策。辅助决策可以提供相对正确的养护方案，从而达到节省养护资金和提高管理效率的目的。

4 桥梁管理系统的发展

现有桥梁管理系统在经过几十年的发展后，在桥梁数据的管理、查询分析等各方面都已经非常成熟，同时也对这类功能进行了十分广泛的应用。但现有桥梁管理系统仍有不够完善之处，需要进一步对其进行发展。其中有个别功能仍旧处于不确定阶段，需要很多的研究和开发工作，桥梁管理系统的发展将有许多方面需要完善[4]。桥梁数据是桥梁管理系统的基础，单纯的人工数据采集和更新效率比较低，影响了桥梁管理系统的利用率。随着桥梁健康监测系统的应用普及，桥梁健康状态的数据越来越多，这些数据可以用来对桥梁的状态进行评估和预测，因此桥梁管理系统和桥梁健康监测系统之间的数据交换和共享势在必行。但不同系统之间数据格式和内容之间的差异使现有桥梁管理系统中能做到与桥梁健康监测系统进行数据交换和共享的极少。因此，与桥梁健康监测系统之间的数据交换和共享将是未来桥梁管理系统的一个发展方向。桥梁管理系统与信息技术的深层结合:桥梁管理系统自开始发展就与信息技术紧密结合，信息技术的发展极大地推动了桥梁管理系统的进步。近年来，信息技术发展很快，桥梁管理系统更可以与网络结合，发展出适用范围更大、功能更齐全的系统，使桥梁管理系统的空间数据分析处理、桥梁状态预测和决策水平都可以有很大的提高。桥梁状态的评估和预测是桥梁管理系统的核心功能，正确的评估预测结果可以为桥梁的养护部门提供恰当的养护维修帮助。虽然现有桥梁管理系统已经有很多的桥梁状态评估和预测的方法，但真正能够得以应用而且能发挥实际作用的却非常少。因此，对更加准确、实用的评估预测方法的研究将是桥梁管理系统开发者非常重要的任务。桥梁辅助决策系统可以根据桥梁状态的评估和预测结果，结合优先排序等功能为用户提供决策服务。但由于考虑到经济、政治、环境等复杂因素的综合影响，现有桥梁管理系统的智能化程度还不够。因此，如何能开发出更加智能的辅助决策系统也是桥梁管理系统发展过程中一个需要解决的问题。桥梁灾害管理功能的开发:对桥梁状态破坏最大的是自然灾害和人为灾害，如风、地震、洪水、海浪、船撞、爆炸、车撞等[5]。现有的桥梁管理系统对这些灾害的管理主要是以间接地对桥梁的缺损状况、承载力状态和功能适应性状态进行管理作为手段，很少有专门针对这些灾害直接进行管理的系统。如果能够开发出针对这方面内容的桥梁管理系统或桥梁管理系统中的模块，就可以提高桥梁灾害管理的水平，并使整个桥梁管理系统的功能更加完善。

5 结语

随着我国交通运输行业的迅猛发展，如何对现有桥梁进行有效的管理是极为紧迫的问题。桥梁管理系统的作用为及时解决桥梁运营过程中的问题、避免更大的损失提供了可靠而又实际有效的支持。然而，由于桥梁管理系统是一个跨学科、跨领域的交叉科学，使得该管理系统的实施与应用有诸多的问题与不足，还应加强研究与总结对其进行进一步完善。

[1] 郭 瑞.城市桥梁管理系统关键问题研究[D].上海:同济大学，2004.

[2] 李吕铸.公路桥梁管理系统的开发与应用[J].公路交通科技，2003，20(3):84-90.

[3] 于大涛，廖朝华.欧洲现有桥梁的评估[J].中外公路，2001(5):35-37.

[4] 张淑锋.关系数据库管理系统数据字典研究与实现[D].杭州:浙江大学，2004.

[5] 赵立岩.桥梁抗震管理系统研究[D].上海:同济大学，2006.

[6] 霍 超.浅谈桥梁管理系统[J].山西建筑，2009，35(14):365-366.