洪卫星 吴羡 毛明洁 晁成冉

摘 要：分析总结桥梁资产管理问题及国内外桥梁资产管理系统的现状，对桥梁资产可视化智能化进行了初步研究，研究了BIM技术在桥梁资产管理系统上的应用，为国内桥梁资产管理技术的研究提供了参考。

关键词：可视化;智能化;桥梁资产管理;BIM技术;结构缝检测

中图分类号：F284 文献标识码：A

0 引言

随着我国经济的发展，交通运输行业不断地发展，与之配套的基础建设规模也在不断扩大。桥梁作为路段与路段间的重要“连接节点”在道路通行中起到了沟通连接等重要作用[1]。通行量的上涨、超限超载情况日益上升及服役时间增加，桥梁的安全性、使用寿命及管理养护等相关工作受到越来越大的考验[2]。因此，为实现科学、规范有效的对桥梁进行管理与养护，建设一套标准化、信息化、智能化、可视化的桥梁资产管理系统便具有重要意义[3]。

1 桥梁资产管理的问题

桥梁资产高效准确的管理有助于准确辨识桥梁的状态、合理进行桥梁的管养工作并提高桥梁的利用效率，目前桥梁资产管理存在以下几个问题：

（1）桥梁资产数量众多，资产管理体量庞大。截至目前，我国大大小小的桥梁已达100万余座，其中很大一部分为上世纪80～90年代建设而成，距今已服役30余年，大多需要进行完整全面的检查维护。我国桥梁资产管理工作仍存在路桥管理混为一谈的观念性错误，桥梁资产管理除桥面资产以外还需注重对其承重节点的管理。

（2）桥梁结构问题突出，危害难以肉眼辨别。由于雨水冲刷、河水侵蚀等原因，大多桥梁表面存在肉眼可见的病害问题，日益增长的车辆负载也导致了肉眼难以辨别的耐久性和疲劳性结构损伤问题。

（3）资产管理方式落后，信息脱节现象严重。目前我国主要的资产管理手段还停留在人工巡查、情况统计、系统上传的阶段，缺少对桥梁健康监测的数据的可视化显示，无法实时预警桥梁安全状况。桥梁的设计期、施工期、养护期的管理脱节，存在信息缺失的情况，无法对信息进行有效地集成管理。

2 桥梁信息管理系统现状

随着计算机技术的兴起与应用，桥梁资产管理逐渐由纸质文档化过渡为信息化管理，基于此，美国率先开发出了PONTIS系统。该系统基于Markov链的简单形式模拟退化过程，通过概率论模拟各个构件的状态评估的变化，其主要能实现桥梁数据存储、桥梁状态评估预测、费用效益分析及优化相关决策等功能。

我国桥梁项目管理系统可追溯至上个世纪80年代，CBMS系统基于桥梁结构工程、监测管理技术、数据采集技术、统计学理论及工程经济学，充分发挥了计算机系统的数据处理功能，实现了对桥梁技术状况和路网桥梁的整体状况进行评估，预测桥梁未来的发展状况，对养护工作进行经费估算，对桥梁资产管理的初步智能化的功能。但由于开发年代久远，数据标准不统一、系统间数据缺乏交互性，数据孤岛现象严重，动态数据质量较差致使数据分析挖掘误差较大，难以进行有针对的、准确的辅助决策。

3 基于BIM技术的桥梁资产管理系统

BIM最初是作为“Building Information Modeling”的缩写，主要用于建筑业，但随着计算机技术在各行各业的深入，BIM技术的应用范围也越来越广泛。基于此，智能桥梁管理系统（Intelligent Bridge Management System），即IBMS，系统通过结合桥梁结构工程、病害机理、监测技术及数据采集等技术，对桥梁进行档案管理、状况登记、评估分析、状态预测等管理工作。

系统以实物资产数据（静态数据和动态管养数据）为核心，以养护管理为主线构建功能体系，以BIM、GIS、移动互联网等技术手段架构信息化系统，以标准化数据管理为基础，围绕运维过程中的结构、设施等资产的检查检测、评定评估、养护维修等生产活动，进行标准化和专业化的数据归集、管理、展示和应用。通过对资产构件精细和标准的离散，实现桥梁精细化养护与管理，并建立交通基础设施全寿命期的数字化信息模型，通过标准业务流程和专业数据体系提高管养水平和效率，为运维决策提供可靠的数据支持，实现管养的精细、标准、规范、可视、便捷和可持续性管理等目的。

其系统结构架构如图1所示，通过感知层的摄像头进行数据采集，经由传输层将图像传输至平台层中，由平台对数据进行分析处理、存储交换，最终由应用层将结果进行可视化展现，并生成相对应的报表，从而实现对桥梁资产的管理。

该系统首次建立了适应管养需求和BIM技术要求的资产拆分标准、系统编码标准、管养数据流体系标准。并实现六化管理，通过标准化构件拆分实现精细化管养，通过任务驱动和流程管理实现规范化管养，通过BIM、GIS等技术实现可视化管养，通过友好的人机交互终端实现便捷化管养，通过专业管养库实现标准化管养，通过持续性数据管理实现全寿命管养。

4 桥梁资产的可视化表达

具有可视化、协同性、全周期、参数化优势的BIM技术逐渐开始应用于桥梁资产管理领域。其桥梁资产动态展现的工作流程如图2所示，首先由固定在桥侧的摄像头采集桥梁的实景图像，利用BIM技术进行3D建模，而后在虚拟环境中模拟桥梁基础与结构缝隙之间的动态变化关系，模拟出其变化过程，通过对过程的模拟，及时发现结构危害，从而实现对桥梁资产的管理。

以滁河大桥为例，其系统可视化评定情况如图3～4所示，经过系统分析，可知该桥梁总体得分为85分，与历史情况相比，其现状较为良好，但在结构、路面等方面仍有缺损，需进行管养，经过系统评定，可明确桥梁的基本信息，也可明确桥梁资产的总体概况，并对管理部分提供了相应的管养建议，大大提高的工作效率，实现了资源的最优化管理。

5 结语

总体来说，我国不仅在进行新建桥梁的管控，对旧有的桥梁也在进行管养工作，而传统的人工管理將越来越难以适应其发展速度，且随着5G、车路协同等技术的成熟，新材料、新技术的研发应用，桥梁资产管理的范围将不断扩大，信息化的综合管理有助于对信息的归纳整理，实现信息有效交互。除了需要对桥梁资产的管理进行重视以外，还需关注其相关配套的生产流程与规章制度是否符合科技的变化，重视自主创新研究，缩小与发达国家的差距。

参考文献：

[1]董萌，杨超，李兴华.公路资产管理的发展之路[J].中国公路，2021（2）：76-78.

[2]樊冬萍.高速公路资产数字化全生命周期管控体系构建[J].中国交通信息化，2020（9）：127-128.

[3]李婉静.关于桥梁设施资产管理的研究[D].辽宁工程技术大学，2012.